El tanque secreto de Ford

El tanque secreto de Ford

En 2003, Ford presentó su nuevo Focus RS WRC para el mundial de ese año. Era una evolución de su versión de 2002 con algunas mejoras, destacando sobretodo el rediseño de la carrocería. Uno de los puntos interesantes de esa nueva carrocería era el paragolpes trasero, que era más grande de lo esperado. En él, la marca americana escondería su arma secreta para esa temporada: el tanque de aire comprimido.

Desde que los motores turbo invadieran la competición, el campeonato del mundo de rallies no era el mismo. Los motores necesitaban trabajar a un régimen de revoluciones mínimo para que los turbocompressores hicieran su magia, y la forma de pilotar los coches debía adaptarse al “ lag” propio de esos viejos motores. Ese “lag”, es el retraso que hay entre que el piloto pisa el acelerador pidiendo potencia y la entrega de la misma.

Ese efecto era debido a que los turbo debían empezar a girar antes de que el motor desarrollara la potencia necesaria. Así que podían pasar fácilmente un par de segundos entre apretar el pedal y que el coche acelerara debidamente. Por suerte en 1994, apareció el “antilag”: un complejo sistema que permitía quemar algo de gasolina aún durante las fases de desaceleración o de poca exigencia para el motor. De esa forma los turbos seguían girando y la potencia estaba disponible en cuanto ésta era necesaria. Desde entonces, este sistema ha sido un imprescindible en esta competición.

En la evolución de 2003 destacaba el gran paragolpes trasero.

La aparición del turbo también trajo un aumento en la potencia que podían desarrollar los coches y la Federación Internacional no tardó en poner límites a las motorizaciones. Mediante la introducción de bridas, se empezó a limitar el flujo de aire a disposición del turbo y de esta forma el rendimiento del motor. Para el año 2003, Ford introdujo un sistema para ganar potencia a pesar de las limitaciones aprovechando un vacío legal en el reglamento. La regulación estipulaba que el coche debía ser equipado con una brida restrictora de 34mm para limitar la sobrealimentación, así que Ford pensó que quizás había otra forma de meter aire en su motor.

Los ingenieros de la marca americana montaron un depósito de titanio de 45 L en la parte trasera del coche. Cuando el coche desaceleraba y entraba en funcionamiento el “antilag”, parte del flujo de aire soplado por el turbo era almacenado a través de tuberías en ese depósito trasero. Ahí, el aire se acumulaba ganando presión, y cuando ésta era suficiente, una válvula de mariposa cerraba el tanque.

Al sacar el paragolpes trasero quedaba visible el tanque en el que se almacenaba el aire.

Cuando el coche aceleraba otra vez y el piloto demandaba potencia, esa válvula volvía a abrirse, inyectando el aire comprimido del tanque de vuelta al motor. Así este disponía de un mayor flujo aire y entregaba alrededor de un 5% de potencia extra. El sistema fue algo polémico, y tras la tercera cita del campeonato de ese año, fue finalmente prohibido a pesar de ser técnicamente legal.

Curiosamente, el Ford Focus RS WRC de 2003 no estaba a la altura de sus rivales ni montando este sistema, así que la prohibición del mismo no incidió demasiado en el desarrollo del certamen. Sin embargo, hay que destacar la inventiva del equipo técnico de Ford al desarrollar esta original solución. En la que siempre ha sido la máxima de las competiciones de motor: ser el más rápido.

Finalmente Ford no tuve el rendimiento esperado ni con este sistema.

Ajustando la brida

Ajustando la brida

Como en toda competición, en el deporte del motor es importante la igualdad entre los competidores. Generalmente, una mayor igualdad implica un mayor espectáculo, cosa que suele hacer a la categoría en cuestión más atractiva. Sin embargo, a veces es difícil igualar el rendimiento de varios coches, de diferentes fabricantes y configuraciones. Hay muchas maneras de buscar ese equilibrio, pero una de las más extendidas sea, quizás, igualar el rendimiento del motor con las más que conocidas bridas.

En una misma categoría o campeonato, pueden aparecer diferentes tipos de motores, ya sea por cilindrada, configuración o disposición. Las diferentes opciones pueden ofrecer diferentes cifras de potencia, lo que podría condicionar el desarrollo de la competición. Por eso es importante poder regular el rendimiento del motor según el coche, y así hacer que todos los participantes puedan luchar en una cierta igualdad de condiciones. Al menos en cuanto al motor se refiere.

En los motores térmicos el combustible se mezcla con el aire, que aporta oxígeno, para así producir una pequeña combustión. Esa combustión es la que libera la energía que al final moverá las ruedas de nuestro coche. A grandes rasgos, y simplificando mucho la ecuación, las cantidades en las que se mezclen estos componentes condicionarán la potencia obtenida, así que limitar uno de esos factores afectará directamente al rendimiento del motor y por tanto del coche.

En los campeonato de GT, por ejemplo, la cantidad de motorizaciones disponibles es enorme. © Sergi Merino Navarro (elacelerador.com)

Y ahí es donde se aplica el uso de las bridas. Tanto el aire como el combustible se dirige hacia la cámara de combustión a través de conductos. De forma muy simplificada, el caudal de un conducto depende del área transversal de este conducto y de la velocidad a la que el flujo pasa por él. La brida se usa para limitar el diámetro del conducto, y por tanto del área transversal. Eso hará que la cantidad de aire que pueda pasar por el conducto sea menor. Una menor cantidad de aire implicará que el aporte de combustible también deberá ser menor para que este se queme de forma eficiente. Al final, la potencia en este caso será menor o mayor según el diámetro de la brida, así podremos regular la potencia de una forma más o menos sencilla.

Un ejemplo claro del uso de este sistema lo vemos en las competiciones de rally. Aunque en las categorías más altas de esta disciplina los motores ya están bajo reglamentaciones muy estrictas, las bridas se siguen utilizando para conseguir una igualdad máxima entre las potencias de los participantes. Como ejemplo, en el caso de los WRC y aunque los motores deben ser de 1.6 L, la brida del conducto de aire del turbo está limitada a 36mm de diámetro. Y el uso de estos restrictores se hace especialmente patente en campeonatos nacionales y regionales. En ellos, la reglamentación de motores no es tan estricta y la variedad de motorizaciones es enorme, lo que implica una mayor necesidad de igualar rendimientos.

Regular la potencia de las diferentes motorizaciones favorecerá la igualdad. © Sergi Merino Navarro (elacelerador.com)

Hay infinidad de campeonatos que usan este sistema para igualar las condiciones de competición. Además, la aerodinámica, el peso e incluso la capacidad del tanque de combustible pueden complementar a las limitaciones del motor. Todo para buscar la máxima igualdad y pelea en pista, para que el aficionado se levante del asiento al ver una de esas batallas. Pero sobretodo para que los mejores pilotos sigan haciendo historia.

 

Foto de portada: © Sergi Merino Navarro (elacelerador.com)

 

 

 

 

Maldito Abril

Maldito Abril

Hacía frío. El asfalto estaba húmedo y había algo de niebla. Las ruedas no se calentaban en esas condiciones y parecía que el fin de semana se le atragantaba. Quizás debería haber elegido quedarse en Inglaterra, en la otra carrera que tenía ese fin de semana. Pero ahí estaba, en Hockenheim, qué se le iba a hacer. Le gustaba la Fórmula 2 y por eso había escogido Alemania, pero una vez en el circuito, las sensaciones no eran demasiado buenas.

Quería competir, ya había ganado la primera carrera del campeonato de Fórmula 1 de ese año y estaba en forma. Además, Lotus le había dado un buen coche para ese año. Chapman había vuelto a hacer de las suyas y el coche, que ya había usado el año anterior, había mejorado y tenía buena pinta. La temporada de 1965 había sido muy buena: Tasman Series, Fórmula 2 francesa, Fórmula 2 inglesa, el Campeonato del Mundo de Fórmula 1 y las 500 Millas de Indianápolis, entre otros muchos triunfos. Los dos años siguientes no habían sido nada buenos, pero la nueva temporada parecía una buena oportunidad.

El Lotus 49 que había diseñado Colin Chapman era bastante rompedor en esa época. El motor iba directamente anclado al chasis y formaba parte de él. Así el mismo motor cumplía además con una función estructural que añadía rigidez al conjunto. Además se podían montar aletas y alerones para pegar el coche al suelo. Carga aerodinámica, lo empezaron a llamar. Aunque si rodaba muy cerca del coche de delante dejaban de funcionar porque no llegaba bien el aire a sus alerones. Chapman incluso iba a empezar a usar estructuras para levantar las alas más de medio metro por encima de la carrocería. Decía que así le llegaría «aire limpio».

Clark en el Lotus 49 en 1967. Ese año, los problemas de fiabilidad lastraron la actuación del piloto escocés.

Pero ese era el coche de Fórmula 1. La carrera de ese fin de semana era de Fórmula 2 y no le daba buena espina. Quizás era el frío. Puede que demasiado para ser el primer fin de semana de Abril. En fin, tocaba subirse al coche. «Hoy no esperéis mucho de mí, chicos», les dijo a sus mecánicos justo antes de arrancar el motor. Quizás no fueran esas palabras exactamente, pero han pasado más de cinco décadas y solo unos pocos saben lo que realmente pasó ese fin de semana. El coche salió a pista, con él al volante.

Cuando llegó la noticia al garaje todo se paró. Jim se había salido en una zona muy rápida. Él nunca se salía. Un par de mecánicos se fueron corriendo hacia la zona del accidente para ver qué había pasado. Cuando volvieron, con lágrimas en sus ojos, se confirmaron los rumores. El mundo entero dejó de girar durante un momento y el piloto pasó a ser leyenda. Su nombre y su recuerdo quedarían para siempre.

La suavidad en el pilotaje de Jim Clark era, según muchos, lo que le hacía destacar por encima del resto.

Para muchos fue el mejor de su época. Para algunos es el mejor de la historia. El debate sigue y seguirá, sin embargo, todo el mundo conoce su nombre y el aura que lo rodea. Senna quiso visitar la escuela en la que estudió de niño, e incluso se cuenta que el mismísimo Fangio aseguró una vez que Clark era el mejor que había visto. Ese 7 de Abril de 1968 falleció ese piloto escocés. El humilde hijo de un pastor de ovejas. Un hombre sencillo. El héroe, aún en nuestros días, de muchos aficionados a este bonito y despiadado deporte.

Jim Clark

El «S-Duct» o conducto S

El «S-Duct» o conducto S

La aerodinámica de un Fórmula 1 es extremadamente difícil de comprender al detalle, incluso para los que llevan toda la vida trabajando en ello. A veces las leyes de la física con las que juegan los ingenieros son caprichosas, y no se dejan doblegar fácilmente. Si bien se estudian todos y cada uno de los detalles de un monoplaza para hacerlo eficiente, el diseño de alguna de las partes puede comprometer el rendimiento de otra. Como ejemplo, el diseño del morro determina el rendimiento del fondo plano, pero incluso el mejor de los alerones delanteros puede comprometer el flujo bajo el coche. Y para eso se desarrolló hace tiempo una ingeniosa solución: el llamado «S-Duct».

El suelo del coche es el encargado de generar la mayor parte de la carga aerodinámica, y lo hace debido a la disminución de presión que se produce al acelerar el flujo de aire que circula entre el fondo plano y el suelo. Así que el alerón delantero también se diseña pensando en dirigir el flujo correcto de aire hacia debajo del coche. Aún así, cuando el aire sale del alerón se produce una zona de alta presión bajo el puente del morro que frena el flujo antes de meterse debajo del coche. Esa pequeña turbulencia supone una pérdida de calidad del flujo que circula por el fondo plano, lo que resta carga aerodinámica y por tanto eficiencia.

Para evitar este aumento de presión bajo el coche, se implementó el conducto S, o «S-Duct» en inglés. Se trata de un conducto que discurre por dentro del morro del coche y que dibuja un trazado en forma de S a medida que asciende por el interior de este. Este sistema permite que una parte del aire que se acumula detrás del alerón delantero suba por él y salga por encima del morro justo delante del piloto. De esta forma libera parte de la presión y el flujo que discurre por el fondo plano lo hace de una manera más limpia.

La salida superior del conducto S crea una lámina de aire que ayuda a pegar el flujo que proviene del morro. © Sergi Merino Navarro (elacelerador.com)

Además, el aire que sale por la parte de arriba del morro se acelera y crea un flujo laminar que evita que el aire se despegue del monoplaza debido a la curvatura del morro. Así pues, este sencillo conducto actúa como una especie de igualador de presiones entre la parte superior e inferior de la mitad delantera del monoplaza para que estas no afecten al rendimiento de la zona media y trasera del paquete.

No hay que confundir este conducto con el polémico «F-Duct» que introdujo McLaren, con el nombre de RW-80, en su coche para la temporada 2010. Este sistema, mucho más compleja consistia en un sistema de conductos en forma de «F» que hacía que los monoplazas de woking destacaran en velocidad punta por su ventaja aerodinámica. El piloto, en las rectas, podía tapar un agujero con la pierna que dirigía aire al cockpit, de esta forma todo el flujo se desviaba por otro conducto hacia el alerón trasero. El aire soplado creaba una turbulencia que anulaba la carga aerodinámica del alerón y por tanto el «drag». Así los pilotos podían exprimir el coche al máximo en las rectas y alcanzar mayores velocidades puntas.

La entrada del «F-Duct» con el que McLaren sorprendió en 2010.

El conducto F fue prohibido por la FIA al año siguiente. Sin embargo, el «S-Duct» ha sobrevivido hasta los monoplazas actuales aunque haya sido objeto de estudio por parte de la Federación Internacional en varias ocasiones. Se trata de un sistema común en la mayoria de los coches de la parrilla, si bien los equipos no lo usan en la totalidad de las carreras. No hay que olvidar que además de una función aerodinámica ayuda a la refrigeración del piloto, así que es fácil verlo aparecer en las carreras más calurosas del calendario.

Foto de portada: © Sergi Merino Navarro (elacelerador.com)

 

 

Indycar 2020, el Aeroscreen sube la temperatura

Indycar 2020, el Aeroscreen sube la temperatura

La Indycar se encuentra en plena pretemporada. Los test oficiales ya se han desarrollado en el circuito de las Américas, en Austin (Texas), y los equipos ya ultiman los preparativos para la temporada 2020, que comenzará el 15 de marzo en el circuito urbano de St. Petersburg, en el estado de Florida, la cita inaugural del campeonato, que contará con un total de 17 fechas.

Probablemente, si hemos visto alguno de los vídeos o fotos publicados de los días de test, habremos notado que la gran diferencia de los coches de esta próxima temporada, en comparación con la pasada, es la introducción del Aeroscreen. El sistema, desarrollado por Red Bull Advanced Technologies y descartado por la Fórmula 1, ha sido implementado en la categoría americana para una mejor protección de la cabeza del piloto.

Se trata de una pantalla similar al parabrisas de un coche de calle, que se encargará de bloquear cualquier pieza u objeto que salga volando y evitar posibles impactos directos hacia el piloto. La Fórmula 1 estuvo probando este concepto, pero finalmente se adoptó el más que conocido Halo para la categoría reina y la mayoría de categorías inferiores de la FIA.

La Fórmula 1 descartó la idea, en parte por que las vibraciones afectaban a la visión del piloto.

Sin embargo, en Estados Unidos han decidido apostar por el Aeroscreen, aunque con algunas mejoras. La pantalla de policarbonato cuenta con “tear-off” como los usados en las viseras de los cascos y en los parabrisas de GT y prototipos. Se trata de láminas de plástico que se pueden retirar una a una del cristal cuando este está sucio, dejando la siguiente capa limpia para que el piloto recupere la visibilidad. Además, el Aeroscreen podrá calentarse para evitar problemas de empañamiento.

Finalmente, las NTT Indycar Series han optado por montar una estructura de titanio sobre la que se apoya la pantalla de policarbonato. Se trata de un halo que mejora la dureza y dota de rigidez al conjunto, actuando como refuerzo. De esta forma, también se minimizan las posibles vibraciones, que pueden deformar la visión que tiene el piloto a través del sistema.

Tras la pantalla de policarbonato se ha colocado un soporte de titanio similar al Halo.

Tras varias pruebas con el sistema durante el pasado año, los pilotos dijeron que la visibilidad era buena y la velocidad no se veía apenas afectada. Además, permitía que el nivel de ruido en el cockpit fuera menor, lo que favorecía la concentración y las conversaciones por radio. Sin embargo, se descubrió que las temperaturas en la cabina eran más altas de lo normal, debido a que ahora el piloto queda resguardado del flujo de aire que antes llegaba hasta él.

Así pues, la refrigeración del piloto se convirtió en un problema más complejo de lo esperado. Se han probado ranuras bajo el Aeroscreen que permitan el paso de aire para refrigerar, y parecen funcionar en circuitos rápidos. Faltará ver si también lo hacen en trazados más lentos y con tráfico. No se descarta el uso de mangueras de aire conectadas directamente al casco del piloto, como las usadas en otras categorías, aunque el campeonato sigue buscando alternativas.

Las ranuras debajo del Aeroscreen ayudan a la refrigeración del cockpit para mantener fresco al piloto.

A pocas semanas para que empiece el certamen, las temperaturas ya han empezado a subir en una de las categorías más emocionantes del mundo. Nuevos equipos, nuevos trazados y nuevos pilotos para la temporada 2020 de la NTT Indycar Series. Habrá que ver cómo se desarrolla el campeonato, este año con representación española, pues Álex Palou ha cambiado la Super Fórmula japonesa por el sueño americano.