O segredo aerodynamicist: por que todo mundo segue Newey – além da Mercedes

Do lado de fora, uma equipe de Fórmula 1 do departamento de design parece ser uma pessoa muito racional ambiente, onde regras de lógica, cuidadosa e decisões são tomadas com base na ciência e investigação.

Você pode acreditar que não há lugar no mundo para o dogma ou uma fé cega. Mas você seria errado.

Eu sou um sênior aerodynamicist em um F1 atual equipe. Eu não posso revelar minha identidade, por razões anteriormente explicadas, mas eu quero ajudar você a entender algumas das principais questões em torno do desempenho maiores diferenciais na F1 design.

Na realidade, algumas decisões que encaramos como um carro de F1 designers são muito complexa para ser levado de volta para os primeiros princípios e investigado. Equipes simplesmente não têm tempo ou recursos para avaliá-los totalmente.

Como resultado, alguns aspectos do design do carro, são tomadas como artigos de fé, e o resto construídos sobre eles. Nestas situações, temos de olhar para os semideuses da aerodinâmica para orientação, e em lugar de destaque em design atual panteão é o Adrian Newey.

Newey é o diretor técnico da Red Bull, e a sua multidão do campeonato do mundo de troféus ganhou com a Williams, McLaren e sua atual equipe, com razão, dado a ele o status de um dos maiores designers de F1 da história.

Newey área de especialização é a aerodinâmica e a sua posição tem características significava que é um dos pioneiros em seus carros foram adotadas por outras equipes. Muitas vezes por causa do tempo limitado criada pela alta pressão exigências da tarefa, sem uma investigação completa e de investigação.

O pensamento é simples – Newey do carro apresenta um design específico característico; Newey do carro é rápido, portanto, que a característica de projeto deve ser o direito um para outro time para adotar.

Um exemplo disso, e de Newey contínuo influência na F1, é o elevado ângulo de saída empregado pela maioria das equipes para cima e para baixo da grade.

O que é o rake?

Quando falamos sobre o ângulo de saída, entende-se a diferença entre a altura de passeio na parte da frente do carro e o de volta. Um baixo ângulo de saída significa que o piso do carro está sentado muito plano, um elevado e a parte de trás do piso é gerado um longo caminho para fora do chão.

O que é particularmente interessante é que, na atual F1, Mercedes empregar uma abordagem de baixo rake – enquanto as Red Bull, Ferrari, e em grande medida, o resto da grade, vá para o alto.

Em alguns aspectos, em seguida, este ano a luta pelo título é um face-off entre Newey de alto rake teoria do design e Mercedes’ de baixo rake.

O Newey influência

Como você pode ver, algumas decisões podem ter muitos efeitos negativos que para realmente avaliar qual é a direção para entrar, você precisará planejar dois carros.

A maioria das equipas de F1 não tem em qualquer lugar perto os recursos para satisfazer-se. E até mesmo aqueles que, como Mercedes, Ferrari e Red Bull, tem suas mãos amarradas por regras que restringem a quantidade de testes aerodinâmicos eles estão autorizados a fazer.

Tudo isto significa que o julgamento chamadas têm de ser feitas. Em um aspecto do design tão fundamental quanto a isso, uma equipe tem que se comprometer a uma abordagem de design e o resto do carro em torno dele.

Este é o lugar onde o grande directores técnicos e designers de realmente entrar em seu próprio. Eles são os únicos que têm feito consistentemente o direito de chamadas sobre as grandes decisões e poucos, se algum, pode corresponder a Newey do registro.

Por muitos anos, ele tem sido a propriedade quente na F1 e, como resultado, aumentou o valor de mercado desses junto com ele.

Equipes apaixonada pelo Newey, têm ansiosamente abocanhou alguém que tem trabalhado em estreita colaboração com o grande homem. Portanto, seus seguidores têm-se encontrado em quase toda a equipe no grid.

Desta forma, o Newey filosofia se espalhou através de F1, um aspecto do que está a utilizar um elevado ângulo de saída como um ponto de partida para o seu projeto.

Newey foi a prossecução de alto rake para 20 anos ou mais. Mas tornou-se uma grande tendência a partir do início desta década, quando a sua alta rake Red Bulls levou quatro em linha reta título mundial de duplas com Sebastian Vettel.

Desde então, mais e mais da grade foram indo de alto rake. Este é agora quase universal, com a Mercedes a notável exceção.

E isso é o que torna isso tão interessante, porque a Mercedes venceu as últimas cinco de construtores e de pilotos do campeonato mundial.

Apesar de alguns preconceitos, seu sucesso não foi baseada apenas em um excelente motor – geralmente o melhor, a partir de 2014 até este ano – e um brilhante driver, o inglês Lewis Hamilton.

É óbvio que a velocidade de GPS traça para que todas as equipes têm o acesso que a Mercedes chassi também é de altíssima qualidade.

No entanto, mesmo com o seu extraordinário nível de sucesso, eles continuam a ser a única equipa a tentar um baixo rake abordagem.

É quase impossível dizer com certeza se a Mercedes’ de baixo rake projeto leva mais ou menos o desempenho final. No entanto, o fato de ninguém tentando-o, para que os benefícios de alto rake são simplesmente tomadas como evangelho, mostra a manter o culto de Newey tem mais de F1.

O que são equipes tentando fazer com o fluxo de ar?

A direção de uma equipe escolhe pode ter um efeito significativo sobre o fluxo de ar ao redor do carro e uma lista quase infindável de reflexos consequências.

Voltando à aerodinâmica primeiros princípios por um momento, o mais rápido você pode fazer o ar go, menor a pressão e baixa pressão sob o piso é downforce, chupando o carro para a estrada. O mais downforce um carro tem, mais rápido ele pode ir em torno de um canto.

Agora, na velocidade de carros de F1, nós aerodinâmica fazer a suposição de que o ar não pode ser comprimida ou esticada. (Na realidade, ele pode, mas para nossos propósitos, nós não precisa se preocupar com isso).

Isso significa que, se você quiser aumentar a velocidade do ar pode fazer uma de duas coisas: aumentar o “fluxo de massa” (a quantidade de ar que flui passado); ou reduzir a área que você está forçando o ar através de.

Pense nisso como um tubo de mangueira. Se você deseja fazer a água jorrar para fora da final mais rápido, você pode abrir a torneira, aumentando o fluxo de massa – ou coloque o seu polegar sobre o final, forçando a água a correr mais rápido, através de uma redução da área.

Qual é o rake importante?

Voltar para o ângulo de saída, as duas abordagens – a alta e a baixa rake – são cada favorecendo uma dessas coisas sobre o outro para fazer o fluxo de ar o mais rápido possível sob o piso como um todo.

Alto rake é um pouco como mudar o toque rapidamente em. Devido ao aumento de altura na parte de trás do carro, você têm, efetivamente, um maior difusor – o upswept parte do chão na parte de trás do carro, entre as rodas traseiras, que será puxando lotes de ar através da parte de baixo do carro.

No entanto, a maior parte da área é um pouco mais longe do chão do que seria com baixo rake, como se você tivesse tomado o polegar da extremidade da mangueira um pouco.

Um baixo rake abordagem é o oposto. A baixa altura da parte de trás do carro resultados em um menor difusor área e, consequentemente, menos ar é puxado debaixo do piso. Mas o que o ar existe, é comprimido através de uma pequena diferença com toda sentados no chão, muito perto do chão.

Isto pode parecer relativamente simples, na presente fase, mas há muitos efeitos colaterais dessa decisão que poderia mudar a maneira de design de todo o resto do carro.

• O difusor vai ser projetados de maneira diferente dependendo de quão alto ou baixo é para o chão.
• Você tem que criar sua traseira tambores de freio e suspensão, especificamente para o set-up que você escolheu.
• A asa dianteira projeto iria ser diferente, porque o ângulo de saída traz mais perto ou mais longe da terra.
• O equilíbrio do carro pode mudar mais ou menos em baixa velocidade e de alta velocidade cantos, dependendo do rake.
• Seu bargeboards, a parte superior da carroçaria, e as bordas do piso poderia ser todos diferentes.

A lista é interminável, e isto é, antes de sequer considerar o projeto mecânico de suspensão e sistemas de direcção.

Algumas técnicas extras

Para aqueles ansiosos para mais informações, leia sobre como discutimos algumas das complexidades do fluxo de ar com alto e baixo rake.

Na prática, uma das coisas mais importantes a considerar é o que é referido como andar de vedação. Na minha experiência, isso é um pouco de um catch-all termo para falar sobre como gerenciar o fluxo de ar que vem dos lados do piso, que podemos utilizar para tentar fazer algumas coisas diferentes.

Uma delas é tentar minimizar a quantidade de ar que é desenhada sob o chão de ambos os lados.

Lembre-se, nós gostaríamos de acelerar o ar, sob a andar tão rápido quanto possível, o máximo de tempo possível. Para usar outra analogia, se você acha que o fluxo de ar como uma fila, e o difusor como um portal através do qual as pessoas podem passar a uma taxa definida, você pode ver que a fila na frente do piso vai viajar muito mais rápido se a gente não continuar a pressionar a partir dos lados.

De baixo rake pode fazer esse problema específico um pouco mais fácil, pois a pequena diferença entre os lados do piso e o solo tende a impedir o ar de entrar debaixo do carro.

Por outro lado, de alto rake pode ser vantajoso em outro aspecto de andar de vedação – gerir o pneu traseiro de despertar.

Pneu de esteira, como discutimos no último artigo, é o turbulento, turbulento de ar encontrado atrás do pneu, o que podemos comparar com a água atrás de um barco. Muito parecido com água, pneus acordar vai se espalhar para trás do corpo que cria. Isso é um problema, porque tem o efeito de bloquear o ar que sai o difusor, o que gostariamos de ser tão grande quanto possível retirar uma grande quantidade de ar sob o assoalho.

A fim de controlar o pneu de esteira, tentamos direcionar vórtices, que estão girando fluxos de ar um pouco como um mini-tornado, para as partes do pneu onde o serviço de despertar está se separando.

Isto encoraja o ar para se manter ligado o pneu mais tempo e resulta em uma esteira menor, o que pode ter um completamente efeito transformador sobre o desempenho do difusor.

Componentes nesta área do carro são tão sensíveis devido a pequenas alterações para o ar em torno do pneu que eles produzem podem ter um grande impacto sobre o pneu de esteira, e, como resultado, o desempenho do difusor.

Vimos isso na Austrália, quando o que parecia relativamente menor dano para o canto de Hamilton chão tinha um efeito devastador para a sua raça.

No alto rake, porque o piso é levantado mais perto de onde a circular pneu cara é vertical, a um movimento do volante para cima ou para baixo, não vai fazer a diferença entre o pneu e o chão se abrir muito.

No entanto, em um de baixo rake carro, o chão fica mais baixa contra o pneu rosto. Como o carro ao redor da pista e vê o mesmo movimento para cima ou para baixo, a diferença entre o pneu e o chão vai mudar muito mais. Isso pode tornar o trabalho de ajuste aerodinâmico dispositivos mais difícil.

Esses são apenas dois exemplos de uma infinidade de problemas que surgem a partir de uma equipe de escolha do conceito de design.

Fonte BBC Sport

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