Em extenso texto atribuído ao seu “Secret Aerodynamicist”, a BBC diz que os carros de Fórmula 1 que começam a nova temporada, no Bahrein, neste fim de semana, representam a maior mudança 40 anos.
A análise diz que os aerodinamicistas das equipes de F1 estão trabalhando em seus projetos desde 2019, e este fim de semana é um momento de extrema ansiedade e grande emoção, pois pela primeira vez foram bem interpretadas as novas regras.
Este é o texto da BBC, em tradução livre e adaptações:
“Para olhos destreinados, diz o comentarista, os carros podem não parecer tão diferentes daqueles que terminaram a temporada de 2021. Mas, na verdade, o livro de regras foi descartado e os regulamentos começaram novamente do zero.
A forma de quase todas as partes do carro mudou. Não só isso, mas há uma diferença visual maior entre os carros das várias equipes do que há algum tempo. O artigo destina-se a mostrar o que mudou e por que, além das principais áreas que decidirão quem é rápido e quem não é.
Nos novos carros de F1, as asas dianteiras e traseiras permitem um fluxo de ar mais suave. Novo ‘piso 3D’ aproxima o carro do solo. Novas rodas e pneus nos quais os pilotos podem correr por mais tempo. As tampas dos aros das rodas reduzem o ar turbulento.
As regras estão sendo elaboradas há cinco anos e são as primeiras a serem baseadas em extensas pesquisas dentro da F1, com o objetivo de mudar a maneira como os carros interagem entre si.
A F1 viu que o maior problema com a última geração de carros era que eles lutavam para seguir uns aos outros de perto, o que tornava as ultrapassagens extremamente difíceis. Havia uma série de razões para isso, mas em termos de design do carro, a questão principal era a forma como a aerodinâmica funcionava.
A intenção das novas regras é forçar em uma direção que os reguladores considerem estilisticamente agradável e que eles também acreditam que levará a melhores corridas.
Quando um carro de F1 circula na pista, ele cria o que é conhecido como esteira. Isso é um pouco como a água deixada para trás de um barco enquanto ele viaja, mas como está no ar, você não pode vê-lo. O ar na esteira está agitado e turbulento. Mas um carro de F1 precisa de um fluxo de ar limpo para que sua aerodinâmica funcione no máximo e crie as quantidades prodigiosas de downforce que permitem que eles tenham um desempenho tão alto.
No passado, quando um carro se aproximava do outro, a esteira do carro líder reduzia a força descendente que o carro seguinte poderia gerar, então ele lutava para manter sua velocidade nas curvas. Isso tornou as corridas fechadas e as ultrapassagens muito difíceis.
A principal razão para isso foi algo chamado outwash. Para fazer seus carros funcionarem o melhor possível, os designers tentaram empurrar para fora a esteira criada pelas rodas dianteiras para que não passasse por cima do próprio carro e perdesse desempenho. A consequência, porém, foi que ele voltou logo atrás do carro deles e arrasou qualquer carro logo atrás. As asas dianteiras e traseiras dos carros mudaram para um fluxo de ar suave.
A ideia com os novos regulamentos é tentar impedir de lavar o fluxo de ar. Em vez disso, as novas regras tentam encorajar um fluxo de ar ascendente. Essencialmente, eles estão tentando jogar todo o despertar no ar para que ele passe por cima do carro atrás.
A equipe da F1 e a FIA fizeram estudos que mostram uma redução impressionante na quantidade de esteira que o carro seguinte experimenta. Os números teóricos parecem promissores. Um carro de 2019 perdia 43% de sua força descendente, quando estava um carro atrás de outro carro. Um carro de 2022 deve perder apenas 15%. Em dois comprimentos de carro, deve perder apenas 8%, em comparação com 24% para um carro de 2019.
Muitos acreditam que pode ser a maior revisão de regras da história da F1.
É preciso voltar 40 anos, até o inverno de 1982-83, para encontrar uma mudança tão profunda quanto essa. E, ironicamente, as mudanças que foram feitas são, de certa forma, o inverso do que aconteceu naquela época.
Naquele inverno, os fabricantes de regras proibiram uma abordagem de design aerodinâmica conhecida como ‘efeito solo’ porque temiam que os carros estivessem ficando muito rápidos. O efeito solo usa túneis moldados – como uma asa de avião virada para cima – para acelerar o ar sob o carro. Ele é espremido pelo espaço entre a pista e o carro, explorando o que é conhecido como ‘efeito venturi’. Isso cria uma área de baixa pressão que suga o carro em direção à pista.
De 1983 até o ano passado, os carros de F1 tiveram partes inferiores planas entre as rodas dianteiras e traseiras. Mas os fabricantes de regras voltaram ao efeito solo porque acreditam que será eficaz em permitir que os carros mantenham uma proporção muito maior de sua força descendente, quando estiverem atrás de outro carro.
Assim, para este ano, as carrocerias são moldadas novamente, como parte de uma grande mudança de filosofia que também reduziu a importância da asa dianteira na geração dos padrões de fluxo de ar que definem o desempenho do carro.
As diferenças mais óbvias entre um carro de 2021 e um carro de 2022 são as seguintes:
- Subsolos em forma de asa – conhecidos como túneis venturi – com entradas e saídas muito maiores
- Asas dianteiras mais simples que se fundem na lateral de novos narizes muito mais baixos
- Asas traseiras que envolvem em placas finais mais esculpidas
- Rodas maiores de 18 polegadas, com defletores pré-definidos montados em torno delas
Teoria é uma coisa. A realidade pode ser outra. Não se sabes o desempenho dos novos carros em relação à teoria até que eles compitam juntos, e levará algumas corridas até que uma imagem adequada possa ser vista.
Além disso, resta ver o quão bem a Pirelli conseguiu criar pneus menos sensíveis ao superaquecimento – um grande problema com a geração anterior de pneus, que contribuiu grandemente para a dificuldade de ultrapassagem.
No que diz respeito aos carros, uma preocupação é que todo o upwash extra que os carros agora geram atrás deles poderia potencialmente ‘descarregar’ a asa dianteira do carro seguinte, ou seja, parar de funcionar tão bem. Perder o downforce dianteiro dessa forma tornaria mais difícil para os pilotos virarem os carros nas curvas e poderia desfazer alguns dos progressos que esses regulamentos podem fazer.
Como os pisos inferiores agora geram muito mais da força descendente geral dos carros, essa será inevitavelmente uma área em que o desenvolvimento está focado e muito desempenho é encontrado. Os pisos desses carros são dominados por difusores muito maiores. Na parte de trás do carro, eles extraem todo o ar necessário para que o efeito venturi funcione.
No ano passado, as equipes foram autorizadas a ter palhetas no difusor para girar o ar em direções que auxiliassem no desempenho. Estes não são mais permitidos. Em vez disso, os difusores agora são suportados por uma ‘asa de feixe’ muito maior – o elemento aerodinâmico na parte inferior da asa traseira.
Agora, se pode usar dois elementos substanciais de asa de viga, em vez de apenas os pequenos flaps permitidos no ano passado. Ambas as mudanças terão o efeito de reduzir a capacidade de lavar o ar que sai de baixo do carro, mas apoiarão a expansão para cima, ajudando o difusor a fazer seu trabalho de puxar o ar sob o piso.
As bordas do piso caem levemente ao longo do comprimento do carro, para ajudar a vedar os túneis do ar externo. Isso é crucial para o efeito venturi, pois qualquer ar vindo do lado diminui a velocidade do ar que está a montante, como alguém cortando na frente em uma fila. Então, para maximizar a força descendente em um carro de efeito solo, terá que se fazer tudo o que se puder para vedar as bordas do piso.
Uma maneira é diminuir fisicamente a lacuna, colocando os carros o mais baixo possível no chão. No entanto, isso pode apresentar alguns problemas – como “porpoising”, que tem sido muito falado desde o início dos testes de pré-temporada. Os carros saltam para cima e para baixo em alta velocidade em longas retas. É tipicamente o resultado de altos níveis de downforce sugando um carro para a estrada.
Os carros ficam cada vez mais baixos, até o ponto em que o ar não pode ser trabalhado com mais força e parte do piso ‘para’. Essa perda repentina de downforce faz o carro voltar a subir, momento em que a aerodinâmica começa a funcionar e todo o ciclo começa novamente.
Também se pode tentar vedar o piso aerodinamicamente, usando o fluxo de ar para bloquear a distância restante entre a borda do piso e a pista. Isso é feito usando algo chamado vórtices, que são como pequenos tornados, tubos giratórios de ar que se formam quando o ar atravessa uma borda afiada, enquanto viaja de uma área de alta pressão para uma área de baixa pressão, assim como temos nas laterais o chão.
Se se observar as bordas do piso desses novos carros de F1, se verá muitos detalhes – ondas, cortes, protuberâncias e assim por diante. Trata-se de tentar gerar vórtices fortes o suficiente para fazer o trabalho de vedação do piso e tentar formá-los o mais a montante possível – quanto mais cedo eles começarem, melhor será a vedação.
Vórtices fortes precisam ser alimentados com ar limpo e agradável para funcionar corretamente e é isso que está impulsionando muitas decisões nos sidepods, uma área onde vemos várias abordagens diferentes de uma equipe para outra!
Fonte https://www.bbc.com/sport/formula1/
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