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Aerodinâmica

Como funciona a intrigante asa traseira curvilínea dos novos monolugares de F1?

Em 2022 os monolugares de Fórmula 1 vão receber substanciais modificações ao seu design. Uma das mais intrigantes é à sua nova asa traseira curvilínea.

Os monolugares de Fórmula 1 para a temporada de 2022, do qual vimos o primeiro protótipo no Grande Prémio da Grã-Bretanha deste ano, serão distintos dos que aqueles que correm este ano e é praticamente consensual que serão visualmente bem mais apelativos.

As diferenças entre os carros de 2021 e 2022 são claras e uma das mais rapidamente visíveis são as novas rodas de maior diâmetro que passam a equipar jantes de 18″, ao invés das de 13″ atuais.

Mas é a aerodinâmica dos novos monolugares que promete fazer toda a diferença no objetivo (de sempre) de facilitar as ultrapassagens e aumentar a competição em corrida.

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Carro Fórmula 1 2022

Podemos ver que o monolugar a ser usado em 2022 tem uma aparência muito mais “limpa” do que os monolugares de 2021, consequência da “limpeza” das superfícies aerodinâmicas, seja pela redução do seu número, seja pela simplificação do seu desenho.

A consequência direta disso é a de que os novos carros não irão conseguir gerar tanto downforce (força descendente ou sustentação negativa) como os carros de 2021, mas o principal objetivo da nova aerodinâmica não foi o de reduzir o downforce, mas sim o de gerar menos “ar sujo”.

“Ar sujo”? O que é isso?

Não se trata de ar… poluído, mas é o termo dado (dirty air em inglês) ao ar turbulento que se forma na traseira do veículo ao atravessar o ar. Para o monolugar que segue atrás, o seu piloto vai sentir rapidamente os efeitos dessa turbulência que afeta o fluxo de ar.

A eficiência das superfícies aerodinâmicas do seu carro é reduzida, o que também faz com que a quantidade de downforce gerada seja menor e, consequentemente, a aderência e velocidade de passagem em curva sejam inferiores.

"Ar sujo" Fórmula 1 atual

Um carro que siga de perto outro perde entre 35% (20 m de distância) e 46% (10 m de distância) do seu downforce, o que explica em muito as dificuldades de um piloto em manter-se perto da traseira do carro que está a perseguir.

Torna-se imperativo reduzir a quantidade de “ar sujo” gerada e é aqui que a aerodinâmica do novo monolugar faz a diferença.

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E o elemento aerodinâmico que mais curiosidade e intriga está a gerar no novo monolugar é o design da sua asa traseira que não podia ser mais diferente das usadas hoje em dia na Fórmula 1.

Asa traseira “às curvas”

As asas dos monolugares de F1 de hoje assemelham-se a uma caixa: temos dois perfis alares (a asa propriamente dita) uniformes que são “cercados” por duas placas planas verticais chamadas de endplates.

Formula 1 asa traseira atual
Asa traseira do Red Bull Racing Honda RB16B de 2021

Uma solução eficaz para gerar quantidades massivas de downforce, mas também geradora de muita turbulência atrás de si, muito por culpa das tais endplates.

Estas ajudam a canalizar o fluxo de ar sobre os perfils alares, reforçando a zona de ar de alta pressão que é gerada na parte superior da asa, o que por sua vez incrementa os valores de downforce. Mas também geram vórtices que criam muita turbulência na esteira do veículo e que prejudicam o fluxo de ar para o carro que segue atrás.

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O design da nova asa traseira não podia ser mais diferente, pois deixam de haver elementos rectilíneos e planos, e passam a ser todos eles curvilíneos, sem endplates. O efeito “cerca” das endplates deixa de existir, fazendo com que parte do ar de alta pressão gerado na parte superior desta asa curvilínea escape pelas laterais, o que reduz não só o downforce como a quantidade de “ar sujo” gerado.

Carro Fórmula 1 2022 8

Para compensar a perda de downforce, os carros de Fórmula 1 para a temporada de 2022 vão receber um novo fundo. Este vai deixar de ser plano e passa a ter túneis Venturi a toda a sua extensão, gerando o efeito de solo. Ou seja, o ar ao passar por estes túneis é acelerado, dando origem a um efeito de sucção, “colando” o carro ao asfalto. Passa a ser o fundo do carro e não as superfícies aerodinâmicas no seu topo, como a asa traseira, o principal responsável por gerar o downforce.

É uma solução eficiente e que também contribui para o objetivo de reduzir o “ar sujo” na esteira do veículo.

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Mesmo assim vai continuar a ser gerado “ar sujo” (não há forma de o evitar totalmente, pois é um dos efeitos de um objeto a “abrir um buraco” no ar). Mas a nova asa traseira curvilínea tem mais um “truque”…

Esta está desenhada, ao contrário do que seria esperado, para direcionar o “ar sujo” para o meio e imediatamente atrás do difusor traseiro — devia fazer o oposto, ou seja, afastar esse ar turbulento e indesejável do carro.

Asa traseira curvilínea Formula 1, 2022

Mas a razão porque o faz deve-se, mais uma vez, ao novo fundo do carro. Como dissemos é o fundo do carro agora o principal gerador de downforce, acelerando o ar pelos seus túneis Venturi em direção ao difusor traseiro.

Esse fluxo de ar acelerado que vem do fundo e sai pelo difusor apanha o “ar sujo” que a asa traseira curvilínea concentrou nessa área e direciona-o para cima e para longe do carro que segue atrás. É o que justifica também a presença de uma segunda asa, numa posição mais baixa, mas imediatamente acima do difusor.

Esta gera uma zona de baixa pressão que ajuda a amplificar este efeito, sugando o ar turbulento para que este possa ser levado pelo fluxo de ar do difusor. Inteligente, não?

"Ar sujo" Fórmula 1 de 2022

O resultado disto tudo? O carro que segue atrás passa apenas a perder 18% do seu downforce (10 m de distância) ao invés de perder os 46% como vimos antes!

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Para saberem mais detalhes sobre a nova asa traseira curvilínea, vejam o vídeo publicado pelo piloto Scott Mansell (não relacionado com Nigel Mansell) do canal Driver61 (em inglês, sem legendas):

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