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19 noviembre 2007

Evolución de la aerodinámica automovilística

Pepe vuelve a la carga con la aerodinámica: Gran e interesante el artículo que nos ocupa hoy. Si os perdisteis el otro podeis verlo aquí

2ª Parte

Líneas maestras.

Antes de continuar mi “saga” avanzando en el tiempo, siento la necesidad de hacer un pequeño inciso sobre cuáles fueron las líneas maestras que se han seguido a lo largo de la evolución de la aerodinámica en los vehículos (lo siento mucho Pilar…). Trataré de no extenderme mucho y ser lo más conciso posible. En primer lugar, empezaré enumerándolos:

- Preocupación por la forma del vehículo.
- Disminución de la superficie frontal.
- Uso de elementos aerodinámicos para generar carga.

¿Qué significan estas tres frases? Pues, para empezar, en los años treinta comienza la preocupación por conseguir líneas aerodinámicas en las carrocerías, o lo que es lo mismo, formas que no provoquen cambios bruscos en la dirección del flujo de aire que pasa a través del vehículo (los chicos eran listos y sabían que un coche con forma de caja de zapatos no tendría mucho éxito). Ejemplos del comienzo de esta medida son el W125 que se muestra en la primera parte ya publicada, o los Auto Union Tipo C y D de motor central desarrollados entre 1936 y 1938.



El siguiente paso que se dio fue la reducción de área frontal. Pero, ¿por qué? Bueno, en esencia, se dieron cuenta que por muy suaves que fueran las líneas de la carrocería, un vehículo con poca superficie frontal podía rivalizar con otro con un área mayor aún estando carenado. Motivo: En el cómputo global, el primero presentaba menos resistencia a vencer que el segundo. Por lo que la siguiente evolución natural era combinar los dos principios. Es en los años sesenta cuando se lleva a cabo, siendo uno de sus pioneros el Lotus 25 en la F1. En la imagen se aprecia como se trabajó para conseguir tanto una forma aerodinámica (carenando el motor), como reducir al máximo el área frontal.




Sin embargo, esta nueva configuración que iba calando en los diseños de la época presentaba una serie de inconvenientes que, a la larga, derivaron en la tercera tendencia que comenté al principio. Me explicaré: líneas tan estilizadas y secciones frontales tan pequeñas originaban problemas de apoyo, sobre todo en el tren delantero, lo que mermaba su comportamiento en el paso por curva. Así que, o bien cogían las curvas a menor velocidad, o el coche acababa en las protecciones (cuando el circuito las tenía…) porque se salía de ellas. Además, la instalación de motores más potentes sin aumentar la carga conllevaba una pérdida de tracción, siendo muy propensos a los derrapes al salir de las curvas. Por todo esto, nace a finales de los sesenta el concepto de alerones (delanteros para que el coche gire, y traseros para mejorar la transmisión del par del motor a las ruedas y aumentar la adherencia de los neumáticos).

La marca pionera en la introducción de estos elementos (con permiso del Opel que se menciona en el artículo anterior) fue la firma americana Chaparral con su modelo 2E, en la temporada de 1966 del campeonato americano CanAm de la SCAA.



En Formula 1, fue Ferrari la pionera en utilizar esta configuración en 1968 con el Ferrari 312 F1. Inmediatamente fue seguida por Lotus y Brabham.



Sin embargo, accidentes como el ocurrido en el ya desaparecido circuito de Montjuich en el Gran Premio de España de 1969, en donde tanto Jochen Rindt con Lotus como Graham Hill se estrellaron al perder sus alerones, supuso la prohibición de alerones sobreelevados dos semanas después, así como la implantación por parte de la FIA de una rígida normativa, que ha derivado hasta nuestros días en las formas externas que, a día de hoy, presentan los monoplazas de F1.



Tras todo lo dicho, comentar que los avances que se realizan hoy día, versan siempre sobre estas tres grandes líneas, y no dejan de ser evoluciones más o menos mejoradas y optimizadas de viejas ideas. Aunque, para ser sinceros, aún quedaba por destapar otro gran concepto básico que revolucionó el diseño aerodinámico de los vehículos en general, y de los monoplazas de competición en particular (y no sabéis hasta qué punto): El Efecto Suelo. Pero eso será otro día…

06 noviembre 2007

Evolución de la aerodinámica automovilística

Nuevo colaborador para Quemando Goma. Ahora es Pepe quien nos habla de aerodinámica; ahora que tanta gente sigue la F1, él nos introduce en la historia de dichos elemnentos

Normalmente, la gente tiene la idea que un vehículo será más rápido cuanto mayor sea su motor. Si bien esto es cierto en parte (aquí el tamaño sí importa…), no es tan fácil. La cosa es más complicada, e influyen bastantes factores (lo primero sería puntualizar qué entendemos cuando alguien dice “este coche es rápido”, ¿pero en qué? ¿En el paso por curva? ¿En un tramo únicamente recto? ¿En un circuito cerrado? ¿En la aceleración que tiene?... En función de la respuesta, una variable predomina sobre las otras). A día de hoy, uno de esos factores más estudiados es la resistencia aerodinámica del vehículo. Mi intención es que veáis cómo a lo largo de la historia del automovilismo este fenómeno ha ido cogiendo cada vez más peso a la hora de definir la forma final de los vehículos. Y para ello, lo mejor sería empezar por el principio, ¿no?

1ª Parte

De los orígenes a los años 50.

Puesto que han existido infinidad de modelos y diseños a lo largo de la historia, iniciaré este relato mostrando sólo los más curiosos que se dieron. Y para empezar, comenzaremos por el francés “Jamais Contente”, un vehículo eléctrico que ya en 1899 llegó a alcanzar ¡los 100 km/h!, gracias a su carrocería en forma de huso alargado y estilizado. La idea era buena, pero cometía fallos infantiles como no cubrir ni los ejes, ni las ruedas, ni al piloto. Pese a ello, fue un diseño revolucionario para su época (no hay que olvidar que estamos a finales del siglo XIX).



El “Jamais Contente” (1899)


Los alemanes no se quedaron atrás y sacaron diversos modelos con diseños similares. De ellos, y avanzando en la historia, nos encontramos con el Opel-RAK 2, sucesor del Opel-RAK 1. El RAK 1 fue el primer coche impulsado por motores cohetes (12), alcanzando 75km/h en 1928. Este primer intento se vio rápidamente superado a los pocos meses por el RAK 2, que con una mejora en la motorización (montaba 24 cohetes) y una carrocería más eficiente llegó a los 238 km/h (no olvidemos del año en el que estamos para comprender la importancia de estas cifras, insustanciales hoy día). Además, este modelo ostenta el privilegio de ser de los primeros diseños documentados que usó alerones delanteros para generar carga aerodinámica.



Opel-RAK 2 (abajo) de 1928.

En general, durante todo el período de entreguerras hubo dos detalles que normalmente no se tuvieron en cuenta en los estudios de los vehículos y que retrasaron su progreso: la influencia del efecto suelo, y el considerar la aerodinámica de un automóvil sólo en dos dimensiones, cuando los efectos tridimensionales son cruciales para conseguir un buen diseño. A pesar de ello, se realizaron modelos que obtuvieron resultados muy notables, como el Mercedes Benz W125, con el que Caracciola estableció un record de velocidad el 28 de febrero de 1938 de 432 km/h, y que presentaba uno de los valores de coeficiente aerodinámico más bajos alcanzados (incluso a día de hoy).




Mercedes Benz W125 (1938), cuya forma aerodinámica se ve reforzada con un completo carenado de todos los elementos externos, especialmente las ruedas.

Este diseño tuvo rápida aplicación en los Mercedes Benz W196 que, entre otras competiciones, dominaron a manos de Juan Manuel Fangio las pruebas de Fórmula 1 en los años 1954 y 1955. Por aquel entonces, los monoplazas de Mercedes ya eran denominados como “Flechas de Plata” por su rapidez y color característico. Como anécdota, comentar que en un principio, todos los vehículos alemanes que competían en grandes premios eran de color blanco; sin embargo, cuando Mercedes sacó el W25, éste excedía en 2 kg el peso máximo autorizado. Como solución, la noche antes de su estreno en competición, solucionaron el problema quitando la pintura que tenía, dejándolo con el acabado aluminio de su carrocería. Este hecho se convertiría, a partir de ese momento, en el símbolo de identidad de la marca deportiva.





Mercedes Benz W196R, pilotado en su día por el mítico Juan Manuel Fangio.