Dr. Luis Virto Albert

3. Dr. Luis Virto Albert Conferencias presentadas por Profesor Emérito Departamento de Mecánica de Fluidos (ETSEIAT) Ciclo de Conferencias Aerodinámica de los Coches F-1 e Indy Complementos de DinámicaFluidodinámica Director del Ciclo de Conferencias Dr. Luis Virto Albert pjgm-oct’06

4. Organización de la Presentación

5. Introducción I: El Ser Humano y el Automóvil Ser Humano: instinto de supervivencia y el afán de superación Figura 1. Primer coche a motor (1769), construido por Cugnot (Smithsonian Institution) Figura 3. Diligencia Figura 2. Cuadriga Índice

6. Introducción II: La Competición La evolución en busca de las mejores prestaciones Figura 4. Camilla Jenatzy (1899) V>100 km/h Figura 4b. Peugeot 1916 Figura 6. F1 Benneton-Ford (1993) Figura 5. Lola Indy (1993) Índice Figura 7. Wolkswagen

7. Evolución Histórica del Diseño de Coches de Carreras I Año Historia Configuración similar a los coches de turismo de la época, con motores de mayor potencia ? - <1950 Grand Prix Mercedes W196 (óptimo de la época): motor trasero (280 HP, >8500 rpm) distribución de peso 40/60, bajo CG, chasis tubular rígido, barras de torsión y amortiguadores hidráulicos, frenos de tambor, ruedas de radios y neumáticos con banda de rodadura estrecha, coeficiente de fricción 1 Mercedes W196 1950-1958 Foto Mercedes W196 Reglamento impone limitación de potencia de los motores y del tamaño de las ruedas. Inicio de la aplicación de la aerodinámica 1960 Reglamentación Primer vehículo que utiliza las alas invertidas cuyo ángulo de incidencia podía ser variado 1965 Chaparral 2C Incorpora dos ventiladores traseros para aspirar el aire bajo el cuerpo del coche (fuerza contra el suelo por aspiración ) 1969 Chaparral Primera aplicación de las alas invertidas en efecto suelo. Utilización de faldones hasta 1980 Lotus 1977 Índice Foto Lotus

8. Evolución Histórica del Diseño de Coches de Carreras II Año Historia El Reglamento de la Fórmula 1 impone en los coches el fondo plano 1983 Reglamentación Transición del motor turbo al de aspiración atmosférica. Utilización de monocasco de plástico reforzado por fibra de carbono Motor Atmosférico 1984-1993 Utilización de sistemas de control electrónico por ordenador (control de motor, control de tracción, suspensión activa, etc.) 1993- + Control Electrónico Severas modificaciones del Reglamento a partir del accidente mortal de Ayrton Senna en Imola 1994 Reglamentación Optimizaciones mecánicas, aerodinámicas, de telecontrol, etc. 2000- ? Optimizaciones Foto Ferrari F-300 Índice

9. Evolución Histórica del Diseño de Coches de Carreras III Índice

10. Principio Básico en el Diseño de un Coche de Carreras I El paso por curva Índice Figura 11b. Circuito

11. Principio Básico en el Diseño de un Coche de Carreras II Neumático: componente más importante en el manejo del coche Figura 12. Forma de la huella de contacto Figura 11. Deformación de un neumático en curva Figura 13. Circulo de tracción Índice Figura 13. Curva representativa de la respuesta de un neumático bajo carga

12. Principio Básico en el Diseño de un Coche de Carreras III La envolvente de maniobra de un coche de carreras Figura 16. Diagrama “g-g”, alta velocidad, potencia limite La línea de trazos indica el efecto de la limitación de potencia de frenado Figura 19. Recorrido ideal sobre el Diagrama “g-g-V” (Frenado, paso por curva, aceleración) Índice

13. Principio Básico en el Diseño de un Coche de Carreras IV El reglaje ideal del coche Figura 20. Diagrama “g-g” típico de un coche actual de Fórmula 1 (Incluye todas las velocidades) Figura 21. Evolución del diagrama “g-g-V” a medida que progresa el diseño de los coches de Fórmula 1 a partir de 1984 Índice

14. La Aerodinámica I: Su Impacto en la Forma de los Vehículos Objetivo: Reducir la resistencia aerodinámica Figura 22 y 23. Ambos coches participaron en carreras Indy. El primero, un Peugeot de 1916, ganó la carrera del mismo año; el segundo, un Lola Indy pilotado por Nigel Mansell, lo hizo en la carrera de 1963 Figura 24. Vehículo de investigación aerodinámica de Wolkswagen (ARVW) CD=0.15 Índice

15. La Aerodinámica II: Carga Aerodinámica “Sustentación negativa”, “desustentación” o “fuerza contra el suelo” Figura 4. Distribución del coeficiente de presión a lo largo de la línea central del conjunto ala, flap, y aleta Gurney Figura 3. Líneas de corriente del flujo adherido a un perfil aerodinámico y distribución de presión a lo largo del contorno del mismo Figura 5. Distribución de presión, definidas por Su coeficiente, a lo largo de varias cuerdas de una placa triangular como un resultado de los torbellinos marginales Índice

16. La Aerodinámica II: Carga Aerodinámica “Sustentación negativa”, “desustentación” o “fuerza contra el suelo” Fig 8. Configuración básica de un coche de fórmula Figura 7. Distribución de presión (representada por el coeficiente) a lo largo de la línea central de las superficies superior e inferior de un coche tipo sédan Índice Figura 6. Perfil aerodinámico