Uno de los temas que más está dando que hablar durante estos test de pretemporada de 2019 es el de las diferentes configuraciones del alerón delantero.
En primero lugar, debemos retrotraernos alrededor de 10 años, al inicio de la base de esta normativa aerodinámica. Hasta el año 2008, la normativa limitaba la anchura del alerón a alrededor de la mitad del ancho de las rueda. De este modo, los torbellinos de punta de ala (que ahora analizaremos) iban directos a la rueda y no generaban mucho más efecto aguas abajo.
Hay que recordar que los torbellinos son fruto de la diferencia de presiones entre el intradós (alta presión, parte superior) y extradós (baja presión, parte inferior). Esto genera un movimiento en el plano perpendicular a la corriente del aire que tiene una gran energía cinética, de modo que la idea es reducir este efecto lo más posible.
Una componente importantísima en la resistencia aerodinámica es la resistencia inducida (por estos torbellinos), puesto que es proporcional al cuadrado de la sustentación (en este caso downforce). Esto significa que cuanta más sustentación generemos, mayor será la resistencia.
Por ello, existen los endplates, los elementos que se sitúan en el borde de los alerones y que mitigan dichos efectos tridimensionales evitando que el aire se escape (matemáticamente equivalen a aumentar el alargamiento del ala). De todas maneras, la existencia de los torbellinos no es algo que se pueda evitar en este tipo de alas, por lo que los equipos trataron de aprovecharlos.
Llegamos a la normativa de 2009 y los alerones se simplificaron enormemente y se ensancharon, como se puede apreciar en las fotos que comparan los alerones del Renault entre 2008 y 2009:
Con la idea de facilitar los adelantamientos (otro fracaso de la normativa en este aspecto), se simplificó enormemente la geometría y curvatura de los alerones delanteros, se redujo su altura y se implementó una zona neutra en el centro del mismo, que sería igual para todos.
Las consecuencias aerodinámicas fueron, principalmente, dos:
- La creación del famoso vórtice Y250 en la zona interior del alerón (flecha roja)
- El vórtice de punta de ala ahora sí se propagaba aguas abajo (flecha verde)
El primero se comenzó a utilizar para sellar el fondo plano por los laterales (esto lo comentaremos en algún análisis futuro) y se genera por el mismo efecto tridimensional, sólo que por el fin del flap, al llegar a la zona neutra. El segundo es el que nos concierne en este artículo.
Como podemos comprobar, gran parte de los esfuerzos de diseño en el nuevo alerón están destinados a la zona del endplate. La idea era expulsar el torbellino y desviar la mayor cantidad de aire posible de la rueda, para así reducir la resistencia, por un lado, y por otro, para aumentar la eficiencia del alerón delantero. El BMW del año 2009 es quizá uno de los coches que más acusa dicho efecto en el endplate, incorporando un doble sellado superior e inferior en forma de C y una curva muy pronunciada que expulsa el aire hacia el exterior.
La complejidad de estos dispositivos fue evolucionando enormemente durante las siguientes temporadas, sin cambios sustanciales hasta el año 2016.
Durante dichas temporadas, la comprensión de los alerones delanteros en su nueva configuración llevó a combinaciones inverosímiles, como las famosas cascadas de flaps de los Red Bull, el cajetín de flaps, el aprovechamiento de la zona interior del alerón para el fortalecimiento y redireccionamiento del vórtice Y250 y los directores de flujo (innovación del equipo Lotus con James Allison en sus filas):
Cascada de flaps en el RB6 (2010)
Separación del cajetín de flaps y la zona de refuerzo del Y250. McLaren MP4-27 (2010)
Fusión de ideas en el Red Bull RB9 (2013)
Tercera corriente: direccionadores en el alerón delantero. Vistos en el Lotus de 2011 de forma experimental e implementados definitivamente en 2012 hasta 2018. Dichas placas verticales con sección de perfil aerodinámico general una deflexión de la corriente evitando la rueda y arrastrando al Y250 hacia la zona deseada aguas abajo.
Como podemos comprobar en esta imagen del alerón delantero del SF16-H, el concepto de los direccionadores de flujo made in Allison está más que presente. En las futuras entregas de esta saga de análisis comentaremos los efectos aguas debajo de este tipo de dispositivos, pero sí se ha podido comprobar que estos elementos no tienen un enorme influencia en el rendimiento directo del alerón, cuando un piloto sufre un toque y pierde alguno de estos deflectores, pero no parece perder rendimiento real en pista.
Alerón del MCL-33. Como se puede apreciar, combina muchas de las filosofías principales de desarrollo de la normativa. Contiene hasta 10 escalones en la cascada de flaps (círculo verde), cajetín aparte de flaps (círculo azul), con winglets direccionadores (flechas rosadas) hacia el exterior (concepto de outwash), segunda cascada de flaps en la zona exterior (círculo amarillo) y endplate similar a los previos, con más trabajo y aletines direccionadores.
Podemos concluir esta primera entrega afirmando que los alerones delanteros tocaron techo en cuanto a complejidad y funcionalidad durante la temporada 2018. Eso, sin entrar a analizar aún las tomas de aire frontales o los canales inferiores.