Newey: "Nos han roto el juguete"

[L.Z.M.]

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Flaps sobre el difusor

Red Bull apareció en el pasado GP de Italia con una nueva evolución de su difusor, y el accidente de Webber (primera retirada de un Red Bull este año) y la posterior recogida del RB7 mediante la grúa permitieron verlo a la perfección. Los cambios estaban centrados en un flap que recorre toda la longitud del borde de salida del difusor. Red Bull lleva toda la temporada empleando este flap, pero hasta ahora era más estrecho estando localizado entre las derivas laterales del alerón trasero.



Esta idea no es nueva, se trata de una reinterpretación de los gurney flaps que los equipos vienen colocando en los bordes de salida de sus elementos aerodinámicos. Para continuar con la explicación recordaremos qué es lo que hacen los gurney flap.



Los gurney flaps son apéndices que se colocan perpendiculares a la velocidad del aire en los bordes de salida de elementos aerodinámicos como los alerones. Su objetivo es el de crear una zona de baja presión por detrás de él (en la zona de los vórtices que vemos en el dibujo), “sorbiendo” el aire que pasa por debajo del elemento aerodinámico para que salga con más velocidad. Cuanto más rápido pase el aire por debajo del alerón, menos presión ejercerá sobre su parte inferior, aumentando el apoyo aerodinámico.

Al igual que en un alerón, los gurney flaps se han empleado tradicionalmente en los bordes de salida de los difusores, siendo cada vez más importantes por las restricciones que se han ido aplicando en cuanto al tamaño de los mismos. Los equipos no pueden, por reglamento, hacer los difusores tan grandes como quisieran, por lo que se ven obligados a trabajar en diferentes aspectos para hacerlo trabajar mejor. El gurney flap es un ejemplo de ello, y aunque el reglamento limite la altura del difusor, el límite es sólo para la altura interna del difusor, la de los túneles de su interior, por lo que no hay límites para los gurney flap, que “tiran” del flujo de aire que pasa bajo el difusor, logrando el mismo efecto que si la altura del difusor fuera mayor.



Los equipos intentan que el flujo que pasa por encima del difusor llegue con la máxima presión, lo que mejora la efectividad de los vórtices en la parte trasera del gurney flap. Pero los gurneys no pueden ser infinitamente grandes porque entonces los vórtices se rompen y se pierde el efecto de baja presión. Muchos equipos han encontrado ese límite este año, por lo que han tenido que pasar a la siguiente solución, un flap que permite que el aire pase por encima y por debajo de él.

La calidad del flujo de aire que pasa sobre el difusor es tan buena actualmente que no hace falta recurrir a un contundente gurney flap, sino que con un flap convencional pueden lograr un efecto similar siendo más eficiente, y sin la necesidad de crear vórtices puede aumentarse el tamaño del flap. Muchos equipos han pasado a esta solución, aunque Red Bull ha sido el único equipo que lo ha extendido a lo largo de toda la longitud del difusor, ayudando a su efectividad el soplado de los canales laterales del difusor con los gases de escape.



El próximo año podemos esperar mayores flaps sobre el difusor e incluso en sus costados, porque éste será un aspecto crítico en 2012, y el diseño de los pontones será también muy importante para asegurarse de que llega un buen flujo de aire a la parte superior del difusor. Veremos también si los F1 siguen llevando al igual que actualmente la parte trasera elevada, o esta configuración sólo puede trabajar eficazmente con los difusores soplados por el escape, porque en 2012 no podrán soplar el difusor por tener que colocar sus salidas en la cubierta motor.

La prohibición de los difusores soplados.

La FIA escribió a los equipos de F1 el sábado por la mañana en Montreal para comunicarles que no cede en su decisión de prohibir el soplado de los difusores con el acelerador levantado. La FIA intentó introducir esta prohibición en el pasado GP de España, pero la decisión tuvo que ser retrasada cuando Renault alegó que su mapa motor estaba desarrollado para refrigerar las válvulas de escape y que su prohibición les supondría tener problemas de fiabilidad. Aunque como explicaremos más adelante existen dos sistemas diferentes de soplado con el acelerador levantado, el soplado frio y el caliente, lo que Renault expuso tiene toda la pinta de ser un cuento para que Red Bull y Renault se siguieran aprovechando de las ventajas del sistema.



Pero la FIA ya ha debido de ser informada de que le han tomado el pelo y antes de que se reúna el Grupo de trabajo técnico en Londres el jueves ha querido aclarar que los soplados fríos o calientes con el acelerador levantado estarán prohibidos desde el GP de Inglaterra, que se disputará el 10 de julio.

Como decíamos existen dos modos de soplar el difusor con el acelerador levantado:

* Soplado frío: Cuando el piloto levanta el pie del acelerador, el acelerador del motor se abre completamente pero no se inyecta gasolina, por lo que el motor no produce potencia pero el aire circula por el motor proporcionando un 75% de los gases que se expulsan con el acelerador a fondo. Casi todos los equipos han estado haciendo esto los últimos 12 meses, y éste es el sistema al que se refería Renault que empleaban para refrigerar las válvulas de escape.
* Soplado caliente: Esta temporada se ha extendido mucho el empleo del soplado caliente, que consiste en abrir el acelerador del motor cuando el piloto levanta el pie, pero inyectando además combustible que se quema retrasando el encendido para que el motor no produzca potencia al realizarse la combustión con las válvulas de escape abiertas, por lo que se propaga por el escape.

Estos sistemas estaban llegando demasiado lejos empleando el motor para beneficio aerodinámico, incrementando el consumo un 15% con un sistema que además castiga duramente los motores, y ese no es el camino que la FIA quiere que tome el deporte.



La gran pregunta es si esta prohibición afectará más a Red Bull que a los demás equipos. Renault, su suministrador de motores, lleva más tiempo que los demás trabajando en esta tecnología y la tiene más desarrollada, pero Ferrari y Mercedes también han metido muchas horas en esta solución, por lo que tendremos que esperar para verlo. Es de esperar que Red Bull y Renault sean los equipos que más ventaja pierdan porque son los que soplan por debajo del suelo de los monoplazas, la incógnita es si perderán mucha o poca de su ventaja respecto a los equipos motorizados por Ferrari o Mercedes. Cosworth es el único que no ha trabajado en el soplado caliente, por lo que equipos como Williams sólo podían realizar el soplado frío.

Por lo tanto en el GP de Inglaterra dejaremos de escuchar ese característico sonido de los motores cuando el piloto levanta el pie del acelerador.

Para el 2012 la FIA ha ido más allá y modificará las normas técnicas para impedir del todo los difusores soplados de manera que no pueda haber influencia de los gases de escape sobre el difusor. Esto se conseguirá introduciendo en la normativa la obligatoriedad de que las salidas de los escapes deberán de estar situadas entre 33 y 35cm por detrás del eje trasero, en el espacio que hay entre el plano inferior del alerón trasero y la parte superior del difusor. Además tendrá que ser circular y con un corte vertical.



Una de las ventajas de esta norma para los aficionados será que los escapes serán claramente visibles, por lo que podremos volver a ver las llamaradas que desprenden en retención.

Prohibido el retraso de encendido.

Hoy se ha sabido sobre un cambio en las normas técnicas que tendrá un gran impacto en los desarrollos de los actuales F1. El diseño de los difusores soplados por los gases del escape estaba siendo esta temporada una de las áreas clave en las evoluciones técnicas de todos los equipos para lograr una ventaja competitiva, pero el cambio que ha hecho la FIA ha trastocado todos los planes porque desde este fin de semana en el que se disputa el GP de España no se permitirán sistemas de retraso del encendido de los motores.



El retraso del encendido es uno de los aspectos en los que más se ha trabajado y el sistema asegura la salida de gases de escape en todo momento aunque el piloto no acelere, para que su paso a través del difusor aumente su eficacia y por lo tanto el apoyo aerodinámico generado, reduciendo la sensibilidad del monoplaza a la posición del acelerador.

Los equipos han estado utilizando gran cantidad de recursos en buscar mapas de motor que maximizaran la salida de gases de escape, pero la FIA les ha comunicado que desde este GP de España no se permitirán estos sistemas que queman más combustible para beneficio aerodinámico. Mientras que algunos equipos estaban utilizando sistemas que mantenían la misma cantidad de gases expulsados en frenada que en plena aceleración, ahora el acelerador no podrá estar abierto más de un 10% de su máximo cuando el piloto no lo esté pisando y nunca para lograr un beneficio aerodinámico.

Esto significa que el retardo del encendido violaría a partir de ahora el artículo 3.15 de las normas técnicas que prohíbe dispositivos aerodinámicos móviles.

Aunque el cambio afectará a todos los equipos, podría verse como un intento de reducir la ventaja técnica del Red Bull RB7 después de que McLaren haya dado a entender recientemente que estos mapas de motor son clave en el rendimiento en calificación de los de la bebida energética. Red Bull fue la que re-introdujo el año pasado con el RB6 los difusores soplados y el sistema de retraso del encendido, mientras que los de Woking llevan mostrando una gran obsesión por denunciar a la FIA cualquier sistema sospechoso de Red Bull, provocando muchas veces cambios en las normas a mitad de temporada. Al ser preguntado Christian Horner sobre si el cambio se debe a una queja de algún equipo para tratar de detener su superioridad, ha declarado: “Es inevitable y una desafortunada consecuencia del éxito“.

Ultima hora.

Tras las protestas de algunos equipos por los cambios necesarios a realizar en los coches en tan corto espacio de tiempo, la FIA ha decidido seguir permitiendo el retraso del encendido en el GP de España. La prohibición será efectiva cuando pueda realizarse sin provocar complicaciones a los equipos.

Tendencias en el diseño de salida de los escapes.

En los monoplazas construídos para esta temporada el tema que más ha dado que hablar ha sido la posición de las salidas de los escapes, pero… ¿porqué?

El fondo del monoplaza junto al difusor producen la mitad del apoyo aerodinámico de un F1 sin producir apenas resistencia, así que la aerodinámica de la parte que no vemos de los coches es clave para lograr los mejores tiempos por vuelta. En 2009, cuando se introdujeron nuevas normas para limitar el apoyo aerodinámico intentando favorecer los adelantamientos, Brawn GP, Williams y Toyota encontraron una laguna del reglamento para que sus difusores generaran más apoyo creando unas aberturas entre el plano de referencia (plano en el que se encuentra el patín central) y el plano escalonado que alimentaban de aire el piso superior de los difusores. Esto les permitió que el difusor más pequeño que exigía el reglamento (175mm de altura) trabajara como uno más grande para generar más apoyo. Otros equipos pronto les siguieron, y el año pasado todos los equipos aprovecharon esta laguna del reglamento.



Difusor del Ferrari F 150.

Ferrari es uno de los muchos equipos que han colocado sus escapes muy bajos y cerca de la línea central del coche. Haciendo esto consiguen que parte de los gases de escape entre en el difusor por el agujero por el cual se introduce el arrancador del motor para lograr más carga aerodinámica. Esta solución quedó clara cuando el tercer día de tests en Valencia una fuga de aceite en el motor de Felipe Massa provocó un pequeño incendio cuyas llamas no sólo salían por encima del difusor, sino que también lo hacían desde su interior a través del orificio de arranque.


Ferrari estreno en Brasil su difusor soplado definitivo.

Ferrari fue el primer equipo en explotar la idea de Red Bull de emplear un difusor soplado por los gases de escape. El Red Bull RB6 tiene una abertura en el difusor que permite que los gases de escape del motor soplen por encima del difusor, y a través de la abertura, también por dentro del mismo. Pero el sistema es muy complejo para hacerlo trabajar correctamente, por lo que Ferrari decidió hacerlo paso a paso, estrenando su difusor soplado únicamente sobre él, sin aberturas, en Valencia, para ir evolucionándolo poco a poco.



El secreto de Red Bull en calificación.

Cuando explicamos el funcionamiento de los difusores soplados por el escape comentamos que el mayor inconveniente del sistema era que en el momento en el que el piloto soltaba el pie del acelerador, su efectividad disminuía. Ese es el motivo por el que se dejaron de utilizar cuando desaparecieron los motores turbo, motores que suavizaban este inconveniente. Un cuidadoso diseño y la posición de los escapes respecto al difusor podían aliviar ciertos problemas, pero el beneficio que producen los gases de escape en el difusor se ve muy reducido en el momento en el que se deja de acelerar y dejan de salir gases del escape, justo en el momento en el que más falta hace el apoyo aerodinámico que genera, en frenada y entrada en curva. La solución al problema era fácil, está presente desde hace tiempo y también en la actualidad en otras competiciones, pero Adrian Newey ha sido el único al que se le ha ocurrido emplearla. Ideas y conceptos antiguos (como la suspensión trasera por tirantes, el difusor soplado…) para crear el coche más rápido del 2010.



Un inconveniente de los motores turbo es el retraso en la entrega de potencia. Desde que se pisa el acelerador, hasta que el turbo recibe la presión y gira a la suficiente velocidad, transcurre un cierto tiempo. Para eliminar este retraso, en competición (los antiguos F1 turbo o coches actuales de rallyes) se utiliza un sistema denominado anti-lag o bang-bang, que sigue inyectando gasolina al motor aunque el piloto no acelere, retrasando el encendido para que la combustión no genere potencia y permitir que el turbo siga girando. Así, al volver a acelerar, no habrá retraso en la respuesta del motor.

La idea de Newey ha sido la de emplear este sistema en un motor sin turbo, para que continuamente estén saliendo gases por el escape. Así, aunque el piloto levante el pie del acelerador mientras frena para entrar en una curva, el flujo de gases se mantiene constante, manteniendo el apoyo aerodinámico que permite una mejor frenada y un paso por curva más rápido.



La combustión dentro del cilindro cuando se está acelerando ocurre normalmente como se ve en el dibujo superior. Cuando el pistón se encuentra en su punto muerto superior comprimiendo la mezcla aire-gasolina, la bujía produce una chispa que provoca la explosión, y al estar las válvulas cerradas la expansión de los gases empuja hacia abajo al pistón, haciendo girar el motor. Si el piloto levanta el pie del acelerador, no se inyecta combustible, por lo que no hay combustión, el motor no ofrece empuje y el flujo de gases disminuye mucho, disminuyendo la eficacia del difusor.



Lo que Red Bull hace es retrasar el encendido (el momento en el que la bujía da la chispa) y mantener el acelerador un poco abierto cuando se levanta el pie de él. Así, lo que se consigue es retrasar la explosión de la mezcla, que se produce cuando la válvula de escape ya se ha abierto (dibujo superior). En vez de empujar al pistón hacia abajo y producir potencia, la explosión se expande por el escape, creando una ráfaga de gas que imita el efecto de seguir acelerando sin producir empuje, logrando mantener la carga aerodinámica en el difusor.

Pero cómo no, el sistema tiene sus inconvenientes. El calor de la combustión tiene lugar en el escape (por eso se escuchan esas explosiones en los coches turbo de rallyes cuando levantan el pie del acelerador, y de ahí el nombre bang-bang), produciendo un sobrecalentamiento en las válvulas de escape, culata y el escape. Estos componentes no podrían soportar tanto calor durante largos periodos, y el mayor consumo de combustible sería un inconveniente ahora que los repostajes están prohibidos. Éstos son los motivos por los que el equipo sólo lo emplea en los momentos cruciales de la Q3.



El mapa de retraso del encendido se controlaría a través de la centralita standard seleccionándolo el piloto por medio de un interruptor en el volante, siendo todo ello completamente legal.

Si se controla el problema del sobrecalentamiento (¿recordáis la primera carrera, en Bahrein, cuando a Vettel se le rompió el escape y el equipo dijo que había sido una bujía?), esta solución es relativamente sencilla de copiar para los equipos que están empleando el difusor soplado. Renault, la proveedora de motores de Red Bull tendría que saber esto… por cierto, el Renault de Kubica hizo una muy buena calificación en Silverstone, cuando el resto del fin de semana no tenía tan buen ritmo. Ay pillines…

fuente y gráficos: scarbs f1, fotos: grandprix

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para que no os aburráis