quinta-feira, 25 de dezembro de 2008

Aerodinâmica

Uma das ciências mais faladas nos ultimos anos, não só nas competições de automóvel, mas também na produção em série tem sido a aerodinâmica. Hoje todos os construtores lutam pelo mais baixo coeficiente de forma, o famoso Cx, e o objetivo é ultrapassar a mítica barreira dos 0,30, o que alguns já conseguiram. Chegar a um Cx consideravelmente baixo significa duas coisas: por um lado, é possível obter um escoamento correto com menor resistência aerodinâmica, logo, maior velocidade e menor consumo, entre outras coisas; por outro lado, é um excelente argumento de marketing, evidenciando ao consumidor um enorme potencial técnico.

Um Fórmula 1 não se pode gabar estes argumentos, porque o seu Cx é medíocre, em média o dobro do de um automóvel de série. Isto deve-se em grande parte à presença das rodas no exterior (não carenadas), o que gera turbulências, em particular o chamado 'Efeito de Magnum', o que disturba o escoamento. Mas os objetivos de um Fórmula 1 são completamente diferentes dos de um automóvel do dia-a-dia.

Do ponto de vista aerodinâmico, um Fórmula 1 é constituído de um corpo central, que é o chassis incorporado à carroceria, ou função dela, como acontece nas modernas estruturas monobloco em fibra de carbono e kevlar; pelos flancos, que incorporam os radiadores e os permutadores de calor e se destinam à formação do 'efeito de solo'; por uma aleta traseira de grandes dimensões e por uma aleta dianteira menor, vulgarmente conhecida por "spoiler". Uma aleta é, na sua essência, um perfil de asa, como a de um avião, só que invertida. Uma asa, seja qual for, trabalha sempre pela diferença de pressão entre a parte superior e a inferior. Essa diferença de pressão é geradora de uma força, à qual se dá o nome de força de sustentação, e que no caso dos aviões está dirigida verticalmente de baixo para cima e que permite ao avião levantar-se e manter-se no ar.

No caso de um Fórmula 1, a asa funciona ao contrário, e a força de sustentação está dirigida para baixo (sustentação negativa), comprimindo o carro contra o solo, com notável aumento de aderência e motricidade. Uma aleta caracteriza-se por duas cotas fundamentais: a largura (A) e o comprimento (B), designado vulgarmente por 'corda'. Se multiplicarmos as cotas temos, naturalmente, a área da aleta determinante para a força de sustentação. Quanto maior for a área, maior será a sustentação negativa. Se dividirmos a largura pelo comprimento, temos a chamada relação de aspecto A / B da aleta, que dá uma idéia da sua eficiência. Quanto maior for esse quociente mais eficiente será a aleta.


Mas, a verdadeira eficiência de uma aleta é dada pelo quociente entre a força de sustentação, dirigida verticalmente de cima para baixo, e a resistência aerodinâmica, dirigida horizontalmente da frente para trás. O objetivo será, portanto, dispor da maior eficiência possível, ou seja, aumentar a sustentação e diminuir a resistência. Mas a questão é muito complicada, porque uma asa funciona sempre segundo um determinado ângulo com a horizontal, chamado ângulo de ataque (C), e ambas as forças crescem com o aumento desse ângulo.

Ao desenhar a asa, o projetista tem que lhe conferir, desde logo, a melhor relação de aspecto possível e, depois, na pista, será a vez de ensaiar o ângulo de ataque mais conveniente de acordo com o traçado da pista. Se é uma pista lenta ou está chovendo, o ângulo de ataque deverá ser maior, pois o que interessa prioritariamente é a aderência e a motricidade em detrimento da velocidade. Numa pista veloz a questão torna-se um pouco mais complicada, pois, assim como as grandes retas permitem velocidades mais elevadas, logo menores ângulos de ataque ou de incidência da aleta, também é verdade que as curvas rápidas exigem uma maior aderência. Deve-se portanto encontrar a melhor relação em de acordo com a necessidade.

A aleta dianteira ou 'spoiler' tem como função contrabalançar o efeito da aleta traseira, cuja força nela exercida tem tendência a aliviar a frente, restabelecendo o equilíbrio. Tanto uma aleta quanto a outra possuem em cada um dos extremos uma folha de alumínio em posição vertical, à qual se dá o nome de deriva. A vantagem das derivas verticais é de melhorarem a eficiência das aletas, dirigindo melhor o fluxo de ar e de aumentarem a estabilidade direcional.

seja o primeiro a comentar!

Postar um comentário