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Técnica

Análisis técnico | Novedades de los equipos para el GP de China

Un GP de China marcado por la ausencia de novedades técnicas de importancia

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Tras la emocionante carrera vivida en Gran Premio de Baréin el pasado 31 de marzo, llegamos a una nueva cita del mundial de Fórmula 1, el GP de China. Cabe destacar que no será una carrera más sino la número 1000 de la historia de la Fórmula 1, por lo que tiene un sabor especial.

Como suele ocurrir todos los años en el circuito de Shanghai, las diferentes escuderías no suelen implementar novedades importantes respecto a lo visto en Sakhir. No obstante, y dado que el afán por superar al rival siempre hace acto de presencia, los equipos traen pequeñas modificaciones en sus monoplazas que mejoren el equilibrio del mismo.

Por este motivo, desde Momento GP os traemos, una semana más, un completo análisis de las novedades de los equipos para este Gran Premio de China 2019.

Mercedes

En un principio, el equipo Mercedes había traído una modificación en la pletina lateral del ala delantera pero finalmente la FIA no la ha dado por válida por no cumplir la normativa estipulada para esta temporada. No obstante, en la imagen inferior os mostramos en qué consistía dicha modificación.

Configuración adoptada en Bahrein (izquierda) vs Configuración adoptada en China (derecha). Autor de la imagen: Giorgio Piola

Además de este rediseño de la pletina, el equipo alemán ha modificado ligeramente la inclinación de los flaps del alerón delantero, probablemente para disminuir el drag a costa de perder carga aerodinámica con el fin de mejorar la velocidad punta en la gran recta de atrás que caracteriza al circuito de China.

Mercedes. Autor de la imagen: Giorgio Piola

Ferrari

En esta ocasión, Ferrari ha traído nuevas modificaciones al monoplaza y al mismo tiempo ha empleado cosas vistas en Australia.

Entre las modificaciones a destacar se encuentran los frenos delanteros que recibieron una nueva pieza para ayudar con el flujo de aire alrededor del disco de freno.

Configuración adoptada en China (izquierda) vs Configuración adoptada en Bahrein. Autor de la imagen: Equipo de LAT Images

Siguiendo en la parte delantera del monoplaza, puede evidenciarse un cambio muy sutil en el borde de ataque en los extremos del ala delantera en el primer elemento.

Configuración adoptada en China (izquierda) vs Configuración adoptada en Bahrein. Autor de la imagen: Mark Sutton

En la zona media, donde se encuentran los bargeboards del monoplaza, se ha adicionado unos aletines extra con el propósito de extraer la mayor cantidad de downforce posible para compensar el perdido por la nueva reglamentación sobre el ala delantera.

Ferrari. Autor de la imagen: Mark Sutton

Sobre la misma zona media, la escudería italiana ha añadido más aberturas sobre los pontones.

Ferrari. Autor de la imagen: Giorgio Piola

Finalmente, el fondo plano del monoplaza ha regresado a un diseño similar al visto en el GP de Australia, sin toma de aire como la vista en Bahrein y con un ligero cambio en los cortes del fondo cercanos a la rueda trasera, de forma diferente a la vista en los GPs anteriores.

Ferrari. Autor de la imagen: Giorgio Piola

Como mención importante, en un descuido de los mecánicos de Ferrari pudo detallarse en esta imagen la disposición y la forma del S-duct en la nariz del monoplaza, detalle que no se pudo apreciar con todo detalle en los entrenamientos y en los grandes premios anteriores.

Ferrari. Autor de la imagen: Mark Sutton

Red Bull Racing

Red Bull ha montado dos alas traseras de diferente carga aerodinámica en cada coche como ya hicieron en Bahrein para los libres. Además, han modificado el endplate del alerón delantero para volver a una versión sin la abertura que introdujeron en Bahrein.

Red Bull Racing. Autor de la imagen: Santiago M. de @VivoF1

Este alerón delantero también viene con una configuración distinta de las puntas de los flaps, zona del vórtice Y250.

Red Bull Racing. Autor de la imagen: Albert Fábrega (@AlbertFabrega)

Aunque no es un gran número de mejoras, si nos fijamos en la del alerón delantero destaca un cambio en la filosofía de la aerodinámica del monoplaza, ahora más orientada al outwash del flujo de aire (empujarlo hacia el exterior y alrededor de la rueda delantera) en vez de al inwash (empujar el aire hacia el interior para que pase entre la rueda y el morro del coche) por el que se caracterizaba anteriormente.

Alfa Romeo

En cuanto a Alfa Romeo, lo más destacable que ha traído al GP de China es la ligera descarga del alerón trasero con respecto a la anterior cita del mundial. No obstante, si es cierto que el motor Ferrari es tan competitivo (problemas de fiabilidad aparte) podrían tratar de ir con algo más de carga que sus rivales para ser más competitivos en la zona revirada del circuito ya que este exceso de downforce contraproducente en la larga recta sería mitigado por la potencia del motor. Veremos si estamos en lo cierto o si por el contrario van con una configuración como el resto.

Alfa Romeo. Autor de la imagen: Amus

McLaren

Los de Woking no han traído novedades significativas para este GP de China. Aunque si han modificado ligeramente la inclinación de los flaps del ala delantera y ala trasera para mejorar la velocidad punta del monoplaza, lo cierto es que, a priori, no se han incorporado novedades de interés relevante.

McLaren. Autor de la imagen: @McLarenF1

Haas

Al igual que el resto de los equipos de zona media, Haas apenas ha modificado el monoplaza para este circuito. Lo más notable es un pequeño rediseño del ala trasera, que ahora cuenta con dos cortes simétricos situados aproximadamente en la mitad izquierda y derecha en lugar de lo comúnmente visto en otros equipos, es decir, un único corte central. Está por ver la utilidad real de esta modificación, la cual, previsiblemente, tendrá que ver con la reducción del drag del monoplaza gracias a una reinterpretación del comportamiento del flujo de aire a la salida del ala.

Haas. Autor de la imagen: @HaasF1Team

Renault

Renault llega al GP de China sin cambios aparentes respecto a la cita pasada. Lo único destacable que los franceses han traído como novedad, ha sido la especial decoración que llevarán sus dos monoplaza en homenaje a la carrera número 1000 de la Fórmula 1, situada en el alerón trasero.

Renault. Autor de la imagen: Albert Fábrega (@AlbertFabrega)

Toro Rosso

En la escudería Toro Rosso no vemos cambios destacables en el ala delantera con respecto a Bahrein. Siguen con su configuración de outwash en la parte de unión con el endplate pero no apreciamos ningún tipo de modificación con respecto a la anterior carrera.

Toro Rosso. Autor de la imagen: Amus

Sin embargo, es destacable el hecho de que no presentan un complicado diseño del conducto de refrigeración del freno como otros equipos. Es interesante ver la valoración que hace cada escudería de las posibles ganancias que pueden obtener de cada área del coche y su valoración de si es útil para su coche o no.

Toro Rosso. Autor de la imagen: Amus

Racing Point

En el caso del equipo Racing Point tampoco observamos ningún cambio en el ala delantera con respecto a Bahrein. Sigue siendo un ala continuiíta sin el diseño novedoso introducido este año por otros equipos como Ferrari donde el ángulo de ataque de los flaps que se juntan con el endplate va disminuyendo hasta dejar un pequeño canal por el que generar un cierto outwash que empuje la estela de aire caótico provocado con el neumático. Racing Point tiene el que podríamos llamar el diseño más convencional que posiblemente les vaya mejor a ellos.

Racing Point. Autor de la imagen: Amus

En la imagen inferior podemos vislumbrar el alerón trasero, aunque no podemos percibir nada significativo. Es de esperar que descarguen dicha ala, es decir, reducir su downforce ya que el circuito de China cuenta la recta más larga de la temporada que requiere una óptima velocidad punta que de igual modo no comprometa el comportamiento del monoplaza en las zonas más reviradas.

Racing Point. Autor de la imagen: Amus

Otra curiosa imagen que hemos podido ver es el grado de detalle que tienen los equipos en prácticamente todas las diferentes áreas del monoplaza. En el caso del Racing Point vemos como en la entrada del aire al disco de freno hay unos canales adicionales (1) que conducen el flujo o más bien soplan fuera del neumático por las rendijas que vemos (2). Este flujo no enfría el disco, su función es soplar fuera del neumático para mejorar la eficiencia del flujo del alerón delantero que empuja la estela sucia que provoca dicho neumático cuando está en movimiento. Los equipos recurren a esto como alternativa porque los blown axles o bujes sopladores fueron restringidos.

Racing Point. Autor de la imagen: Amus

Por último, vemos como han hecho modificaciones en el fondo plano, posiblemente de cara a una configuración para un circuito de mayor velocidad punta como es el circuito de Shanghai.

Racing Point. Autor de la imagen: Albert Fábrega (@AlbertFabrega)

Williams

El equipo Williams continúa de capa caída. A pesar de sus esfuerzos por conseguir información importante del monoplaza en los entrenamientos libres de los anteriores grandes premios, lo cierto es que el coche sigue sin ir bien y, en esta ocasión, tampoco hemos visto que hayan traído novedades significativas para este GP de China.

Williams. Autor de la imagen: Joe Portlock

Las imágenes utilizadas para la realización de este artículo son cortesía de Albert Fábrega (@AlbertFabrega), Santiago M. (@VivoF1), Giorgio Piola, Steven Tee, Joe Portlock y Mark Sutton, a los que agradecemos la compartición de las fotografías a través de los diferentes medios de comunicación.

Elaborado por Carlos Domínguez, Alejandro Gómez, Belén Trueba, Jorge Martínez e Ignacio Dans.

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Técnica

Bloqueo sónico en motores de competición: un problema real que pasa desapercibido

Motores super-cuadrados como solución al bloqueo sónico

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En este artículo vamos a explicar uno de los problemas menos conocidos que sufren los motores de competición que puede llevar a una caída brusca del rendimiento del mismo o incluso su rotura: el bloqueo sónico.

Antes de explicar dicho problema, es necesario aclarar conceptos básicos sobre los Motores de Combustión Forzada o MEF, es decir, los motores de gasolina convencionales.

Si analizamos el ciclo que se lleva a cabo para producir energía, se obtiene un gráfico similar al mostrado en la figura inferior (de manera muy simplificada).

Ciclo básico de un motor de combustión. Gráfica Presión-Volumen

En él podemos distinguir 4 fases principales:

  • Admisión
  • Compresión
  • Expansión
  • Escape

No obstante, siendo puristas se deben distinguir las siguientes fases:

  • Admisión con Retraso al Cierre de la Admisión (RCA) para maximizar la entrada de aire. Adiabática (sin pérdida de calor) y a presión constante.
  • Compresión.
  • Combustión a volumen constante.
  • Combustión a presión constante.
  • Expansión.
  • Escape espontáneo adiabático (sin pérdida de calor).
  • Escape forzado diabático (con pérdida de calor) a presión constante.
  • Cierre de la válvula de escape y apertura de la admisión.

Una vez distinguidas las fases que forman un ciclo de un motor convencional, ya podemos comenzar a explicar el problema del bloqueo sónico. Este fenómeno tiene lugar en la fase de admisión y es característico de los motores de competición por su alta velocidad de giro.

Los cilindros de los motores se pueden clasificar según su relación entre la carrera (distancia que recorre el émbolo desde el Punto Muerto Superior hasta el Punto Muerto Inferior), y el diámetro del propio cilindro. Así, la clasificación queda de la siguiente manera:

  • De carrera larga (lentos): la carrera es superior al diámetro del cilindro, l > D.
  • Cuadrados (normales): la carrera es igual al diámetro del cilindro, l = D.
  • Super-cuadrados (rápidos): la carrera es inferior al diámetro del cilindro, l < D.

Esquema básico de un cilindro

Cada uno de estos tipos de cilindros se asocia a una velocidad media del émbolo determinada, u, que depende de la velocidad de giro en rpm (n) y de la carrera (l), de la siguiente forma:

u = 2·n·l

Así, los motores rápidos de competición tienen velocidades medias superiores a 15 m/s, los motores normales de los vehículos de calle tienen velocidades de entre 10 y 15 m/s y los motores lentos empleados en barcos tienen velocidades inferiores a 10 m/s.

Dado que la potencia resulta proporcional a la velocidad de giro, n, los motores deportivos y de competición suelen ser super-cuadrados, con el objetivo de lograr mayores velocidades de giro, n, manteniendo la velocidad media del émbolo, u. El motivo es que el motor deja de llenar bien a partir de una determinada velocidad del émbolo, u, por bloqueo sónico de la válvula de admisión. Para una velocidad media del émbolo de 20 m/s, se alcanzan velocidades próximas a las del sonido (350 m/s) en el flujo alrededor de las válvulas de admisión debido a las perturbaciones en las presiones en el interior del cilindro. En este instante decimos que el caudal de aire que entra a través de las válvulas se encuentra bloqueado sónicamente y, por tanto, el flujo no puede entrar en el interior del cilindro y el rendimiento de la combustión cae de forma brusca.

Para solucionar este problema crítico, se aumenta el número de válvulas de admisión, su diámetro y se opta por motores super-cuadrados. Además, se produce un Adelanto a la Apertura de la Admisión (AAA) y un Retraso al Cierre de la Admisión (RCA). Todo ello permite que los motores de competición alcancen valores de velocidad de giro superiores a las 13.000 rpm sin que ello suponga un problema en la admisión.

Especificaciones técnicas de la unidad de potencia del Ferrari SF90

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Análisis de los Entrenamientos Libres | McLaren al ataque

Finalmente Ferrari fue el más rápido a una vuelta pero Bottas fue quien más giros dio

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Tras las dos primeras sesiones de entrenamientos libres nos disponemos a analizar lo que nos han podido contar los tiempos. ¿Está McLaren tan fuerte como parece?

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Mercedes y Red Bull evolucionan, pero, ¿y Ferrari?

Mientras que Mercedes y Red Bull presentan importantes actualizaciones en cada Gran Premio, la Scuderia Ferrari parece no estar trabajando lo suficiente sobre el SF90.

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Tanto Mercedes como Red Bull se han mostrado muy activos en términos de desarrollo durante la primera etapa de la temporada. Sea desde el punto de vista del motor (el de Honda ha mejorado considerablemente) como desde el enfoque aerodinámico.

Mercedes ha realizado importantes mejoras aerodinámicas que han permitido al W10 hacer un progreso constante. Durante las últimas semanas hemos podido ver el intenso trabajo del equipo en el área lateral del cockpit, con modificaciones para mejorar el flujo de aire alrededor del monoplaza, entre el eje delantero y las entradas de aire a los radiadores. Todo ello también ha permitido un aumento en la carga aerodinámica que actúa sobre el eje trasero.

En la imagen inferior se pueden ver los cambios que Mercedes ha traído desde el GP de España, con modificaciones en los bargeboards, a los que fue agregado un nuevo elemento, y en los perfiles horizontales,  ahora en forma de  ‘doble colmillo’. Finalmente, también se actualizó el soporte de los espejos anteriores, convirtiéndose también en un elemento aerodinámico.

Antonio Granato

El desarrollo en el W10 también involucró las suspensiones delanteras, con un sistema que modifica la altura del eje delantero (y por tanto, del ala), aumentando la carga aerodinámica en ocasiones puntuales, con un balance ajustado para mejorar la eficacia del monoplaza en el paso por curva.

Algo similar ha sido realizado por parte de Red Bull en el último Gran Premio de Mónaco, donde Adrian Newey ha revisado el funcionamiento del suelo de su RB15. De este modo, se han añadido tres pequeños elementos en el exterior del suelo, lo que debería ayudar a direccionar el flujo de aire alrededor del monoplaza, ayudando a la función de ‘sellado’ del fondo plano en el área trasera. El RB15, al igual que todos los monoplazas que usan un ángulo de rake muy acentuado, debe hacer que el sistema que fija el difusor trasero sea cada vez más efectivo. Esto se consigue evitando que los flujos externos entren por debajo del monoplaza, para lograr así una zona de baja presión en esa área.

Antonio Granato

Por otro lado, el SF90 parece estar ‘estacionario’ desde el punto de vista del desarrollo aerodinámico. Algunas intervenciones en detalles que solo cambian parcialmente determinados elementos aerodinámicos, con efectos mínimos en el rendimiento global, como se ha podido ver en pista, al tratarse de detalles en zonas no muy importantes. De hecho, las modificaciones en los cortes de la pared lateral vertical del alerón trasero, así como la inserción de un corte en la parte alta del capó son las únicas medidas destacables. Sin embargo, solo han hecho mejorar ligeramente, como ya se esperaba, la aerodinámica del monoplaza de Ferrari. 

Antonio Granato

 

Traducido por Manuel García

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No podía faltar la cabezada durante Safety Car #WEC #LeMans24 #SuperFinale

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