Safety Car - Tecnología de Competición

AERODINAMICA: GENERADORES DE VORTICES

Sun, 10 Aug 2014 21:59:14 +0200

Este hilo nace del debate mantenido alrededor de este tema entre un grupo de foreros, durante el GP de Hungría de 2014.
Para que no se pierda en la inmensidad del foro y tanto propios como extraños podamos aprender un poco más de este curioso tema, pongo a continuación los distintos post (editados y ordenados) para uso y disfrute del personal. Igualmente, toda información extra y de interés que fuera útil, podeís postearla y la añadiré al post principal.

GENERADORES DE VÓRTICES: ¿qué son y para qué se utilizan?

Durante las distintas evoluciones de los equipos durante 2014, se empezaron a ver unos generadores de vórtices en la parte baja de los difusores. Entonces se hicieron unas preguntas y a partir de aquí nació una serie de explicaciones de distinta índole con más o menos nivel técnico, qué fueron arrojando respuesta a distintas preguntas que surgieron:

Las preguntas a raíz de la que empezó el debate y análisis fueron las siguientes:
¿Qué diferencia hay entre los generadores de vórtices del Ferrari que están formados solo por una pequeña aleta, y los de Red Bull, que son dobles?
Y más aún, ¿qué función tienen los generadores de vórtices?

¿Qué son los generadores de vórtices?

Los generadores de vórtices son unas placas o terminaciones que llevan los F1 que provocan que el aire que está pasando por esa zona salga a partir de ahí en forma de espiral (en plan tornado).
De hecho vórtice significa torbellino, remolino.

Una definición de vórtice podría ser 'flujo turbulento en rotación espiral con trayectorias de corriente cerradas'.
Los vórtices se 'generan' en múltiples puntos, esta imagen CFD de un F1 nos muestra distintos puntos donde se generan vórtices...

FORMACIÓN DE VÓRTICES:

Los vórtices se forman como consecuencia de la interacción de ciertas superficies de un fórmula 1 con el aire a altas velocidades:

"Como resultado, el aire a alta presión que pasa alrededor de las extremidades exteriores del perfil aerodinámico por debajo del plano tiende a ser aspirado en la región de baja presión por encima. La velocidad a la que se produce este proceso provoca una rotación de la masa de aire que se extiende desde el borde de salida del perfil aerodinámico, formando un vórtice alargado. Debido a que existe una fuerza impulsora constante de flujo de aire en sentido contrario, los vórtices continúan formándose a medida que aumenta la velocidad. Cuando la velocidad disminuye, los vórtices se van reduciendo hasta que no se forman en absoluto cuando la velocidad es demasiado baja."

Los vórtices se forman quieras o no. Unos tratas de minimizarlos, y otros de usarlos en tu beneficio. Pero son inevitables. Su estudio ha hecho que las escuderías traten de sacarles el mayor beneficio posible.

¿Cuál es su función?

La función de un vórtice es afectar a la dinámica del aire, consiguiendo diversos efectos como redirigir el aire hacia ciertas zonas, conseguir eliminar o controlar turbulencias, alimentar con más aire una zona concreta del monoplaza, evitar al rotura de la capa límite del aire, sellar aerodinámicamente zonas del coche, generar downforce, reducir el drag de algunas partes de choque como los pontones, etc.

Pensemos cuando vamos en coche y sacamos la mano por la ventanilla. Si la ponemos plana (paralela al suelo) vamos cortando el aire y 'surfeando por el fluido que es el aire', pero si la ponemos en perpendicular al suelo, contraria a la marcha, notamos la enorme fuerza que tiene el aire y lo que "frena" tu mano. Y si uno quiere correr, que algo te frene no es lo suyo.
Es la denominada resistencia del aire o drag, que depende de la incidencia de la superficie y la velocidad.

El drag aumenta en razón al cuadrado de la velocidad y es el causante de que los F1 alcancen una velocidad punta determinada en base a su configuración aerodinámica, aunque las rectas fueran más y más largas. Este el equilibrio que buscan en la configuración de un monoplaza para una carrera.

Toda superficie de un coche genera una resistencia al aire en mayor o menor medida. Los F1 tienen multitud de superficies que generan drag.
Sólo hay que pensar en la imagen frontal de un fórmula 1.... ruedas, morro, casco del piloto, toma de aire, pontones, alerones...

El aire al chocar contra estas superficies (según sea su grado de incidencia), debido a las diferencias de velocidad que se generan por el roce empieza a formar distintas 'láminas' de aire, cada una a distinta velocidad, menor cuanto más cerca de la superficie. Según la forma de la superficie y su resistencia al aire, pueden existir capas de aire que se encuentren detenidas o retrocedan, estorbando al aire que circula correctamente, frenándolo y modificando su dirección, creando al fin y al cabo turbulencias.

Es en estos casos donde un generador de vórtices puede modificar el comportamiento del aire, consiguiendo que el aire no tome direcciones contraproducentes para el aire que llega.

* En las siguientes imágenes podemos ver cómo se coporta el aire que pasa por un generador de vórtices:

En los dibujos de arriba ponen las lineas como enroscadas, y en la de abajo a la derecha indica que la "boundary layer" (la capa límite) permanece pegada sin entrar en turbulencias como si sucede sin los microvortex generators.
Se observa como en la fila superior la 3ª secuencia es muy turbulenta, mientas que la 3ª secuencia de la fila inferior (con los elementos metálicos) el flujo de aire tiene mayor direccionalidad y por tanto es más efectivo.

* Lo que se consigue con esto es que tu difusor pueda tener más pendiente que el de tus rivales sin generar turbulencias por lo que éste trabaja de una forma mucho más efectiva. Pero nada tiene que ver con los vórtices visto en los gifs de red full y Ferrari en Austin.

Mirad que pasa con el flujo que pasa a través de un plano...conforme la pendiente de este va aumentando...

En esta imagen parece un aleron pero se puede aplicar a un difusor, veis como a medida que se aumenta la inclinación del plano empiezan a originarse 'turbulencias'...

¿Dónde se sitúan los generadores de vórtices en un F1?

* En un F1 normalmente se ponen vórtices en la parte alta de los pontones, partes bajas del coche que reciben el aire, alerón delantero, laterales del alerón trasero, y los estamos viendo ahora en la salida central de los difusores.
Cada uno tendrá una finalidad distinta, por ejemplo los del alerón delantero pueden tener como finalidad reconducir el aire para que choque en la menor cantidad posible contra las ruedas delanteras.
El de los pontones normalmente es reconducirlo hacia la parte trasera del coche, la que acaba cayendo a la salida trasera.

* Los más 'comunes' visualmente hablando son los que se generan en el RW.

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* También podemos verlos sobre los pontones, y en el fondo plano. No se hasta qué punto podría considerarse generadores de vórtices propiamente dichos, pero en cualquier caso una de sus funciones es limitar la formación de turbulencias y redirigir el aire.

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Se cree que el primer equipo en montar un VG en los pontones fue Lotus en 2012, si bien el primero que añadió una pareja de VG fue McLaren en el GP de España.

* Los elementos que aparecen en la parte baja de los difusores son unas estructuras con la mínima sección posible para que los flujos de aire que pasan por esa zona tengan una buena direccionalidad y no se creen turbulencias.

Se denominan generadores de microvórtices (o microvortex generators en inglés).

En las siguientes 2 imágenes puede observarse el difusor de Ferrari (izqda) y el de RedBull (dcha) con dichos genadores de microvórtices:

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Se usan desde hace tiempo en aviación e incluso en coches de calle para retrasar la separación de la capa límite.

¿Cuáles son los generadores de vórtices más importantes?

* Se producen diferentes tipos de vórtices en un F1, unos que se quieren evitar a toda costa y otros que se provocan y usan para separar flujos de aire sellando zonas aerodinámicas, para generar downforce o para mantener pegada la capa límite sin turbulencias.

* Ejemplo de vórtices a evitar son los que se forman en los extremos de los alerones delantero y trasero. Para minimizar su efecto de drag, están los endplates y sus ranuras, que tratan de reconducir el aire de la manera más eficiente posible.

* Ejemplo de vórtices para mantener pegado el flujo sin turbulencias son los microvórtices generados en la parte baja del difusor, y los que se ponían en 2013 sobre los pontones cuando estos tenían una inclinación extrema para llevar el aire por efecto coanda hacia los escapes y redirigir los gases hacia abajo y sellar el difusor.

* Ejemplo de vórtice para generar downforce son los que se generan por debajo del monoplaza, bajo el fondo plano. Esos generan carga porque la presión en el interior del vórtice baja de forma extrema y poniéndolo ahí aumenta el efecto suelo. Es el efecto inverso al mecanismo de generar fuerza ascensorial en un caza con ala en delta. En la gráfica se ve además la bajada de presión en la zona central (2 veces el radio) del vórtice:

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* Una serie de vórtices especiales son los que forman las turning vanes:

Las turning vanes son unos deflectores verticales generalmente curvos, montados en cada lado del chasis entre las ruedas delanteras y las tomas de aire de los pontones.
Las turning vanes tienen múltiples funciones, pero se utilizan principalmente para ayudar a controlar la estela turbulenta de las ruedas delanteras, y para depurar el aire del alerón delantero y debajo del chasis, redirigiendo el flujo de aire hacia los pontones, el piso, el difusor o lejos del coche.

Aquí podemos ver las que usaba el BMW de 2007, pilotado en aquel entonces por Nick Heidfeld y Robert Kubica.

En los diseños recientes, las turning vanes fueron reemplazadas por generadores de vórtices que re-dirigen los vórtices bajo el coche con el objetivo de alimentar el difusor trasero con flujos de alta energía, y aumentar la eficacia del difusor.
El borde posterior inferior de las turning vanes crea un vórtice que se desplaza hacia abajo del borde inferior exterior del pontón lateral, actuando como una falda y ayudando a sellar el área de presión inferior por debajo del coche, consiguiendo un 'efecto suelo'.
Asímismo, se utilizan para reducir la velocidad del aire que entra en los pontones laterales - y por lo tanto la velocidad y la cantidad de aire que llega a los radiadores - reduciendo el drag de los pontones laterales.

Aquí podemos ver las turning vanes utilizadas por RB este año, o las usadas por Ferrari el año pasado:
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* Ejemplo perfecto de vórtice para separar flujos y además de los más efectivos es el vórtice Y250, recordar este nombre.

En el FW se generan dos vórtices PRINCIPALES Y250, uno en cada lado del nose. Este vórtice tiene la 'capacidad' de succionar aire del fondo plano con la consiguiente mejora aerodinámica del conjunto (podríamos aproximarlo a un efecto suelo) y sella perfectamente el difusor.

Los ingenieros tienen como objetivo principal generar el mejor Y250 para su monoplaza, para ello diseñan las cascadas del FW, los turning vanes de debajo del nose (de ahí que tengan esa forma redondeada hacia el exterior), los aditamentos en los barge boards y las pestañas en los conductos de freno traseros... para que el Y250 'viaje' a través del monoplaza de la manera más fuerte y limpia posible....y cumpla su función aero.

Esquema de formación de un vórtice Y250....veis que hay una linea ideal de curva de vórtice.

En las siguientes imágenes vemos la zona que genera/provoca el vórticeY250 del FW, y qué elementos del alerón del Ferrari interactúan para formarlo:

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Asímismo podemos ver una imagen CFD del vórtex Y250 del F14T:

Vemos el punto del que nace el vórtice y se desplaza por todo el lateral del monoplaza hasta el difusor, como se observa en la línea azul.

En la imagen se ve como la linea del vórtice se extiende desde el FW hasta el difusor. Cuanto más perfecto sea el vórtice Y250 creado, más aceleración tendrá todo el aire que circula por debajo del monoplaza y mejor sellado estará tu difusor.

En este video del RF en brasil (Webber) se aprecia como en la recta de meta aparece el vórtice Y250 perfectamente definido.

Y en el siguiente gif de imágenes captadas en Austin 2013, podemos ver los vórtices Y250 del RB en interacción con el aire redirigido de las turning vanes. En él se puede ver como el RB evacua el aire de forma ordenada y dirigida, alejándolo de los pontones, mientras que el Ferrari no es capaz de controlarlo.

Espero que os haya gustado la recopilación de información y la manera de contarlo, ójala sirva para aprender algo acerca de este complejo mundo de la F1 y la aerodinámica!

Saludos!!
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AGRADECIMIENTOS: iL Fenomeno, ethernet, motita1974

Las consecuencias de que los Formula1 no corran con las ruedas de los Picapiedra

Mon, 22 Jul 2013 15:15:00 +0200

Cita:La Fórmula1 ha pasado a ser una competición de gestionar neumáticos

Esta frase la dijo el dueño de Red Bull hace unos meses en tono crítico sobre la influencia que tiene este elemento del coche en los monoplazas. Sin embargo, cuando más ruido han hecho los medios de comunicación y los aficionados ha sido tras el GP de Silverstone, en el que hubo hasta 4 reventones de neumáticos en 4 equipos distintos.

En este artículo, vamos a dejar a un lado las polémicas y tratar de explicar por qué hubo este problema:

El neumático que estalló en los 4 casos fue el trasero izquierdo. La razón para ello es que en el circuito inglés es el que más sufre. Además, tal y como expliqué en este otro artículo de Naukas, los equipos corren con las ruedas hacia adentro, patizambos. Técnicamente a esto se le denomina camber negativo y suele requerir presiones de rueda un poco bajas. Esto provoca que el borde de la rueda sufra más que lo que debiera. El hecho de que tenga poca presión en los neumáticos y ese ángulo de caída permite que la superficie de contacto entre la goma y el asfalto sea grande, lo cual le aporta más tracción y más estabilidad en curva. Al tomar las curvas, las fuerzas laterales a las que se ve sometido el neumático le dan una ganancia de camber positiva, es decir, las ruedas se ponen un poco más rectas.

Además, en los últimos días hemos sabido que otra de las causas de los reventones ha sido que las escuderías cambian los neumáticos de lado. Es decir, el neumático derecho al principio desgasta su lado interior; si a continuación se cambia y se pone en el lado izquierdo, desgastará su otro lado interior. Es una técnica extendida entre todas las escuderías. Sin embargo, la estructura de las gomas Pirelli de este año es asimétrica. ¡Qué mala suerte! Los dos flancos de los neumáticos no tienen las mismas propiedades.

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Aerodinámica F138

Mon, 11 Mar 2013 09:38:46 +0100

Aerodinámica F138

Primera parte:
Cascadas y Coanda.

Texto: Alejandro Canalejo @Khan_F1
3D y CFD: Juan David Barrera @er_teclas

Fuente: SafetyCast

Aprovechando el excelente (y arduo) trabajo que mi compañero Juan David nos regala con el modelado 3D del monoplaza rosso para 2013, el Ferrari F138, puede resultar de interés comentar un par de aspectos aerodinámicos acerca de las simulaciones CFD con dicho modelo de base (por el que, de nuevo, le doy mi más sincera enhorabuena y felicitaciones).

Estamos ante una temporada de relativa estabilidad en cuanto a la configuración aerodinámica de los monoplazas. La evolución y los refinamientos de conceptos previos, adquiridos el año pasado con la irrupción de los escapes Coandă (“escuela McLaren”), o semi-Coandă (“escuela Sauber/Red Bull”) ha sido más que evidente esta pretemporada, y el desfile de novedades, al menos durante las jornadas de test, no ha sido todo lo exuberante de temporadas pasadas.
Sin embargo, hay un aspecto en el que Ferrari empezó a marcar tendencia la pasada temporada, y que puede resultar clave para arañar preciadas décimas por vuelta en ésta: el tratamiento del alerón delantero, especialmente en el encuentro entre sus planos principales y los endplates laterales (las cartelas verticales y rectas que lo rematan y delimitan). Ferrari introdujo el año pasado una serie de ranuras en el encuentro entre planos y endplates, de manera que, en la práctica, lo que en teoría y por reglamento estaría limitado a un alerón delantero de 2 planos (el principal con sus 50 cm de sección central estándar definida por reglamento, y el flap superior), se convierte en una especie de “hojaldre aerodinámico” en las partes extremas del alerón.

En sus extremos, el alerón del F2012 tenía en la práctica unos 6 elementos, y las últimas modificaciones observadas este año en Barcelona apuntan incluso a 7, en el caso del F138. Subdividir en varias partes un flap permite que, al ser las piezas resultantes más cortas, los problemas de pérdida de carga y desprendimiento de flujo aerodinámico se vean atenuados.

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En la F1 nada es lo que parece: Los frenos II

Sun, 18 Nov 2012 09:26:40 +0100

En la F1 nada es lo que parece: Los frenos II

En lo referente a la frenada, los F1 montan sistemas sorprendentemente parecidos a los de los coches de calle. Esto es debido a que el principio de la frenada es sencillo: reducir la velocidad de un objeto a base de quitarle energía cinética.

Los F1 llevan discos de freno, como la mayoría de los coches de calle, que al frenar son atenazados por las pastillas debido a la acción de las pinzas de freno. Incluso los coches de calle montan soluciones tecnológicas avanzadas, ABS, que en F1 no están permitidas.

Las diferencias comienzan con el trabajo que son capaces de hacer unos y otros.

Los frenos de un F1 son capaces de desarrollar una increible cantidad de trabajo, como veremos más adelante, pero esa tremenda capacidad no solo es debida a los materiales, como comenté en el capítulo I de este tema, sino también al tremendo agarre que ofrecen los neumáticos, ya que lo mismo que un exceso de potencia aplicada a la rueda puede hacer que la goma pierda agarre y patine, un exceso de freno hará que la rueda se bloquee al superar los límites de agarre. Al estar prohibidos los sistemas antobloqueo, la frenada se mantiene como una de las características diferenciadoras entre los pilotos de F1.

La reglamentación obliga a que cada coche lleve doble circuito hidraulico con depósito separado para el tren delantero y el trasero, de forma que siempre haya un tren que mantenga la frenada en caso de fallo o rotura. Se permite montar repartidores de frenada, controlados desde el puesto de pilotaje, de forma que el piloto pueda estabilizar la frenada según se reduce la cantidad de combustible. Hasta esta temporada se montaban discos de diferente tamaño para la calificación y la carrera, lo que actualmente no es posible.

La frenada de un F1 es tremendamente efectiva, debido a la combinación de su sistemas de frenos y el agarre que ofrecen los compuestos de goma modernos, pero , ¿comprendemos en toda su extensión el trabajo de los frenos de un F1?

El trabajo de los frenos

Para que un coche, de carreras o de calle, pueda recorrer una parte de un circuito o una carretera lo más rápidamente posible, debe poder hacerlo en el menor tiempo posible y aunque esta afirmación parezca una perogrullada, no lo es, ya que si en esa sección hay frenadas importantes, el tiempo de frenado cobra importancia. Pero vayamos por partes. Indudablemente un coche para ir rápido debe tener una velocidad punta alta:

v=s/t

donde,
v = velocidad en una dirección determinada,
s = distancia o espacio,
t = tiempo.

Esta es la ecuación más simple del movimiento y seguro que todos la conocéis. Habitualmente la usamos con las unidades en km/h, pero en dinámica debemos pasarlo a m/s.

Pero, la ecuación anterior, mide velocidad, ya sea constante o media a lo largo de un recorrido. Si por las características del circuito o carretera, nos vemos obligados a aumentar o disminuir la velocidad a lo largo del recorrido, que es la situación más normal, entonces, para que esta velocidad media sea lo más alta posible, y por tanto el tiempo en recorrer el espacio el menor posible, hay algunas cosas que nuestro coche debe ser capaz de hacer:

1.- Debe tener una buena velocidad punta.
2.- Debe tener buena capacidad de aceleración lineal.
3.- Debe tener buena capacidad de aceleración lateral (en curva), y
4.- Debe tener buena capacidad de frenado (deceleración lineal).

Este último aspecto, es a menudo infravalorado por los especialistas de puesta a punto y es un gran error. ¿Qué objeto tiene tener un coche excelente en todos los aspectos menos en los frenos? Lo único seguro en este caso, es que al llegar al final de una recta, vamos a tener momentos de gran excitación si los frenos no paran el coche adecuadamente.

Aparte de esto, unos buenos frenos dan confianza al piloto, lo que redunda en mejores tiempos por vuelta. Deceleración de un coche Aunque parezca obvio, hay algunos aspectos del frenado que hay que conocer y nada mejor que una explicación para aclarar y fijar conceptos. Primero, necesitamos saber qué es exactamente lo que causa la deceleración de nuestro coche, ya sea al aproximarnos a una curva, un muro o lo que sea. Bueno, es una combinación con diferentes grados de influencia:

a.- Resistencia aerodinámica.
b.- Freno motor.
c.- Resistencia a la rodadura de los neumáticos.
d.- Fricciones internas entre piezas.
c.- Fricción del sistema de frenos.

De toda la lista, durante la conducción solo tenemos control sobre el freno motor, mediante el cambio y la fricción de los frenos. Pero en los coches de carreras el freno motor no es algo que se utilice intencionadamente muy a menudo ya que sobrecarga los motores y aumenta el riesgo de rotura y también debido a la potencia y fiabilidad de los sistemas de frenado actuales. Lo que nos devuelve al tema central.

Entrando en materia, para que un objeto cualquiera, disminuya su velocidad, decelere, y debido al principio de conservación de la energía, debe perder energía. Esta energía proviene del combustible quemado en el motor y almacenada en forma de velocidad. La cantidad de energía que debe disiparse para decelerar de una velocidad a otra inferior, viene determinada por la diferencia de energías cinéticas (debidas al movimiento).

Como sabéis, el principio de conservación de la energía dice que la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma. Lo que expresamos matemáticamente de la siguiente forma:

E = 1/2 mv^2 - 1/2 mu^2

Donde,
E = energía disipada en los frenos expresada en julios (J) m = masa del coche en kilos (kg)
v = velocidad inicial en m/s
u = velocidad final en m/s

Simplificando,

E = 1/2 m(v^2 - u^2)

Nuestro sistema de frenado, utiliza la fricción para convertir la energía cinética del coche a calor y una cantidad casi despreciable de energía sonora, ruido. La energía calorífica se disipa al entorno siguiendo la 2ª ley de la termodinámica, mediante el flujo de aire que al atravesar los frenos y encontrarse a menor temperatura, intercambia calor y se lleva la energía.

Volviendo a las matemáticas y poniendo unos números como ejemplo, se comprende mejor.

Bien, situémonos en Monza con nuestro F1, tras trazar la Curva Grande y acelerando a fondo hacia la variante de la Roggia. Bien, al final de la recta nos aproximamos a la curva a unos 330 km/h y nos damos cuenta de que para entrar en la curva debemos bajar la velocidad. Nos colocamos en el lado derecho de la pista e iniciamos la frenada reduciendo la velocidad a unos 110 km/h.

Veamos el trabajo que han hecho nuestros frenos. Dada la complejidad de los cálculos necesarios para hacerlo, consideremos despreciable la resistencia aerodinámica, que también disipa energía cinética debido al rozamiento con el aire, y las fricciones entre piezas. Con esta aproximación los cálculos son mucho más sencillos y el error cometido despreciable a los efectos de este artículo.

Lo primero, pasamos las velocidades a m/s, para ello multiplicamos por mil y dividimos por 3.600:

330 km/h = 330 x 1000 / 3.600 = 91,66 m/s
110 km/h = 110 x 1000 / 3.600 = 30,55 m/s

Según la reglamentación actual, un F1 debe pesar, como mínimo, 600 kg en la pista. Esto es con piloto y casco, combustible, liquidos… asumamos que el equipo ha calculado el peso correctamente y que estamos al límite del peso. Ya tenemos todos los datos necesarios para calcular la energía disipada al frenar para tomar la Variante de la Roggia.

E = 1/2 m(v^2 - u^2)
E = ½ x 600 x (91.66^2 - 30.55^2)
E = 2.225.771,032 J

Pero como los julios no son una unidad que sea fácil de imaginar, habrá que dar algún ejemplo de lo que se puede hacer con estar tremenda cantidad de energía. Con esa energía se puede mantener encendida una bombilla de 100W durante unas 6 horas. Y sin olvidar, que es una sola frenada y que se desarrolla durante 3-4 segundos, lo que da una idea del tremendo trabajo que se encarga a los frenos de carbono de un F1 actual. O expresado de otra forma y teniendo en cuenta que la potencia es igual al trabajo (energía desarrollada) dividido por el tiempo, tendremos que los frenos están desarrollando una potencia superior a los 700 CV.

Enviado por: Chip Power a Safety-Car.Net
Allá por el 2003

Formula 1 Alphabet [Ferrari-English]

Thu, 13 Sep 2012 19:01:35 +0200

Formula 1 Alphabet [Alfabeto F1]
[Ferrari-Video-English]
http://www.ferrari.com/english/formula1/...habet.aspx

Antidive - Brakes - Camber
Downforce - Exhaust - Fuel
Graining - Hans - Injection
F1 Jack - Kers - Limiter
Misfire - Neutral - Oversteer
Pitch - Quickshift - Ride Height
Set-Up - Traction - Understeer
Valve - Weight Distribution - X-Wet
Yaw - Zero

Aunque muchos no entiendan el inglés, se puede sacar viendo las imágenes, y surfeando por internet... (Web Surfing)

Para el que quiera técnica,....toma F1 Technical!
http://www.f1technical.net/

En la F1 nada es lo que parece: Los frenos I

Tue, 10 Jul 2012 20:15:08 +0200

En la F1 nada es lo que parece: Los frenos I

Aunque todos nos llevaríamos un buen susto si nos fallaran los frenos del coche, pocos somos conscientes de la tremenda importancia que una buena frenada tiene para poder ir deprisa

Incluso en el mundillo de las carreras, muchas veces se presta más atención a sacar unos caballos más al motor, lo que resulta carísimo, en lugar de asegurar una frenada limpia y estable en todas las condiciones posibles.

Los frenos suelen ser siempre los grandes olvidados en competición. Todos hablamos de la potencia de los motores, del peso... pero solemos olvidar lo importante que para poder ir deprisa son los frenos.

De apariencia casi insignificante, su importancia es enorme y el trabajo que realizan increible, pues tienen que parar un peso de 600 kilos lanzado a más de 300 por hora hasta 60 o a veces menos en poco más de 50 metros.

En Fórmula 1 se utiliza la fibra de carbono, tanto para los discos, como para las pastillas. Se fabrican a partir de fibra de carbono molida y luego se moldean. Por simple que parezca, el tiempo de fabricación de cada pastilla es de unos 3 meses. La mayor parte del tiempo se la llevan los procesos de consolidación de las fibras.

Estas se meten en un anillo, y se comprimen y preparan. De cada anillo se obtienen 4 pastillas mediante corte. Este proceso dura varias semanas en un horno, en el que se realiza un proceso de depósito de vapores de carbono. Los gases pasan a través de las fibras y después las pastillas se cortan y moldean a la forma deseada.

La forma curva se diseña para ajustarse exactamente a la forma exterior de los discos y tiene dos acabados uno exterior, que se trata con un antioxidante para evitar que la humedad entre en el interior de la pastilla y la cara en contacto con el disco que se trata mecánicamente para obtener la maxima fricción.

Los frenos de carbono, empezaron a usarse en la F1 a finales de los 70 y pasaron a ser un estandar en los 80, tras el inevitable proceso de desarrollo. Las ventajas eran obvias desde el principio, mucha mas consistencia en la frenada a lo largo de una carrera y mayor resistencia al calentamiento que los discos de acero y pastillas de amianto que se usaban entonces.

Pero la mayor ventaja de los frenos de carbono es el peso. Representan un ahorro de entre 6 y 8 kilos. Y este ahorro es de masa no suspendida con lo que la ganancia es mayor aún.

Otra ventaja es que necesitan muy poca preparación tras el montaje (no necesitan ser rodadas o muy poco), ya que las 3 partes (2 pastillas y un disco por rueda) son del mismo material por lo que no necesitan trabajo de acoplamiento. Solo hay que preocuparse del desgaste.

Otra ventaja es que el rango de temperatura de trabajo es mucho mayor, pudiendo llegar a los 900 ó 1000 grados centígrados en momentos de máxima exigencia. Es entonces cuando brillan al ponerse al rojo.

Esta temperatura se alcanza en frenadas puntuales y varía dependiendo del circuito. La temperatura media mas alta se alcanza en el circuito de Montreal donde la temperatura se mantiene en torno a los 600 grados. En Silverstone o Suzuka, la temperatura media ronda los 400 grados. Para bajar la temperatura, los mecánicos ponen ventiladores electricos en los conductos de aireación y aún así llevan guantes antitérmicos para trabajar en los coches.

Por supuesto, como todo en F1, su duración es mucho menor que la de unas pastillas de calle. Se utiliza un juego por carrera, que luego se utiliza en una o dos sesiones de test, en total no superan los 800 km, cuando unas pastillas de calle vienen a durar unos 20.000 kms.

Sin embargo su capacidad para frenar es increible. Pueden ofrecer una deceleración en torno a los 4G al aplicar los frenos a alta velocidad, antes de que el piloto tenga que suavizar la presión en el freno, pues en caso contrario al bajar la velocidad y con ella disminuir la carga aerodinámica, se bloquearían las ruedas.

También es impresionante el precio, pero este es un tema de menor importancia en la F1.

Especificaciones Técnicas:

Peso: 290g
Dimensiones: Largo 165mm; grueso 25mm; ancho 45mm.
Material: Fibra de Carbono.
Número por temporada: Ocho van siempre en el coche (2 por rueda) y se usan unas 600 a lo largo del año.

Enviado por: Chip Power a Safety-Car.Net
Allá por el 2003

En la F1 nada es lo que parece: El sistema hidráulico

Fri, 08 Jun 2012 08:24:31 +0200

En la F1 nada es lo que parece: El sistema hidráulico

Considerar tecnología moderna una ciencia cuyos principios básicos fueron establecidos por nuestros antepasados griegos parece un contrasentido y, además, cuando hablamos de hidráulica, por alguna extraña razón tendemos a pensar en máquinas grandes y pesadas como elevadoras, prensas… sin embargo en la F1 actual cumple una función fundamental.

Quizá esta afirmación resulta un poco sorprendente pero el papel de los sistemas hidráulicos es tan extenso y vital que los F1 actuales no irían prácticamente a ningún lado sin ellos. Dicho de otra manera, el sistema hidráulico es el que mueve varios de los sistemas de los coches.
El acelerador, el embrague, la caja de cambios y el diferencial se mueven hidráulicamente, lo mismo que los frenos, la dirección e incluso la tapa del depósito de gasolina.
Los sistemas de control electrónico y los algoritmos de análisis y decisión de los ordenadores son muy potentes, pero mecánicamente no pueden hacer nada. Son incapaces de mover cosas. De eso se encargan los sistemas hidráulicos, que como todo en la F1 actual, utilizan lo último que nuestro desarrollo tecnológico puede ofrecer.
La introducción en la Formula 1 de cajas de cambio totalmente automáticas y sistemas como el control de tracción han llevado al desarrollo de sofisticadísimos sistemas hidráulicos que son utilizados en el motor y en la caja de cambios.

Hasta la llegada de las cajas de cambios controladas por ordenador, totalmente automáticas, a finales de los 80 y principios de los 90, los pilotos cambiaban de relación presionando el pedal del embrague, soltando el pedal del acelerador y moviendo la palanca manualmente. En la actualidad, tan solo tienen que pulsar una leva situada tras el volante, y entonces la centralita electrónica realiza todos los cálculos de tiempo para sincronizar la operación y manda la orden al sistema hidráulico para que realice los movimientos mecánicos necesarios. Esto se consigue bombeando fluido hidráulico a través de un sistema de tuberías a una presión de 200 bares y a una temperatura de 120 ºC que es controlado por una serie de electro-válvulas que reciben la orden de apertura y cierre desde la centralita electrónica del coche. Todo este sistema controla el movimiento del fluido hidráulico hasta los actuadotes, que son los que realizan el movimiento mecánico en respuesta a la orden recibida ya sea en el motor, la caja de cambios o cualquier otro sistema.

La ventaja principal de los sistemas electro-hidráulicos es la enorme ganacia de potencia que desarrollan en relación a las señales eléctricas de mando. El hecho de tener un sistema a muy alta presión ofrece una elevada potencia y gran velocidad de actuación procedente una señal muy pequeña lo que permite realizar las operaciones necesarias muy rápido y con un elevado grado de control.
Por poner un ejemplo, para realizar un cambio, la centralita electrónica genera un impulso eléctrico muy pequeño que es amplificado a través de las servo-válvulas unas 25.000 veces, lo que permite completar una operación de cambio en menos de 50 milisegundos.

Si tenemos en cuenta que durante una carrera puede haber entre 3.000 y 3.500 operaciones de cambio, podemos imaginar la cantidad de trabajo que el sistema ahorra a los pilotos. Esto sin tener en cuenta que el sistema realiza los cambios siempre igual, sin verse afectado por el cansancio, mucho más rápido y de forma más segura y fiable, un sistema hidráulico reduce el riesgo de dañar tanto el motor como la caja de cambios. La mayor parte de las roturas de motor o caja de cambios, en los tiempos en que no había sistemas hidráulicos automatizados, eran debidos a errores de los pilotos, que no sincronizaban adecuadamente los movimientos y/o los tiempos o sobrepasaban los límites de vueltas de los motores. Actualmente si se produce una rotura, afortunadamente para los pilotos, nunca es por su culpa, ya que el sistema asegura que cada cambio este perfectamente sincronizado y las reducciones mantengan a salvo el motor.

El hecho de que el acelerador también sea controlado hidráulicamente, es beneficioso, en realidad necesario, para el funcionamiento de los sistemas de control de tracción. La posición del pedal del acelerador es solo una de las señales que recibe la centralita electrónica, quien es quien al final controla la potencia que entrega el motor independientemente de los deseos o las órdenes del piloto. De hecho, si el piloto solicita mucha fuerza/potencia al motor, y la centralita piensa que el coche podría patinar, hará caso omiso de la orden del piloto y reducirá la cantidad de potencia a base de abrir menos la mariposa de acelerador, reducir la cantidad de combustible inyectado a los cilindros y/o modificar el punto de inyección y de encendido.

Incluso en el caso de que, debido a la controversia que produce la utilización de sistemas de control de tracción, se prohibieran estos sistemas, no se volvería al sistema pedal-cable para mover el acelerador, salvo que el reglamento lo exigiera, dado que durante el proceso de cambio de relación, hay varias operaciones muy rápidas y precisas que es necesario realizar con el acelerador para que el motor permita sacar una relación e insertar otra evitando el riesgo de romper cosas. Por poner un ejemplo, al realizar una reducción, la centralita ordena dejar de acelerar ya que de otra forma sería casi imposible quitar esa relación, mientras el sistema embraga, pasa a la relación solicitada y vuelve a embragar, la centralita calcula a qué revoluciones se va a poner el motor con esa relación y utiliza el comando hidráulico del acelerador para subir el motor a las revoluciones justas, sin que el piloto tenga que hacer nada. Antes, esta operación es lo que se llamaba realizar un punta-tacón.

También se usa la hidráulica para controlar el flujo de aire al motor. Este sistema es realmente ingenioso. La entrada de aire a cada cilindro está encabezada por una trompeta. Un tubo de metal que encauza el aire hacia el cilindro. Antes de los sistemas hidráulicos, estas trompetas eran de una longitud fija. Pero debería resultar obvio, que lo ideal es que esta longitud fuera variable en función de las revoluciones del motor y de los reglajes de potencia, - cortas para altas revoluciones y más largas para menores revoluciones. Los motores de F1 actuales están dotados de un sistema hidráulico que permite variar la longitud de las trompetas de admisión mediante pequeños actuadores movidos por presión hidráulica que las alargan o acortan según sea necesario.

La mayoría de toda la hidráulica de los coches actuales procede de un sistema principal. Los frenos trabajan con un sistema aparte, que también usa su propio líquido. En cuanto a la dirección asistida, el reglamento exige que exista un mando mecánico para la dirección, la dirección totalmente electrónica está prohibida, por lo que el sistema de asistencia es muy similar a las que podemos encontrar en un coche de calle.

Como todos y cada uno de los sistemas que se utilizan en un Formula 1, el sistema hidráulico debe ser tan ligero y compacto como sea posible sin comprometer su resistencia y fiabilidad. Esto conlleva no solo hacer los componentes tan pequeños como la tecnología permita sino también colocarlos de forma que sea necesaria la menor cantidad de tuberías posible y que estas no molesten.
El desarrollo tecnológico ha tendido estos últimos años a conseguir reunir todos los elementos en un solo paquete. Este paquete se suele atornillar a un lado del motor justo por debajo de los tubos de escape, ya que es importante situarlo lo más bajo posible de forma que no eleve el centro de gravedad del vehículo.

El sistema hidráulico es bastante complejo y se compone de muchas piezas que llevan mucho trabajo de torneado y que, por tanto, son muy caras. Un sistema bien diseñado que funcione sin problemas dura toda una temporada con cambios mínimos.
Finalmente, la fiabilidad es uno de los principales objetivos en el diseño de uno de estos sistemas, ya que si el sistema hidráulico de un coche deja de funcionar, el coche también se detiene. Esto resulta prueba suficiente de lo importantes que los sistemas hidráulicos son en la moderna F1.

Enviado por: Chip Power a Safety-Car.Net
28 de Enero de 2005

Vídeo espectacular del interior de un F1

Wed, 30 May 2012 16:45:41 +0200

Lo he encontrado en un 'retwit' de #joseluisf1 y me parecido interesante compartirlo con vosotros.

pd: no estoy seguro pero creo que es mi primer hilo en 5 o 6 años. Se me debe estar pegando algo de Arco :-D

En la F1 nada es lo que parece: El influjo del viento

Mon, 28 May 2012 18:36:36 +0200

En la F1 nada es lo que parece: El influjo del viento

Un Formula 1 es mucho más que un motor y unos neumáticos. Para que estos puedan rendir al máximo, todo un conjunto de planos, superficies y curvas, trabajan conjuntamente para dirigir, resistir o conducir la invisible fuerza del aire. Pero, ¿cuáles son los principios que moldean las formas de estos coches?

La tremenda importancia de la aerodinámica en la Formula 1 viene enfatizada por el hecho de que todos los coches pasan por una máquina muy avanzada, sofisticada y cara, el túnel de viento. De hecho es imposible concebir un monoplaza actual que no haya pasado el examen en uno de estos aparatos. De alguna manera, el túnel de viento determina el futuro de cada componente que el diseñador tenga previsto incluir en el coche. Un monumento a la excelencia que examina los esfuerzos y explica las dificultades de hacer que un F1 sea aerodinámicamente eficiente.

Para conseguirlo, los ingenieros disponen de avanzadísimas herramientas desde las técnicas de simulación de modelos, los programas de análisis de dinámica de fluidos, los túneles de viento y finalmente los circuitos, para recoger datos que tras ser interpretados generan una idea del comportamiento del paquete aerodinámico que los resultados en la pista se encargarán de sancionar.

Lo que se intenta es aprovechar es la capacidad de generar carga con las siluetas y alas que se incorporan a la carrocería de los coches. ¿Para qué? Porque esa carga hace que los neumáticos tengan mayor agarre, lo que resulta muy útil en el proceso de tomar una curva, frenado, giro y salida. Recordemos que el agarre es una función del “peso” que el neumático “ve” o percibe en su apoyo sobre el suelo. Ese agarre, por tanto se podría lograr aumentando el peso del coche, pero claro eso perjudicaría las prestaciones generales de nuestro F1. La magia aerodinámica consigue que los neumáticos “vean” mayor peso y por tanto generen mayor agarre sin perjudicar el comportamiento dinámico del coche.

Pero, siempre hay un pero, al igual que se crea la beneficiosa carga, al atravesar el aire, este genera una resistencia, que se intenta minimizar. Lo mismo que las turbulencias, ya que un aire turbulento genera menos carga que un aire “limpio”.
Como con todo lo relacionado con la F1, la evolución está a la orden del día. Hace unos años, todo se reducía a aumentar la carga aerodinámica reduciendo o al menos manteniendo controlada la resistencia aerodinámica. Pero en la actualidad, se tiene muy en cuenta, el comportamiento aerodinámico de los coches cuando mantienen un ángulo con respecto al flujo de aire, ya sea porque haya viento lateral o porque el coche se encuentre en una curva, cuando el piloto ha girado el volante rotando las ruedas delanteras y el coche balancea debido a la transferencia lateral de peso.

Hasta hace poco, los coches eran probados y desarrollados en el túnel de viento en lo que podríamos llamar “línea recta”, viéndose el efecto de la carga en la altura respecto al suelo del coche (ride height). Pero además de comprobar el comportamiento de los coches en línea recta, con un ángulo respecto al viento, en un giro y con diferentes ángulos de balanceo, también se comprueba con diferentes velocidades y cantidad de gases de escape, de forma que se corresponda con diferentes situaciones a lo largo de un circuito.

Para realizar todas estas comprobaciones y análisis, se disponen sensores a todo lo largo y ancho del coche que prestan una ayuda insustituible para recoger información. Estos sensores informan de las fuerzas que cada parte soporta, en concreto, la carga aerodinámica, la resistencia, las fuerzas laterales y los momentos de inercia. También se mide la la presión dentro y alrededor del modelo y su altura respecto al suelo.

Lo malo, es que un túnel de viento no es un entorno real. Es simulado y las herramientas disponibles evolucionan cada día. Por eso los equipos, en su mayoría, disponen de túneles de viento propios, diseñados y construidos específicamente pensando en el desarrollo de un F1. De esta forma los equipos tienen estas herramientas a su disposición las 24 horas del día. Disponiendo de mayor velocidad de viento y de carretera, si, muchos de ellos también tienen una “carretera” rodante y condiciones de temperatura, humedad y presión controladas.

Algunos tienen capacidad para ubicar en su interior modelos a escala real, pero normalmente se trabaja con modelos al 50% de su tamaño. Son más faciles de fabricar porque no se hace necesario tener presente la resistencia estructural del modelo.

Pero si el túnel de viento es la herramienta que prueba y desarrolla las diferentes piezas o el coche en su conjunto, la verdadera investigación se realiza con los sistemas de análisis de dinámica de fluidos. Programas muy sofisticados, trabajando sobre ordenadores muy potentes. En realidad se utilizan “granjas” de ordenadores interconectados mediante redes de alta velocidad que permiten simular el flujo de aire alrededor del coche de forma que solo los diseños con las mejores prestaciones son fabricados. De esta forma, el trabajo resulta más eficiente pues muchos desarrollos son desechados antes de ser fabricados y probados en los modelos de túnel de viento lo que redunda en menores costes, ya que solo los 2 o 3 mejores se fabrican y envían al túnel de viento.

Pero, antes o después, los coches terminan en un circuito y allí también el equipo de desarrollo aerodinámico tiene equipamiento y herramientas para medir el comportamiento del coche.

Una parte importante de los datos que se obtienen en el circuito, proceden de unos sensores colocados en los push-rods, que miden las fuerzas que experimentan los coches. De todas formas, verificar el comportamiento aerodinámico en el circuito no es tan sencillo como pudiera parecer, porque los circuitos tienen diferentes características. Unos exigen una configuración de máxima carga y otros como Monza piden configuraciones con baja carga aerodinámica que favorezcan las altas velocidades que un F1 puede llegar a alcanzar.

Si se trata de un circuito nuevo, se realizan simulaciones en las que se introduce el circuito en 3D y se configuran las condiciones climatológicas más probables, lo que ofrece un buen punto de partida para el reglaje. Si el equipo ya ha realizado test o ha competido, los datos recogidos servirán de punto de partida para la próxima visita.

Pero aparte de toda la sofisticada tecnología que ya de por si constituye una dificultad considerable, quizá la dificultad principal con la que se encuentran los aerodinamicistas es la casi imposibilidad de obtener resultados fiables de cada parte por separado. La realidad, es que todas las piezas trabajan en armonía e interactúan unas con otras. Las partes que más colaboran a crear carga son el ala delantera y trasera y el difusor, pero necesitan la colaboración del morro, los pontones, la carrocería superior y los aletines y chimeneas… todo debe trabajar en conjunto de forma armoniosa.

En realidad es muy sencillo obtener una gran carga del ala delantera, lo difícil es conseguirlo sin que la turbulencia causada por el ala delantera dificulte o llegue a imposibilitar el trabajo del resto de los elementos.

La labor de un buen aerodinamicista no es siempre apreciable para el ojo del aficionado no versado en la materia a pesar de que una casi imperceptible modificación de la forma aquí y allá constituye la diferencia entre un coche rápido y eficiente que responde con docilidad a los cambios o uno inconducible.

Por ejemplo los aletines situados en los laterales del ala delantera a pesar de su pequeño tamaño tienen una tarea importantísima, pues dirigen el aire que pierde el ala hacia los lados del coche, alejándolo de las ruedas. Y si esto ocurre con elementos que están claramente a la vista, como apreciar el trabajo que se realiza en el difusor, del que tan solo se ve una pequeñísima parte en la trasera del vehículo. Solo hay que tener en cuenta que si se probase un ala trasera sin el difusor, no trabajaría. Ambos elementos trabajan al unísono, uno en función del otro.

Pero si a los aerodinamicistas les molesta la presencia de las ruedas delanteras, elementos totalmente anti-aerodinámicos y generadores de turbulencia, tampoco están muy contentos con la necesidad de tener un hueco en mitad del coche con un casco que se mueve y perturba el flujo de aire. Y es importante porque tiene gran influencia sobre el trabajo del ala trasera, y más este año en que las nuevas normas han acercado el ala al centro del coche, y sobre la toma de aire del motor.

Y finalmente otra pieza que no despierta el interés del publico son los conductos de ventilación de los frenos. Como siempre hay que encontrar un buen compromiso porque es necesario proporcionar una corriente suficiente para refrigerar los frenos pero cualquier cosa que pongas va a ir en detrimento de la eficiencia aerodinámica. Y lo mismo ocurre con la refrigeración del motor. Los pontones laterales tienen que ser tan pequeños como sea posible pero permitiendo el flujo suficiente de aire hacia los radiadores.

Todo tiene su coste y por eso los ingenieros luchan por encontrar las mejores soluciones. Al final, siempre se trata de lo mismo en términos de diseño: es un gran compromiso.

Enviado por: Chip Power a Safety-Car.Net
21 de Abril de 2005

En la F1 nada es lo que parece: Los neumáticos

Thu, 24 May 2012 19:52:29 +0200

En la F1 nada es lo que parece: Los neumáticos

Un Formula 1 reúne lo más avanzado que la técnica automovilística puede ofrecer. Pero los neumáticos siguen siendo la variable individual con mayor peso en las prestaciones de un coche.

A pesar de la tremenda cantidad de esfuerzo y dinero que se invierte en el desarrollo de los motores, la configuración aerodinámica y la construcción de los chasis, no hay que olvidar que el mejor coche con malas gomas no tiene ninguna posibilidad.
Desde hace ya bastante tiempo, las carreras no se ganan solo teniendo más caballos que los demás. El mejor motor del mundo no conseguirá ganar una carrera si no conseguimos que esa potencia se transmita al suelo. Ese es el secreto de todo, conseguir que toda la potencia que nuestro motor sea capaz de dar, se utilice de la manera mas eficiente sin derrapes o pérdidas de tracción. Y este, que parece tan simple, es el trabajo de los neumáticos, para ayudarles en su tarea, todos los parámetros que puedan ajustarse en una suspensión van dirigidos a conseguir el mejor compromiso para que los puntos de contacto de los neumáticos con el suelo sean máximos en todo momento y realicen su tarea de la mejor manera. Una suspensión que controle correctamente la transferencia de peso en las curvas y en las aceleraciones (y frenadas) de forma que se optimice la utilización de las características de las gomas de forma que nos permitan una mayor velocidad de paso por curva, frenadas más cortas y aceleraciones más rápidas, casi siempre marcan la diferencia entre ganar o perder.

Un neumático de Formula 1 está diseñado para durar 200 kilómetros como máximo y como todo el resto del coche se fabrica lo más ligero posible. Internamente, tienen una estructura de nylon y poliéster diseñada para soportar cargas tremendas. Más de una tonelada procedente de la carga aerodinámica, fuerzas laterales de 4G y fuerzas longitudinales de hasta 5G.

Un neumático de competición tiene una banda de rodadura formada por compuestos de goma extremadamente blandos que a cambio de ofrecer el máximo agarre al asfalto de la pista, sufren un desgaste muy rápido. Si observamos un circuito cualquiera tras una carrera, veremos una considerable cantidad de goma en forma de bolas, restos del trabajo de los neumáticos para mantener el coche sobre la trazada elegida por el piloto.

Los neumáticos de competición obtienen su mejor rendimiento a temperaturas situadas entre los 90 y los 110 grados centígrados. Los diversos compuestos que cada fabricante pone a disposición de los equipos son elegidos en función de la temperatura y de las características abrasivas de la pista. A mayor temperatura y mayor abrasividad de la pista, se usarán compuestos más duros.

La presión de inflado también es importante y para mantenerla tan constante como sea posible a través de estos cambios de temperatura, para el inflado se utiliza una mezcla especial de gases de baja densidad en lugar de aire. Bien, la presión de inflado es importante, y por eso debemos mantenerla constante, pero ¿cuál es la presión de inflado de un neumático de F1? En torno a 1,5 kg/cm2, lo que resulta curioso, ya que todos sabemos que para una conducción en autopista nos recomiendan subir un poco la presión de nuestros neumáticos. El secreto reside en la diferencia de peso, al ser un F1 mucho mas ligero que un coche de calle y además llevar neumáticos mucho más anchos, no hace falta tanta presión.

Como la cantidad de goma en contacto con el suelo en cada momento es lo que determina el agarre total disponible en un neumático, en los años 60 hicieron su aparición los denominados “slicks”, los neumáticos lisos en los que al desaparecer el dibujo, la superficie de goma es máxima. Estos neumáticos fueron utilizados en la Formula 1 hasta 1.998, fecha en la que entró en vigor la nueva reglamentación en un intento por aumentar el espectáculo a base de bajar la velocidad de paso por curva. Bajo esta norma, los neumáticos de Formula 1 tienen que llevar 4 líneas longitudinales con al menos 2,5mm. de profundidad, 14mm de ancho con el neumático nuevo y con una separación de 50mm. entre ellas. Estos cambios supusieron una serie de retos para los fabricantes, ya que debían asegurar la integridad de esas líneas, lo que limita los compuestos a utilizar.

Las características de dureza de los compuestos, varía en cada carrera basado en las características conocidas de cada circuito. La reglamentación permite la utilización de dos compuestos a lo largo del fin de semana, pero una vez que el equipo hace su elección debe mantenerla a lo largo de toda la carrera. La dureza del cada compuesto se varía cambiando la proporción de los ingredientes que se añaden a las gomas, siendo los más importantes el carbono, el azufre y el aceite. Los elementos utilizados y su proporción son el secreto de cada fabricante. Por norma general, a mayor cantidad de aceites más blando es el neumático.

Los neumáticos mixtos y los de agua, llevan diferentes dibujos tallados en la goma, necesario para evacuar el agua de debajo del neumático de forma que la goma esté en contacto con la pista. Una de las peores pesadillas de los pilotos es el “acuaplaning”, que se da, cuando se forma una película de agua entre el neumático y el suelo, lo que significa que el coche está flotando más que rodando con la consiguiente pérdida de control. Los dibujos se diseñan matemáticamente con ayuda de programas informáticos para asegurar una óptima capacidad de drenaje de forma que se asegure el contacto entre las gomas y la pista.

En cuanto a la reglamentación, los coches deben llevar 4 ruedas totalmente descubiertas con las llantas hechas del mismo material metálico. Las llantas delanteras deben tener una anchura entre 305 y 355mm y las traseras entre 365 y 380mm. Una vez montados los neumáticos el diámetro no puede superar los 660mm en los neumáticos de seco y los 670mm en los de lluvia. La superficie de contacto con el suelo, no debe superar los 270mm en los neumáticos delanteros. Esta medida es la que ha creado toda la polémica. Hasta ahora se medía con los neumáticos nuevos, y la FIA ha dicho que al encontrar varios neumáticos que no cumplían la reglamentación tras el GP de Hungría, a partir de Monza esta medida puede hacerse tanto con los neumáticos nuevos como usados. De hecho, esto quiere decir que en Hungría se perdonaron unas cuantas descalificaciones. Esta limitación no existe para los neumáticos traseros. Estas medidas se toman con una presión de inflado de 1,4 bares. En los neumáticos de lluvia la limitación hace referencia a la superficie de contacto siendo de 280cm2 en los delanteros y de 440cm2 en los traseros.

Enviado por: Chip Power a Safety-Car.Net
05 de Octubre de 2003

Efecto Coanda

Sun, 25 Mar 2012 17:26:02 +0200

unos videos muy interesantes
https://www.youtube.com/watch?v=o_-Eph9w6_A
https://www.youtube.com/watch?v=te03dmEfXNY
https://www.youtube.com/watch?v=AvLwqRCbGKY
https://www.youtube.com/watch?v=XvJE6pOxpIs

vemos que a mayor velocidad mas adherencia a la superficie. a mi me interesaba que angulo hay que tener para que el flujo no se rompa. he encontrado una imagen de una ala de avión y podemos ver que si el angulo de ataque crece el flujo pierde el contacto con la superficie. podemos hacer una comparación con los pontones de un F1 tanto en plano vertical como horizontal.

CFD Morro Ferrari 2012

Wed, 22 Feb 2012 20:11:54 +0100

Este es un test rapido para ver el pico de pato del ferrari nuevo...
iré poniendo las distintas soluciones de otros coches...
tb estoy modelando en 3d el f2012 para ver su comportamiento en cfd
espero que os guste...

tardara unos 30 min en subir

http://vimeo.com/37262947

Ferrari F2012: El arma de Fernando

Wed, 08 Feb 2012 10:55:37 +0100

Ferrari F 2012

Desde el punto de vista de diseño estructural el nuevo Ferrari está provisto de lo que ningún otro coche tiene (a no ser que los que quedan pro presentar lo implementen); tiene la suspensión delantera con el sistema Pull Rod que con el tiempo se verá su efectividad o no. Recuerden que este sistema después de mucho tiempo en la F1 se volvió a aplicar gracias a la iniciativa de Adrian Newey en la suspensión trasera de sus Red Bull que le dio una gran ventaja y, sin dudas, influyó en la obtención de dos campeonatos y que hoy todos copiaron.
El sistema de suspensión por barra de arrastre, como se dice en castellano, en la suspensión delantera de estos monoplazas es de difícil aplicación dada la elevada posición de la parte delantera del chasis; este año y gracias a la obligación de "agachar" la trompa es factible colocar en la parte inferior de los pedales el conjunto resortes, amortiguadores y barra de torsión.

En estos monoplazas ya no se usan los clásicos amortiguadores sino los nuevos que son de acción rotativa (foto de abajo) y que ocupan muy poco espacio.
En el gráfico superior se aprecia la posición de la varilla de arrastre en la parte izquierda de la foto. En el dibujo se muestra la posición de una suspensión Pull Rod con amortiguadores clásicos pero con la posibilidad que brindan los nuevos amortiguadores se puede mantener el mismo ángulo pero rotando 30° para que el sistema funcione correctamente; esto hace que los extremos de las parrillas de suspensión estén muy elevados en la fijación al chasis. .

En la foto de abajo aparece señalado por la flecha el lugar de la salida del caño de escape. En azul se señala una placa, posiblemente removible, que da la pauta de que nunca se da en las presentaciones algo definitivo. Es muy probable que ese caño ocupe posiciones distintas en la búsqueda para aprovechar de algún modo la salida de los gases calientes en la parte trasera beneficiando la acción del difusor.

Las principales modificaciones respecto del F150° Italia

En esta más o menos precisa comparación se evidencia la mayor distancia entre ejes que luce la F2012 respecto del modelo anterior que obliga a adelantar el spoiler lo que hace que la trompa nueva aparece como más corta de lo que realmente es.

Vista Superior

1. La posición de los escapes más externas
2. Borde de ataque de los pontones rectos
3. El morro más ancho y más corto

Vista Frontal

4. Pontón curvado y toma más alta
5. Toma dinámica de forma triangular
6. Morro ancho con el "escalón"
7. Área inferior más ancha

Vista Lateral

8. Escapes elevados
9.Conducto más bajo y entrada auxiliar
10. Aletas guía distintas
11.Morro más bajo

Vista Posterior

12. Rebaje del dorso del pontón
13. Nueva salida del aire
14. Suspensión trasera Pull Rod

Y una retrospectiva de los últimos años:

Mas detalles

Vista del difusor y de la nueva estructura anti colisión

Chasis: De compuestos de fibra de carbono y estructura en nido de abeja
Diferencial: de deslizamiento limitado
Caja de cambios: semiautomático secuencial controlado electrónicamente de 7 marchas y marcha atrás, montada longitudinalmente
Frenos: Frenos de disco Brembo ventilados de fibra de carbono
Suspensión delantera y trasera: independiente, sistema Pull rod y barra de torsión
Peso: con agua, lubricante y piloto: 640 kg
Ruedas: con llantas OZ de 13 "(delanteras y traseras):

Volante

Posiciones de los mandos del volante
Son de distinto diseño y están adaptados a la manera de conducir de cada uno

Motor

Denominación: Ferrari typr 056
Configuración: V8 naturalmente aspirado, 2398 cm ³,
Bloque de cilindros de fundición de aluminio V de 90 °
Válvulas: 32 Distribución: neumáticas
Diámetro de pistón: 98 mm
Peso: > 95 kg (mínimo de acuerdo a las normas)
Sistema de inyección: Electrónica y la ignición del
Combustible: Shell V-Power
Lubricante: Shell Helix Ultra

El motor del F2012 es una evolución de motor del coche del año pasado , lo que es inevitable, dado que los reglamentos técnicos prohíben cualquier modificación a los componentes internos destinados a aumentar el rendimiento. Aparte de su máximo rendimiento, los ingenieros también han mejorado la instalación del motor en el chasis mientras que los especialistas de motores se centraron en la reducción de la caída de rendimiento con el objetivo de mantener el nivel de rendimiento lo más alto posible durante todo el ciclo de uso de cada motor que ahora han llegado a una vida media de tres carreras.

LOS CAMPEONES DE LA FORMULA 1 Y LA MAQUINA CON LA QUE GANARON

Thu, 28 Jul 2011 16:53:49 +0200

Os invito a hacer un recorrido por la historia de la F1 centrando la atencion a la maquina (o maquinas) que hicieron posible que los pilotos que los conducian se hicieran con el Campeonato, ordenado cronologicamente...

Espero que sea de vuestro agrado...

El mapa motor y el soplado en caliente

Fri, 24 Jun 2011 12:52:58 +0200

La nota de la FIA dice que hará que todos los equipos ( "tengan o no en uso el soplado en caliente" ) deban cambiar el funcionamiento de sus motores.

Los cambios principales para Silverstone son los siguientes: "Cuando el conductor levante el pie totalmente del pedal del acelerador los mapas de la ECU (Unidad de Control del Motor) deberán estar configurados para que el motor (para todos los efectos) cierre el acelerador. Anteriormente o sea hasta Canadá, era posible configurar los mapas del motor para dejar el acelerador abierto y lograr reducir la potencia del motor por otros medios.

¿Qué se pretende con esto? Que cuando el conductor levante el pie del acelerador por completo, los mapas de la Unidad de Control del Motor ya con la nueva configuración corten el suministro de combustible al motor. Con ello se pretende evitar los llamados 'soplado en caliente."

"Por último, con efecto inmediato, que ya no será posible reprogramar la configuración de la ECU entre la clasificación y la carrera en la expectativa de que esto desalentará los reglajes extremos y agresivos (para los motores, por supuesto) de la ECU para la clasificación. Previamente, el acceso electrónico a la ECU en condiciones de parque cerrado había sido explícitamente permitido."

Hasta ahí la información, pero ¿qué es el mapping o mapeo del motor?

En la actual Fórmula Uno los motores son muy potentes, alcanzando alrededor de 800CV y giran a velocidades de hasta 18.000 revoluciones por minuto (limitadas); esta velocidad de rotación determina en parte la potencia producida del motor y el valor alcanza el máximo a toda velocidad.

Esta potencia no es fácil de alcanzar, y los principales fabricantes tienen que gastar millones de dólares para mantenerse al día. Sólo dotar a esos motores con válvulas capaces de aguantar el traqueteo que significa abrir y cerrar 600 veces ¡por segundo! es una hazaña tecnológica enorme. Y cara. Ganar vale la pena, por lo que más y más grandes fabricantes se aventuraron en la Fórmula Uno con suerte dispar.

Un motor de F1 está diseñado para sobrevivir a un numero limitado de cientos de kilómetros, a veces alcanzan unos pocos miles. Partes de los motores, al igual que todas las partes en los coches, están hechos para la cantidad exacta de kilómetros, cada vez más exigidos por la FIA para durar cada vez más aunque el amigo Newey y sus motoristas se las ingenian para sacarle todo el jugo posible a los Renault poniendo en riesgo esa durabilidad pero con buenos resultados hasta ahora.

Así como la parte mecánica, los cambios de marcha semi-automático y la tecnología "fly-by-wire" utilizadas significa que el motor consiste en una masa electrónica. Cuando el pedal del acelerador está apretado, permite una cierta cantidad de aire y combustible entre en el cilindro y cuanto más se presiona el pedal, el aire y el combustible más entrará a la cámara de combustión del cilindro, más potente y rápidas serán las explosiones. Cuanto más grande sea la explosión, más grande es la fuerza sobre el pistón, y por lo tanto, cuanto más grande es la fuerza rotativa en el cigüeñal, que a su vez se transmite a las ruedas, más fuerza cuanto más aceleración hay (tecnología básica de los motores). Sin embargo, el pedal no está conectado físicamente al motor y aquí es donde la electrónica entra a tallar.

Caja de cambios manual

link: http://www.youtube.com/watch?v=MgB4a2eN1Qs

En los viejos tiempos había una conexión de cable de metal entre el pedal del acelerador y el motor, el ángulo del pedal estaba relacionado físicamente con la válvula de mariposa (el dispositivo utilizado en el motor para regular la cantidad de aire o mezcla que permite llegar a la cámara de combustión).
Ahora la conexión se realiza a través de un ordenador, y el "mapa del motor" básicamente le dice al motor qué ángulo del pedal se relaciona con el volumen de aire y combustible permitido en el cilindro . Al hacer esto, el equipo puede dar diferentes "mapas" para cada piloto y para cada circuito, para que puedan sacar el máximo partido del motor. También pueden cambiar los mapas de acuerdo si el clima es húmedo o seco, por lo que el piloto no tiene que cambiar su estilo de conducción. ¡Para los chicos es tan fácil en estos días adaptarse a estos programitas!

ECU de McLaren utilizados en F1 y permite ver su funcionamiento en tiempo real

“Los pilotos de F1 usan el acelerador como si fuera un interruptor” esta frase es de Luca Baldiseri, ex-jefe de pista de Ferrari. Nada más cercano a la realidad. En un Fórmula 1 todo es electrónico, palancas, pedales, embrague, … Es decir, interruptores eléctricos, cuando un piloto acelera y aplasta el pedal contra la tabla le está dando al ON, en milésimas de segundo la ECU entiende que empieza lo bueno.

Acelerador electrónico

El ingenio electrónico manda una señal al motor, bomba de gasolina e inyectores y todo se pone en funcionamiento de manera distinta según el circuito pues cada equipo tiene un mapa del motor para cada trazado. En realidad debo decir que los interruptores en milésimas de segundo pasan de interruptor a funcionar como potenciómetros, la potencia del motor se regula gradualmente como el volumen de una radio. Regulado electrónicamente en fracciones de segundo transmitido por cables "normales" de cobre o de fibra óptica.

Porque eso es lo que es el mapeo: un software que regula y controla todas las funciones del motor. Todas, el encendido, el accionamiento de las válvulas, el tiempo de encendido de la chispa, todas las funciones básicas y el cómo debe funcionar en tal o cual circuito están dictadas por esa Unidad de Control Electrónica que se puede programar de la forma que los ingenieros quieran: Sólo por mencionar algo de lo que es capaz baste esta imagen:

Eso que véis es la apertura de las válvulas de escape cuando aún la explosión en cada cilindro se estaba realizando y esa explosión se prolonga en la primera porción de los ocho tubos de escape. ¿Qué ventajas trae esto?: que aunque el piloto haya sacado el pie del acelerador al entrar en una curva esas explosiones se prolongan por milésimas de segundo pero suficientes para suministrar un impulso extra sin arriesgar la integridad del monoplaza al no doblar a una velocidad prohibitiva para tal curva. Ahora bien, ¿para qué quieren que el escape siga soplando en una curva? Sencillo, ese impulso extra en el soplado beneficia al difusor que dispone de un mayor tiempo con el aire acelerado por esos gases que crean una mayor fuerza antisustentante que pega el monoplaza contra la pista ganando una mayor transmisión de la potencia del motor lo que se traduce en centésimas ganadas en cada curva que si las multiplicamos por las veintipico de curvas que hay en cada circuito llegamos a la bonita cifra de cinco décimas por vuelta que saca Red Bull desde Australia. ¿Se entiende?

¿Qué otras cosas hace este aparatito?

Es digno de mencionar que dentro de sus otras y variadas funciones se destacan la del control del embrague y caja de cambios.

El embrague lo usa el piloto para salir de boxes, está instalado en forma de palanquita junto a las del cambio una a cada lado del volante pues hay distintas calles de boxes unas giran a la derecha y otras a la izquierda, se suele accionar la contraria al giro. El embrague es necesario usarlo “a mano” para salir despacio de los boxes. En cuanto el piloto suelta el embrague, la ECU toma el control y será la encargada del embrague durante los cambios de marcha. Controla tanto el embrague y tantos parámetros que cuando el monoplaza hace un trompo la ECU lo detecta y sin necesidad de que el piloto haga nada acciona el embrague para evitar el bloqueo del coche y que este, sino se encuentra en la arena o hierva o grava, pueda accionar la primera y continúe en carrera.

Enlazando con esto último y para cerrar, la ECU es capaz de gestionar un cambio de marcha en menos de o,o1 segundos con el pedal del acelerador pisado a fondo.

Lo que ha hecho la FIA es introducir una ECU, centralita o cajita mágica, con todas estas propiedades pero eliminando la del control de tracción. Los equipos se han adaptado a ella y ¡vaya que lo hicieron!.

Para más detalles la ECU es la que almacena la telemetría, que es descargada posteriormente, cuando ven que un ingeniero conecta un portátil al monoplaza suponéis bien lo que está haciendo. La ECU es responsable del envío de datos, algunos telemétricos, de manera constante al box, temperatura del motor, información del sistema hidráulico, desgaste de frenos, etc. Importante; hay que acordarse que la telemetría es monodireccional, del coche a los boxes, la telemetría bidireccional está terminantemente prohibida en la F1, es decir boxes-coche, coche-boxes, para evitar ajustes electrónicos desde el pitwall como hace unos años.

Por eso la idea de la FIA es que ha de restringirse significativamente el uso de la electrónica del motor impidiendo el cambio del software entre la clasificación y la carrera. Recordad que Vettel domina ampliamente en la clasificación y digo Vettel y no Red Bull ya que para mí el software se lo dan al nene para no arriesgar la integridad de los motores que hay que cuidarlos. En carrera es evidente que usan otro software más amigo de los motores Renault.

Mi opinión es que esto está sin dudas dirigido a limitar las mejoras del Red Bull del amigo Adrian que va a tener que pasar varias noches pensando en como burlar de nuevo a los reglamentos.

Un saludo.