F1 2009: Aerodinâmica cada vez mais importante

O desenho aerodinâmico do carro tem duas preocupações básicas: a criação de aderência e minimizar o arrasto e a turbulência em retas
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- Um carro de Formula 1 moderno tem muito mais similaridades com um Caça a Jato do que com um carro de passeio. A aerodinâmica através dos anos se tornou a chave do sucesso e as equipes, além de gastarem milhões e milhões de dólares neste item de desempenho, passam a maior parte de uma temporada tentando melhorá-lo.

O desenho aerodinâmico do carro tem duas preocupações básicas: a criação de aderência que empurre o carro para baixo minimizando as forças laterais que empurram o carro para fora da linha ideal em curvas, e ao mesmo tempo minimize o arrasto e a turbulência em retas, que diminuem a velocidade do carro.

O Princípio de Bernoulli

Muitas equipes estão experimentando as asas usadas no final dos anos 60. As asas de um carro de corrida têm a mesma função e operam com o mesmo princípio de um avião, só que no sentido oposto. A asa tem contornos diferentes em cima e embaixo e por isso o ar passa em velocidades diferentes dos dois lados da mesma. Isso cria uma diferença de pressão, uma regra da física conhecida como Princípio de Bernoulli. O formato da asa de um F1 faz com que o ar que passe por baixo dela tenha uma velocidade maior que o ar que passa por cima dela. Isso acontece porque a parte de baixo é curva, aumentando a distância percorrida pelo ar e conseqüentemente sua velocidade.

Utilizando o princípio de Bernoulli temos que, sendo a velocidade do ar fluido maior na parte de baixo da asa a pressão é menor, e na parte de cima, como a velocidade do ar é menor a pressão é maior. Desta diferença de pressão surge a força de aderência do carro.

Quando a força de aderência do carro atinge valor maior que o da força peso ele gruda na pista e consegue fazer curvas até com forças laterais 3,5 vezes o seu próprio peso. Veja na galeria ao lado o perfil da asa traseira.

No final dos anos 60 foram feitos alguns experimentos com asas móveis montadas em posições muito altas que levaram a acidentes espetaculares. Devido a isso em 1970 o regulamento estabeleceu tamanho, altura e posição que as asas poderiam ser colocadas.

De lá para cá houve muita evolução e o regulamento teve que ser constantemente atualizado. Acompanhe a Lotus 1969 asa alta.

No final dos anos 70 a Lotus desenvolveu o chamado efeito-solo, fazendo com que o carro todo se comportasse como uma asa. Tanto o assoalho quanto as laterais do carro de ambos os lados se comportavam como uma asa invertida e o carro realmente grudava no chão. O regulamento acabou proibindo o efeito-solo em pouco tempo, já que os acidentes, quando o piloto perdia o controle do carro, eram impressionantes. Veja em seguida a Lotus de 1978 com efeito solo.

Apesar do modernos túneis de vento e de todo o poder da computação usados pelas equipes hoje, os princípios fundamentais da aerodinâmica usada num carro de Formula 1 não mudaram: criar a máxima capacidade de aderência com o mínimo de arrasto. As asas montadas na frente e na traseira do carro tem diferentes perfis dependendo da exigência aerodinâmica de cada circuito. Em Mônaco, por exemplo, os perfis das asas são extremamente agressivos, já que trata-se de uma pista com extrema dependência aerodinâmica. Lá são usados dois elementos nas asas traseiras, o máximo permitido. Já em Monza, pista de altíssima velocidade, os perfis e as próprias asas são as mais “suaves” possíveis, uma vez que o objetivo maior é reduzir o arrasto nas longas e velozes retas do circuito.

Hoje em dia qualquer superfície de um carro de Formula 1 - do formato da suspensão até o capacete do piloto - leva a aerodinâmica em consideração. Qualquer parte do carro que crie turbulência gera arrasto e isto prejudica a velocidade do carro. Veja que no final das asas traseiras existem placas para impedirem o ar de formar vórtices que prejudiquem o funcionamento do difusor. O difusor também é uma peça aerodinâmica, uma vez que ele ajuda a direcionar o ar que passa em alta velocidade sob o carro com a finalidade de diminuir o arrasto aerodinâmico e aumentar a pressão aerodinâmica para baixo.

Nos últimos anos a tendência do projetistas tem sido fazer carros de cintura estreita, onde a parte traseira dos carros é a mais estreita e baixa possível. Isso reduz o arrasto e aumenta a quantidade de ar disponível para a asa traseira. As laterais dos carros também são projetadas de modo a moldar o fluxo do ar e minimizar a quantidade de turbulência.

O regulamento revisto em 2005 forçou os aerodinamicistas a serem ainda mais engenhosos. Numa tentativa de reduzir a velocidade, a FIA roubou do carro um pouco de downforce, levantando a asa dianteira, trazendo a asa traseira mais para frente e modificando o perfil do difusor traseiro. Os designers rapidamente conseguiram recuperar grande parte da perda, com uma variedade de soluções novas como os "chifres" vistos na McLaren MP4-20.

Grandes mudanças em 2009

A maioria dessas soluções se tornaram ilegais no regulamento aerodinâmico ainda mais restritivo de 2009. As mudanças para este ano visaram facilitar as ultrapassagens tornando mais fácil o carro de trás seguir o da frente mais perto. As novas regras levaram os carros a uma nova era, com asas dianteiras mais largas e baixas, asas traseiras mais estreitas e altas, além de um visual muito mais "limpo" do carro ao proibir apêndices aerodinâmicos. Talvez a mais interessante mudança foi o fato da asa dianteira poder ter alguma mobilidade, com o piloto agora podendo ajustar seu angulo durante a corrida. Acompanhe a imagem comparativa no Ferrari

Tudo isso fez os carros serem um pouco mais lentos no início do ano, mas como sempre os melhores cérebros da F1 estão trabalhando em novas soluções e os carros, no meio da temporada, já estão mais rápidos do que eram.

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