En la anterior entrega comentamos los principales de normativa relaticos a los alerones delanteros de los monoplazas. El principal énfasis era eliminar los elementos generadores de outwash de los alerones, es decir, aquéllos que desviaban el aire de las ruedas delanteras.
Por fin, parece una medida en la buena dirección para conseguir más adelantamientos, si bien, como veremos a lo largo de este curso, se queda, a priori, algo corta. En otro artículo comentaremos otras medidas que se deberían tomar para facilitar el seguimiento del coche de delante a menos de 1s.
La principal conclusión del anterior análisis consistía en que, básicamente, los equipos tenían las manos atadas a la hora de desviar el gran torbellino generado en la punta del alerón delantero. Pues bien, en general, durante la primera semana de tests se optó por filosofías opuestas:
- Reducir la carga en la punta del alerón (Alfa Romeo y Ferrari)
- Mantener el concepto de outwash adaptado (Red Bull y Mercedes)
McLaren, por ejemplo, presentó un coche con el segundo concepto, pero el tercer día de tests introdujo un paquete adaptado a la primera vía. Finalmente, todos los equipos, de una manera u otra, han ido optando por adaptarse a la primera corriente. Vamos a comentar en qué consiste:
La carga aerodinámica se fundamenta en tres variables principales:
- Curvatura del perfil: conseguida con la cascada de flaps
- La cuerda del perfil: su longitud, muy limitada en tamaño por la normativa. Ya que todos los equipos la llevan al límite, no supondrá un parámetro decisivo
- El espesor de los perfiles: supondremos que los perfiles de todos los equipos tienen una función de espesor similar y, por tanto, no es un factor diferenciador
- El ángulo de ataque: el protagonista de esta entrega
En esta imagen vemos los elementos principales de un perfil: ángulo de ataque (verde), cuerda (roja) y línea de curvatura (azul).
Cuanta mayor curvatura y mayor ángulo de ataque, mayor será la carga aerodinámica, pero a cambio, más cerca de la entrada en pérdida (fenómeno en el cual la corriente se desprende y se pierde la mayor parte de la carga) del alerón estaremos. De modo que hay que encontrar el equilibrio.
Para comprender los cambios en la gemetría de los alerones toca hablar ahora de alas tridimensionales y de la distribución de la sustentación.
En un ala, ya sea de un avión o de un coche, se produce unaa distribución de la fuerza de sustentación. Ésta empieza en cero en los extremos y va aumentando hasta el centro, como podemos ver en la siguiente imagen:
Esta distribución corresponde a un ala sustentadora simple (en un F1 iría hacia abajo). El problema de este tipo de distribuciones es que, al crecer tan rápidamente cerca del borde de ala, se genera un fuerte torbellino. ¿Qué se puede hacer para reducir dicho torbellino en la punta? Reducir la sustentación cerca de ella. ¿Y cómo? Creando torsión en el ala geométricamente para que el ángulo de ataque sea nulo o incluso negativo cerca de la punta.
Prototipo de alerón delantero con la nueva normativa durante los test de Hungría en verano de 2018. Vemos que los flaps mantienen su ángulo de ataque, generando un gran torbellino en la punta, que no podrá ser desviado como antes, impactará sobretodo con la rueda y generará una enorme resistencia y otros problemas derivados aguas abajo.
Alfa Romeo ha sido el equipo que ha tomado esta filosofía de forma más radical. Como se puede ver en la imagen superior, la zona de la cascada de flaps tiene ángulo de ataque prácticamente negativo. Además, podemos ver que, a medida que avanza en la envergadura, los perfiles convergen, reduciéndose aún más el efecto.
Las dos principales consecuencias de esre diseño son:
- Reducción drástica del torbellino de punta de ala
- Creación de un espacio entre el alerón y la rueda para expulsar el torbellino con un sutil outwash, especialmente en curva, cuando el aire llega al coche con un cierto ángulo lateral (ángulo de guiñada)
Es cierto que se produce una pérdida de carga aerodinámica al reducir el ángulo de ataque en la punta, pero probablemente los equipos hayan compensado dicha pérdida con el aumento del tamaño (por normativa) de los alerones.
En el Toro Rosso también podemos apreciar dicha filosofía de torsión en los flaps superiores y disminución de altura de éstos, creándose un canal (flecha verde) por el que el aire puede ser explusado, arrastrado por el endplate, que aún conserva una ligera curvatura hacia el exterior en su parte final.
Comentemos las soluciones encontradas por McLaren, equipo que, a priori puede parecer que no han aplicado tanto el concepto en la parte superior del alerón, pero que han encontrado su propio camino:
El alerón delantero del McLaren, quizá su punto más fuerte y desarrollado el año pasado, mantiene una ligera evolución, con los elementos exteriores separados de los interiores por una pletina vertical (flecha amarilla), sin continuidad como en el Toro Rosso, con los perfiles a mayor altura y con más ángulo de ataque hasta el final. Además presenta otro concepto, el elemento principal del alerón tiene una pronunciada curvatura hacia la zona central (flecha roja). Esto produce un aumento de la carga aerodinámica en dicha zona (para reducirlo en la zona exterior y disminuir la intensidad del torbellino), compensado con un aumento de la altura en la zona exterior, aprovechada para aumentar el tamaño de los direccionadores inferiores (flechas azules), cuya misión es crear outwash. La filosofía es la misma, pero las soluciones son diferentes a las encontradas en otros equipos.
Ferrari ha encontrado una solución que parece una combinación de la continuidad geométrica presentada por el Toro Rosso y la curvatura en el perfil principal vista en el McLaren:
Williams parece tener un poco menos desarrollado este concepto, quizá síntoma de su grave situación interna. Presentan los flaps más altos de la parrilla y a la vez con menor torsión. El elemento principal sólo tiene una curvatura que lo aleja del suelo hacia la punta (para reducir la carga ahí y con ella el torbellino). Veremos cómo evoluciona el coche, ya que hasta ahora ha presentado importantes problemas de ritmo, si bien todo dependerá de la situación política del equipo.
En la próxima entrega veremos las evoluciones destacadas presentadas en el Gran Premio de Australia. También veremos en detalle los alerones de Red Bull y Mercedes presentados en la primera semana de tests, que fueron descartados en la segunda, pero que contenían un novedoso concepto de inwash.