Aerodinâmica Bicos F1 2015

Em 2015 a FIA acabou com a farra dos estranhos bicos da temporada passada. Alguns como a "forquilha" da Lotus, entraram definitivamente para a história da F1.

Neste ano, os bicos vieram mais "comportados" e com um design estético mais aceitável.
Porém, devido a essa "estética visual" as equipes acabaram perdendo pressão aerodinâmica na frente e consequentemente no F1 como um todo, já que a frente do carro é que determina todo o direcionamento aerodinâmico no restante do F1.

Mas como esses novos bicos vão funcionar, como a aerodinâmica deles se comporta com essas novas regras, como o ar passa por eles?
Pensando nessas questões, resolvi fazer alguns testes "tupiniquins" em CFD para ter uma ideia básica de como a coisa toda pode funcionar. É meio técnico, mas acho que dá pra simplificar.

Fiz alguns modelos bem "basicôes" em 3D de alguns dos modelos de bicos apresentados nesta temporada, um apanhado baseado nas equipes maiores tipo William, Mclaren, Ferrari, etc.
Claro que estão longe de serem idênticos e precisos no formato, geometria, etc. Mas dá pra se ter uma ideia do que teoricamente vai rolar na pista.

Meu estudo no CFD foi baseado na pressão aerodinâmica que estes modelos de bicos podem apresentar. 

Então a classificação ficou mais ou menos assim:

Bico Fino e chato, tipo Lotus e STR:

Pelo que se dá pra notar nas fotos de apresentação dos carros, possuem a ponta mais fina e fundo chato, quase retos. Neste modelo a pressão aerodinâmica aparentemente não é tão grande, ficando meio que igualada na parte superior e inferior do bico.

Bico levemente Pelicano, tipo Ferrari, Mclaren, Mercedes:

Possuem uma leve corcova sob o bico, uma pequena curvatura que aparentemente acelera um pouco mais o ar que entra por baixo do carro. Acelerando o ar cai a pressão inferior, então gera um pouco mais de pressão superior empurrando o bico para baixo, o famoso downforce.

Bico com bulbo frontal grande, tipo Sauber:

Nesta configuração o bico ganha um "bulbo" instalado bem a frente do resto de sua estrutura. Devido ao  seu leve estreitamento na base do bulbo, bem na junção com o resto do bico, aparentemente capta e acelera ainda mais ar sob o carro. É um tipo de "Pelicano" melhorado.

Bico com bulbo frontal pequeno, tipo Williams e RBR.

Aqui as coisas mudam bastante. Por ser menor, o bulbo pequeno permite a entrada de mais ar acelerado sob o carro, acima do modelo da Sauber, criando grande pressão sobre a frente do F1. Repare que a cor esverdeada ( negativa ) fica mais acentuada sob o bico e mais amarelada ( positiva ) sobre o bico. Pelo gráfico numérico esquerdo dá pra se ver a diferença de pressão atuando em ambos os lados.  Então, na teoria, quanto maior for a pressão aerodinâmica sobre a frente do carro, maior será a aderência de pneus frontais, evitando que o F1 saia muito de frente ( bom ganho de downforce).

Mas por que tem esse BULBO estranho na Williams, RBR e Sauber?

O atual bico da Williams foi justamente o motivo desta minha básica e estranha experiência em CFD. Quando o vi, logo me veio a mente uma postagem que fiz em 2009 sobre justamente o teórico uso de um  antigo conceito "hidrodinâmico" em carros da F1. Sim, vc leu certo, HIDRODINÂMICO e não AERODINÂMICO.

Explico:

Este bulbo frontal, teoricamente, é baseado em um tipo de PROA BULBOSA, ou "TALHA MAR" como apelidado no meio  naval. Vc já reparou nos atuais navios de carga, transatlânticos de cruzeiro, etc. Estes grandes navios possuem uma espécie de BULBO bem na frente de suas proas, abaixo da linha d´água.

Sim, mas para que serve aquilo?   

Simplificando bemmm a coisa, a proa do navio ( frente ) quando "corta" a água, gera ondas que percorrem toda a lateral do casco até saírem pela popa ( traseira ). Isso cria um tipo de "ARRASTO" no casco tornando o navio mais lento, aumentando o consumo de combustível. E quanto maior a velocidade, pior a coisa fica ( igual no F1). Ai os engenheiros navais descobriram que instalando um BULBO na frente da proa, este reduz e iguala as ondas, meio que  ANULANDO o efeito delas sobre todo o casco do navio. Menos arrasto, maior velocidade e menor consumo de combustível. 

Então, aparentemente o bulbo na frente do bico da Williams e concorrentes, é um design baseado em um conceito HIDRODINÂMICO. Como o ar se comporta muito semelhante a água, o conceito é que o ar meio que contorna o bulbo saindo acelerado, seguindo mais estável para toda a parte de baixo do F1, sem gerar ondas ( arrasto ) até sair "liso" e acelerado pelo difusor ( ganho de downforce).

Se o bulbo funciona nos navios, por que não usar no bico do F1? Simples e genial não......?
Esse conceito já havia surgido em 2009 em outras partes e pequenas peças de um F1, nada muito visível, mas funcional. E adivinha quem usou esse conceito primeiro? O Sr. Adrian, é claro.

Então, acredito que o design do bico da Williams e RBR, segundo meu BÁSICO TESTE em CFD mostra, seriam os mais eficientes apresentados até agora. Mas isso só se confirmará ao longo desta temporada de 2015, que vai começar com muita briga, pode apostar.


Autor: Ubiratan Bizarro Costa

contato@bizarrodesign.com.br