LA verdad me gusta leer tus comentarios tan tecnicos.
Sobre este comentario creo que esta claro lo que expones en el 2 punto con el efecto coanda. Pero me gustaria que aclarases algo mas sobre el primero.
Sobre el efecto suelo, es el efecto invertido del avion, pero no entiendo por que motivo si circula mas aire por abajo se incrementa la carga pero sin drag. No es a cuanto mas carga mas drag. ? y tambien el efecto de carga no depende mas de la velocidad del aire, en el caso de un F1 mas velocidad por el fondo y menos por el ponton y tapa motor? En resumen que tiene que ver la cantidad de aire con la velocidad del mismo. Gracias de nuevo por tus aclaraciones.
perdona que haya tardado tanto Darwinland… a ver, tienes razón pero es incompleto. Vamos poco a poco y siéntate que va para largo.
Los primero que hay que tener en cuenta es un principio básico y fundamental de la fluidodinámica, por el cual, cuando aceleramos un fluido, este pierde presión y a la inversa, cuando lo deceleramos, gama presión… esto se ve muy fácil cuando sacamos la mano por ventanilla del coche a 120 Km/h. Sentimos mucha presión en la mano, porque estamos decelerando un aire que circula a 120 Km/h de manera súbita (no es el aire, somos nosotros los que vamos a esa velocidad, pero en términos relativos es lo mismo).
Giovanni Batistta Venturi ideó su tuvo de Venturi para demostrar este supuesto. Y en esto se basan los nuevos suelos de efecto Venturi. El italiano hizo circular aire por una sección cada vez más estrecha y se dio cuenta que el aire se aceleraba y perdía presión, posteriormente abrió el estrechamiento y vio que el aire perdía velocidad al tiempo que ganaba esa presión… imagínate dos embudos unidos por el pitorro. Esto nos va a ayudar a entender el funcionamiento tanto de los alerones, como del suelo del coche.
En un F1 conseguimos carga (load) o sustentación (lift) inversa para pegar el coche al suelo de dos maneras diferentes. Por un lado tenemos los alerones, que son perfiles alares invertidos (en un avión se usan para que estos vuelen por diferencia de presiones, y en un coche para todo lo contrario, pero es exactamente el mismo principio); y por otro lado el suelo del coche y otras áreas que trabajan bajo el principio del tubo Venturi… luego lo explico porque voy a empezar con los alerones, que voy a llamar perfiles alares.
En un perfil alar asimétrico, que son los que se usan para velocidades subsónicas, tenemos una parte convexa, llamada extradós, y una parte plana o cóncava, llamada intradós. Cuando este perfil alar circula por un fluido, en este caso aire pero valdría para el agua, el aceite, la miel, etc… en el extradós, con respecto al aire que circula libremente y que no está afectado por la superficie del perfil, se forma un estrechamiento; es decir, un tubo de Venturi, de tal manera que el aire se acelera, pierde presión, y como en aire que circula por el intradós, tiene una presión relativa mayor que la del extradós, se produce una fuerza resultante que denominamos sustentación (lift o load).
Y ahora vamos con la resistencia… cuando hablamos de drag (resistencia total en inglés), nos estamos refiriendo a la resultante de la suma de dos resistencias. La resistencia inducida, que es el vector resultante de la sustentación generada, con la velocidad. Y esta es fruto de eso, de la sustentación. A mayor sustentación, y esta es como dices relación de la velocidad, mayor resistencia inducida y es muy difícil librarse de ella por no decir imposible a baja velocidad, a velocidades subsónicas. Todo lo más, podemos diseñar un perfil alar (un alerón), más eficaz, pero a estas alturas de la película, no va a haber demasiada diferencia entre los diferentes equipos. Todos saben diseñar alerones muy eficaces desde este punto de vista.
Pero hay otra resistencia, la parasita, que es lo que básicamente entendemos como resistencia. Es la resistencia que resulta de la compresión, y la viscosidad del fluido por el que nos movemos. Y aquí si podemos trabajar para reducirla, sobre todo con la reducción del ángulo de ataque del perfil... el ángulo de ataque es el ángulo formado entre la corriente libre de aire y la punta del borde de salida del perfil. A mayor ángulo de ataque, mayor sustentación hasta un punto, en el que el perfil entra en pérdida porque no circula aire por el mismo. Para entenderlo básicamente, llegaríamos a un ángulo de ataque tal, que el intradós haría pantalla sobre el aire que circula por el extradós…. Pero claro, si ponemos mucho ángulo de ataque sin que esté entre en perdida, aparte de general mucha sustentación, que nos pegaría mucho el coche al asfalto y nos vendría muy bien, generaríamos más resistencia inducida, y mucha más resistencia parasita, por lo que la resistencia total será muy alta y el coche no correría en recta. Vamos, lo que es un setup.
Y ahora vamos con el suelo de efecto Venturi… como funciona uno de estos suelos que nos acompañan desde 2022?. Justo debajo de la suspensión delantera hay una gran abertura que permite que el aire circule por debajo del coche. El suelo va disminuyendo su altura con respecto al asfalto, por lo que en realidad tenemos un tuvo de Venturi. El aire se acelera y mucho, tanto que a 300 y pico Km/h del coche, el aire que está debajo del mismo, alcanza velocidades transónicas e incluso supersónicas. La presión del aire disminuye drásticamente y se crea un efecto de succión, ya que el aire que circula por encima del coche, tiene una presión relativa mucho mayor.
Y qué pasa con la resistencia?… pues que aunque generamos sustentación, estamos en flujos transónicos, y entonces la resistencia inducida se comporta de otro modo, y no aumenta al mismo ritmo que la sustentación porque el vector resultante se tumba y se pone, diríamos básicamente, más paralelo al sentido del avance. Además, al no tener un alerón que ofrezca fricción con el aire, la resistencia parasita es muy baja. Todo lo más, la poca que se produce por efecto de la viscosidad del fluido de las moléculas de aire que circulan próximas a las paredes del suelo… y aquí entraríamos en terreno farragoso, porque empezaríamos a hablar de viscosidad del fluido, de compresión, de ondas de choque (te acuerdas del porpoising?), de números de Reynolds… un galimatías técnico que creo que no es necesario para entender el cómo funciona esto. Aunque luego haremos algunos apuntes para comprender el porqué de algunos elementos aerodinámicos.
El espacio que hay entre la parte baja del portón y la parte alta del suelo, que Newey y Fallows han agrandado con sus diseños para este 2024, pretende hacer lo mismo que un suelo de efecto Venturi, puesto que son en sí tubos de Venturi. Por eso decía que es una idea genial, ya que van a incrementar el factor de carga con muy poca resistencia parasita… la inducida seguirá presente, ya que dudo que en este área se alcancen velocidades transónicas..
Y en esta batalla particular, el RB20 va a tener la interferencia de la resistencia parasita que le va a generar la entrada de aire al motor, que no va a estar presente en el AMR24, ya que en este caso, la entrada de aire está sobre el pontón, prácticamente paralela al flujo de aire del coche… me parece una idea brillante, y la única duda es si va a ser lo suficientemente eficaz como para refrigerar el motor sin comprometer su rendimiento y fiabilidad.
Volvamos al suelo y más concretamente al difusor. Qué es un difusor?, pues básicamente es la pieza encargada de hacer la transición en ese tubo de Venturi que forma el suelo con respecto al asfalto. Es un extractor de aire y de cuyo tamaño depende que el suelo trabaje más o menos eficazmente. Pues bien, el año pasado el RB19 tenía un difusor mucho mayor, que podía extraer más aire de ese suelo y por ende, podía entrar más aire sn tener ondas de choque que provocaran porpoising, que el de los coches motorizados por Mercedes porque la caja de cambios de Mercedes era muy grande en comparación con la que le proveía Honda a RedBull. Pero este año Mercedes ha reducido el tamaño de su caja de cambios, lo que redundará en un beneficio aerodinámico en el área más importante del coche, el suelo además, cambian de una pull-rod, a una push-rod en la suspensión trasera que te da otro beneficio aerodinámico y que hereda el AMR24.
Y te acuerdas que antes he dicho que daria unos inputs para entender algunas cosas… en el suelo, conforme se acelera el aire en ese tubo de Venturi creado entre el mismo y el asfalto, la presión disminuye mucho, por lo que no hay fugas de ese aire, ya que la corriente de aire libre tiene mayor presión y hace que ese aire que circula debajo del coche, siga ahí. Pero conforme deceleramos el aire al aumentar la sección al acercarnos al difusor, la presión aumenta en la zona de delante de los neumáticos traseros, y el aire se “fuga” por los laterales del suelo… lo ideal sería poner faldillas para evitar esa fuga y no perder eficacia aerodinámica, pero como está prohibido por el reglamento, se colocan generadores de vórtices de aire turbulento para evitar esas fugas (esos dientes de sierra, hendiduras, cortes en el suelo, etc…)… has probado a atravesar nadando la estela de una ancha?. Esa es la idea, que el aire que tiende a fugarse, rebote de vuelta al suelo por efecto del aire turbulento.
Bueno, espero que no haya sido demasiado denso el tocho. Me habría ahorrado muchas palabras si te tuviera delante con papel y lápiz y pudiera dibujarte diagramas para que se entendiera mejor.
Un saludo
