Efecto aerodinámico de los cascos en la F1

Técnica de la competición paso a paso

Visualizando el flujo de aire que distorsiona el casco

Introducción

Por definición de competición, todos y cada uno de los elementos que componen un coche destinado a este fin, sirven para algo: no hay nada inútil.

Existe una premisa básica en competición, que dice así: "si he de colocar un elemento por causas mayores, he de diseñarlo de forma y manera que sirva o cumple otra función beneficiosa para la dinámica del coche".

Bajo este prisma de diseño, el casco, como elemento indispensable y necesario, hay que diseñarlo de forma que actúe de forma beneficiosa en alguna medida.

Principios

Dado el lugar donde se ubica el casco, podemos, en principio, hacer que actúe en 2 aspectos:

1. Adecuando el flujo hacia la toma de admisión:

Recordar un artículo previo en el que estudiamos la potencia del motor, en función de canalizar o no, mediante un apéndice colocado en el alerón delantero, el flujo de aire; obteníamos aumentos de potencia de hasta 5 CV o quizás más. Este dispositivo lo utilizó McLaren.

2. Adecuando el flujo de aire hacia la popa (alerón trasero y difusor):

En este caso, la eficiencia del alerón trasero y también del difusor aumentan de forma considerable.

En un principio y ello es verdaderamente así, los diseños de un casco son diferentes en función de la categoría donde se dan. Las funciones son diferentes y por lo tanto, los diseños han de ser diferentes:Si se pretende canalizar de forma idónea el flujo de aire hacia la toma de admisión, el diseño del casco ha de permitir un flujo superior enfocado hacia la toma de admisión, teniendo en cuenta una desviación de flujo no necesario o excedente.

• Si se pretende canalizar el flujo de forma adecuada hacia la popa del coche, el diseño ha de permitir un flujo a su alrededor con baja resistencia, siendo la popa del casco zona importantísima para que el flujo no sea turbulento o cause alteraciones en el mapa de presiones o turbulencias periódicas.
• Por si fuera todo esto poco, notar lo siguiente: en un coche de GP2, la variación de tan sólo 2 cm de la altura del casco, produce una variación de 5 kilos en la resistencia; al fin y al cabo, estos kilos de resistencia son caballos de potencia que se restan….

Por todo lo dicho, se hace indispensable un diseño a medida de cada piloto, competición y demás variables que intervienen.

Ejemplos prácticos reales

Tomemos un ejemplo real, sobre un piloto de moto. Sea el caso de Jorge Lorenzo sobre su moto de 250 cc.

El objetivo era, ni más ni menos, que intentar aumentar la velocidad punta de la moto, y por añadidura (como siempre), hacer que tenga más estabilidad y menos vibraciones sobre su cabeza.

Para desarrollar el método, de forma simple, se hacen varias fotos de la moto y piloto en posición de carrera:

Acto seguido, se hace un estudio CFD para observar “qué pasa”.

De forma clara, observamos que se producen turbulencias y contrarrotaciones a espaldas del piloto; ello produce una alta resistencia y turbulencias en popa.

Por tanto, el objetivo se centra en eliminar estas turbulencias de popa.

El primer dispositivo que utilizamos es alterar levemente el diseño del casco en su parte posterior, a modo de pequeña aleta:

Si vemos “qué pasa” de nuevo mediante técnicas CFD, observamos que apenas variando el diseño del casco, hemos eliminado las turbulencias citadas; de esta forma, “seguro” estamos aumentando la velocidad máxima de la moto, puesto que estamos reduciendo la resistencia.

El diseño del casco finalmente, es el siguiente:

Lógicamente, y como pasa siempre, hay que validar el modelo, que hasta ahora es totalmente virtual; se construye y se ensaya en pista.

En nuestro caso, se fabricó y se ensayó en pista, logrando aumentos medios de velocidad punta en recta en torno a 6 km/h ¡¡¡¡. Por otro lado, al reducirse las turbulencias de modo más que apreciable, el confort del piloto en la referente a vibraciones y demás, aumentaba de modo considerable, haciéndose el pilotaje un poco más cómodo.

En el caso de Fórmula 3, el diseño del casco también es importante, puesto que de esta forma, no sólo aumentamos la eficiencia del alerón trasero, sino sobre todo, pues es mucho más importante, la eficiencia del difusor y por tanto, del efecto suelo.

Fuente: http://www.thef1.com/destacados/tecnica/efecto-aerodinamico-de-los-cascos-en-la-formula-1