PRESENTACIÓN DOWNFORCE

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DOWNFORCE

Almanza Ramírez CarlosDiosdado Araiz Karol InésCuarenta Ramos GustavoMuñoz Gódinez Andrés IsaacRojas Reséndiz AngelaSánchez León Nadia

EN LA F1

INTRO A DOWNFORCE

La downforce es mucho más que una simple fuerza física. Es un ejemplo fascinante de cómo la ingeniería, la física y el deporte se entrelazan para crear una experiencia emocionante y llena de desafíos.

Introducción

La aerodinámica es la ciencia que estudia el comportamiento del aire alrededor de los cuerpos en movimiento. Downforce es el efecto ejercido sobre un cuerpo en movimiento al ser generada una diferencia de presión entre su partes superior e inferior, siendo esta primera la de mayor magnitud.

Historia de la aerodinamica en la F1

antecedentes

Inicios de la Fórmula 1 moderna en los años 50. - La aerodinámica no estaba inicialmente implementada. - ⁠Los monoplazas eran alargados y anchos. Sus motores estaban en la parte delantera. - Estructura aerodinámica básica generaba un flujo de aire ordenado.

Introducción a la aerodinámica en f1

Presentación Motor

• 1968: Colin Chapman le implementó al Lotus 49B alerones elevados.
• Se le denominó alerón delantero primitivo.
• Se elevó el alerón trasero debido al "aire sucio" (turbulencia).

Primeros alerones

•⁠ ⁠Se tomó la decisión de mover el motor a la parte trasera; adelantando el asiento del piloto para mejorar su aerodinámica.

Cambios en la configuración del monoplaza

Presentación Motor

reducción de los alerones

Efecto suelo y faldas laterales

Desarrollo y regularización de alerones

• Reducción de alerones delanteros para permitir la entrada de aire bajo el coche.
• Los monoplazas se volveron aun más estrechos.

• Se introdujo el Downforce y faldas laterales
• Incrementó la succión bajo el coche y mayor velocidad en curva.
• Prohibición de faldas laterales y obligatoriedad del fondo plano en 1983.

• Los alerones elevados provocarón numerosos accidentes, obligando reducción del tamaño en los alerones y normativas para regular altura y dimensiones.

Presentación Motor

• Introducción del Halo como elemento de seguridad.
• Impacto en el flujo de aire y la aerodinámica del alerón trasero.

halo por seguridad

• Creación del F-Duct para reducir la resistencia aerodinámica.
• Reintroducción de la aleta de tiburón y el sistema DRS.

reducción de la resistencia aerodinamica

• Suspensión activa: Mantener dispositivos aerodinámicos en posición óptima.

SUSPENSIÓN activa

• Investigación del uso de gases de escape para mejorar la aerodinámica.
• Mayor carga aerodinámica en la parte trasera del coche.

Difusor soplado

Presentación Motor

• Mass Damper; sistema de absorción de vibraciones mediante el balanceo de un contrapeso colgante.
• Shark Fin; placa vertical situada sobre la cubierta del motor y prolongada hasta el alerón trasero.
• Winglets; mejorar la eficiencia aerodinámica y reducir la resistencia inducida.

Elementos aerodinámicos adicionales

Presentación Motor

Drag: resistencia aerodinámica que el aire ejerce sobre el coche mientras se desplaza. Esta fuerza ralentiza al vehículo, ya que se opone al avance, y aumenta con la velocidad. Aunque un mayor drag puede proporcionar mayor estabilidad y control en las curvas al aumentar el downforce, también reduce la velocidad máxima en rectas.

Presentación Motor

Presentación Motor

La clave está en encontrar el equilibrio adecuado: suficiente downforce para manejar las curvas con eficacia, pero minimizando el drag para maximizar la velocidad en las rectas. Ajustar este balance es fundamental en la estrategia y diseño de cada coche según el circuito.

Ferrari sf-23

Generadores de downforce

Presentación Motor

RÁFAGAS DE VIENTO

En circuitos de gran altitud, el aire es menos denso, lo que reduce la carga aerodinámica. Los equipos deben ajustar sus configuraciones para igualar el rendimiento de pistas como Monza, la cual requiere menos carga aerodinámica. Esto explica por qué en estos circuitos se pueden alcanzar velocidades superiores a los 350 km/h.

ALTURA

En circuitos como Silverstone y Jeddah Corniche Circuit, hay menos obstáculos para el viento, por lo que las ráfagas pueden ser muy fuertes y difíciles de prever.Los pilotos pueden dar vueltas de campana, acabar en la grava o chocar contra muros en zonas que parecen seguras. Todo esto pasa porque una ráfaga inesperada, generalmente lateral, hace que el coche reaccione de formas impredecibles.

Factores externos

Presentación Motor

Red Bull Racing: RB16

Mercedes AMG Petronas: W11

Importancia en competición

Presentación Motor

Confianza del piloto

Facilidad de conducción

Disminución del tiempo por vuelta

¿Cómo se benefician los equipos del downforce?

Presentación Motor

Ejemplo: GP de Mónaco

Escenario 1: alta carga aerodinámica

Gestión estratégica del downforce: el problema de la carga aerodinámica

Ejemplo: GP de Italia (Monza)

Escenario 2: baja carga aerodinámica

Gestión estratégica del downforce: el problema de la carga aerodinámica

Lewis Hamilton y Jenson Button

McLaren MP4-25

El F-Duct de McLaren: Un "riesgo necesario"

el problema de la carga aerodinámica: F-duct vs drs

Su gran inconveniente era que, para ser usado, el piloto debia quitar una mano del volante, ya que lo que se hacía era tapar un ducto del cockpit con el codo, y este al ser tapado, provocaba que el flujo de aire fuera dirigido hacia el alerón por dentro de la "aleta de tiburón".

Se introdujo en la temporada 2010: su función principal consistía en redirigir el flujo de aire al plano superior del alerón trasero con el fin de provocar una perdida de carga aerodinámica importante, que a su vez, se traduce en perdida de drag, logrando una velocidad punta en rectas ligeramente mayor.

Vista rápida del F-Duct

Este dispositivo desaparecerá de la formula 1 en el año 2026, debido al siguiente cambio reglamentario impuesto por la FIA para llevarse a cabo a partir de esa temporada.

Actualmente su uso está restringido solo a zonas puntuales de cada circuito (principalmente rectas), debido a que usarlo en curvas compromete totalmente el balance del monoplaza, haciendolo prácticamente incontrolable y poniendo en gran riesgo al piloto.

Fue estrenado en la temporada 2011, siendo su función muy similar a la del F-Duct, pero con la ventaja que este se activa desde el volante por medio de un botón, y se desactiva ya sea de forma manual en el mismo volante, o, como es más común, cuando el piloto deja de pisar el acelerador a fondo.

El DRS, ¿amigo o enemigo?

vídeo: el legendario w11 en acción

Presentación Motor

Para el desarrollo de este se requirió conocimientos en Dinámica, Mecánica de fluidos, Diseño mecánico, termodinámica, etc.

Una mala configuracción puede traer efectos negativos al monoplaza, afectando directamente al desempeño de este.

Potencia directamente al desarrollo de nuevas tecnologías y promueve la competividad entre equipos de ingenieros.

El downforce permite a los pilotos tener una mayor capacidad para tomar curvas a velocidades más altas.

Conclusiones

¡Muchas GraciasPor su Atención!

Recordatorio: es semana de carrera

Presentación Motor

Algunos aspectos del"Autodromo Nazionale di Monza"

• Curvas de alta y media velocidad en su mayoría
• Los monoplazas necesitan velocidades punta muy altas
• La configuración ideal es de baja carga aerodinámica
• Monza es conocido como el "templo de la velocidad"

El circuito callejero de Mónaco es uno de los más complicados a nivel de configuración del monoplaza y desgaste físico de los pilotos. Es un trazado donde lo ideal es optar por una configuración de máxima carga aerodinámica. Mónaco carece de rectas, y la inmensa mayoría de sus curvas son de media y baja velocidad, donde lo más importante es priorizar que el monoplaza esté bien agarrado a la pista en todo momento, para así conseguir que el piloto encare estas curvas lo más rapido posible y con el menor riesgo de perder el control de su auto.

Generalidades del "circuit de Mónaco"