Cómo los equipos combaten el porpoising en la F1 2022

Con el paso de las carreras, los equipos acumulan más datos y comprenden mejor cómo maximizar el rendimiento, al tiempo que combaten los efectos nocivos del porpoising.

Este fenómeno, que tomó por sorpresa a la mayoría de la parrilla cuando sus coches salieron por primera vez a la pista en la pretemporada, ha sido el principal objetivo de los equipos, ya que reducir su impacto permite obtener más rendimiento. Todos los equipos sufrieron el porpoising en un grado u otro, debido a una serie de factores que provocan su aparición.

Un enfoque simplista para reducir el problema es elevar la altura del coche, pero esto no sólo comprometería el rendimiento aerodinámico, sino que también reduciría drásticamente las opciones de configuración disponibles. Para muchos, esto significa que hay que buscar un enfoque más radical, y algunos equipos tienen que ser más pragmáticos sobre el tiempo que llevará encontrar una solución adecuada.

Mientras tanto, la batalla del desarrollo continúa y los equipos han estado ocupados utilizando nuevos diseños de suelo, no sólo para mejorar el rendimiento aerodinámico, sino también para ahorrar peso. Esto último es excepcionalmente importante si tenemos en cuenta que una gran parte de la parrilla no ha sido capaz de alcanzar el peso mínimo, incluso cuando éste se elevó justo antes de la temporada a unos exorbitantes 698 kilos.

Dada la mayor carga que soporta ahora el suelo, los equipos han tenido que crear un margen adicional. Aunque parte de este margen se ha eliminado gracias a un mejor conocimiento de las cargas reales que se ejercen sobre las distintas zonas del suelo, el cambio tardío en el reglamento para incluir un soporte metálico por delante del neumático trasero también ha sido importante. Esto no sólo reduce el porpoising, sino que también compensa la rigidez que aporta frente a cualquier plan de reducción de peso.

Teniendo en cuenta el tiempo de fabricación del suelo, que es por mucho el componente más grande instalado en el coche, los equipos han optado por un enfoque de parcheo, que les permite intercambiar secciones del suelo, en lugar de tener que fabricar un suelo completamente nuevo cada vez.

Aunque esto añade algo de peso, les hace extremadamente ágiles en lo que respecta al desarrollo y reduce los costos, lo cual es un factor extremadamente importante cuando consideramos las ramificaciones del límite de gastos en los equipos esta temporada.

Ferrari F1-75 and McLaren MCL36 floor comparison

Photo by: Giorgio Piola

Mercedes W13 new floor comparison

Photo by: Giorgio Piola

Una de las áreas de desarrollo más evidentes, a lo largo de toda la parrilla, es el borde del suelo, ya que los equipos no sólo pueden decidir si utilizar un 'edge wing' (ala en el borde), sino también la geometría del borde del suelo y su discontinuidad por delante del neumático trasero.

McLaren armó un revuelo durante los entrenamientos de pretemporada cuando se vio por primera vez su interpretación del edge wing. Varios equipos -incluyendo Ferrari- han copiado desde entonces el diseño, habiendo visto claramente que era prometedor cuando realizaron su propio análisis sobre el diseño en CFD y en el túnel de viento.

Aunque Mercedes no ha seguido el camino de McLaren, su suelo sí que presenta un ala en el borde como parte de la última modificación. El del W13 tiene más forma de guadaña y ha permitido al equipo alterar la geometría del suelo que flanquea. Se han añadido aletas de tipo Gurney en la periferia del suelo, justo por delante del edge wing, y también se ha optimizado la sección ascendente por delante del neumático trasero.

Comparación del splitter de quilla del Red Bull Racing RB18

Photo by: Giorgio Piola

Otra área en la que los equipos han seguido el progreso de los diseños de sus rivales es la quilla, ya que Aston Martin ha puesto en marcha una solución que ha llegado a otros coches. Ferrari fue el que más rápido respondió en este sentido, ya que tenía una versión del 'bib wing' (ala babero) lista para el lanzamiento del F1-75 sólo una semana después de que se viera en el AMR22.

Red Bull lo siguió rápidamente, y el Alpine A522 y el Mercedes W13 ya lucen sus versiones, junto con optimizaciones en la forma de la quilla para aprovechar las nuevas condiciones de flujo.

Red Bull ha forjado su propio camino en muchos aspectos, con el RB18 presentando uno de los diseños de suelo más refinados de la parrilla. Como no es de extrañar, algunas de esas características de diseño se están introduciendo también en los diseños de los rivales, así que vamos a profundizar en lo que está haciendo Red Bull...

 

Photo by: Giorgio Piola

El nivel de contorno visto en la parte inferior del RB18 es considerablemente diferente a lo que se ve en otros sitios. Mientras que la mayoría de los equipos parecen tener una curvatura suave en la sección central en forma de barco, Red Bull tiene una curva abrupta [2] más o menos en línea con el lugar en el que las correas en ángulo hacia el exterior terminan con el borde del suelo.

Para suavizar esta transición repentina, también hay una serie de pliegues en la pared lateral del túnel [1], que parece tener un techo mucho más abovedado que muchas de las otras soluciones utilizadas por sus rivales. Aunque esto significa que no se utiliza el espacio máximo permitido por la normativa, es probable que reduzca la inestabilidad del flujo en un rango más amplio de alturas de conducción.

Red Bull también ha empleado un diseño de quilla de varios escalones a medida que el suelo se estrecha hacia la sección del difusor en la parte trasera del coche [3] y es una característica que Ferrari ha incorporado en su último rediseño y algo que también hemos visto en McLaren.

Ferrari F1-75 floor comparison

Photo by: Giorgio Piola

McLaren MCL36 floor

Photo by: Giorgio Piola

Esta región no es una solución única, ya que cada equipo tiene su propia interpretación. Por ejemplo, los suelos de Red Bull y McLaren tienen tres escalones, mientras que el de Ferrari sólo tiene uno.

Otra característica interesante del diseño de Red Bull que ha saltado a los titulares recientemente es su "patín de hielo". Al principio se cuestionó cómo era posible tener un elemento de este tipo, pero ahora ha quedado claro que se trata de la interpretación que hace Red Bull del alerón del edge wing, alojado debajo del suelo, en lugar de en la parte superior.

El patín se compone de un tirante colgado de la parte inferior del suelo con los seis soportes de montaje permitidos.

 

Photo by: Giorgio Piola

Los soportes están hechos de metal, al igual que el tirante, ya que el equipo ha optado por la precaución, ya que podría entrar en contacto con la superficie de la pista cuando el suelo se flexione hacia la pista.

Aunque no es su función principal, la elección del material también podría hacer que el patín ofrezca cierta rigidez al suelo, aunque podría no ser necesaria, ya que Red Bull tiene quizás la estrategia de permanencia interna más completa de la parrilla (ver más abajo).

La función principal del patín es aerodinámica, con un trazado en este lugar, aunque no sea lo que pretendía el reglamento de alerones de los bordes, proporcionando apoyo a las diversas estructuras de flujo que lo rodean.

Esto no sólo ayudará a mejorar el rendimiento del túnel bajo el suelo, sino que también reducirá la entrada de aire proveniente de los neumáticos en la sección del difusor al alterar el curso del flujo de aire y los vórtices ya en movimiento.

 

Photo by: Uncredited

Volviendo a la parte superior, el equipo realizó un interesante cambio en el suelo como parte del paquete de actualización introducido en España. Ahora se puede encontrar una gran ampolla en forma de lágrima incrustada en el suelo junto a la pata lateral que parece abrir una ruta para que el flujo de aire se expanda desde el interior de la pata lateral hasta el canal que corre a su lado (flechas rojas).

El aire que fluye a través de este canal parece salir por una salida en forma de boquilla más abajo (recuadro superior derecho), con la topografía del panel en el que se aloja optimizada para adaptarse tanto al flujo de salida como a las condiciones de flujo externas.

La ampolla también parece ofrecer unas características de ajuste del flujo muy claras, ya que el flujo de aire se desplaza también por el rebaje de las varillas laterales (recuadro más pequeño).

 

Photo by: Uncredited

Se realizaron más cambios en el suelo para Azerbaiyán, ya que el equipo no sólo optimizó el trazado del suelo y la transición de los límites del suelo (flechas azules, antiguo recuadro), sino también la altura y la geometría del borde de ataque.

Anteriormente, el borde de ataque descendía para encontrarse con el chasis por debajo de la línea del ecuador, lo que hacía que la parte exterior del suelo fuera más alta que el extremo interior (flecha roja, recuadro anterior).

Ahora, el borde de ataque se ha elevado en esta región y se encuentra en el cosado del chasis, lo que da lugar a diferentes características de flujo, no sólo para el piso inferior, sino también para el flujo de aire que se mueve a través de la ranura lateral.

Red Bull también ha encontrado finalmente la necesidad de utilizar el soporte de suelo externo que introdujo la FIA antes de la temporada para ayudar a los equipos a mitigar los efectos del porpoising.

El corto tirante de cable requirió un pequeño cambio en el suelo para acomodar su anclaje, y es mucho más corto que muchos de sus rivales, ya que se cruza con la pared lateral del suelo a su lado, en lugar de tener que recorrer todo el ancho hasta la cubierta del motor.

 

Photo by: Giorgio Piola