Segunda parte del reportaje a la aerodinámica de los vehículos, esta vez nos centraremos en la aerodinámica de lo vehículos particulares y como no, también revisaremos los errores y aciertos del ya famoso tunning.
En la primera parte vimos 2 de los grandes efectos aerodinámicos que usan los autos de competición hoy en día: el Efecto suelo y el Downforce. Ambos aprovechan el flujo de aire que circula por el contorno del auto para aumentar el agarre en la pista y por ende la velocidad en las curvas. Entonces, podríamos resumir la parte 1 en unos cuantos tips:
- Para producir un efecto suelo “seguro”, la distancia entre el chasis y el suelo debería variar entre 10 y 5 cm.
- El centro de gravedad debe permanecer lo más bajo posible
- El chasis debe parecer un ala invertida para que exista efecto suelo: el Toyota GT One no era así porque se veía más bonito.
- El ancho del vehículo debe ser el máximo que permita el reglamento: lo mismo que el punto anterior.
- Para no perder estabilidad es imprescindible tener un alerón trasero o delantero o donde lo permita el reglamento: Vamos, no tengo que explicar este punto, ¿o si?
- Para aumentar o disminuir el efecto suelo se puede usar un difusor trasero: Este punto no lo vimos en la primera parte. Básicamente un difusor trasero ayuda a crear un mejor flujo de aire bajo el auto y además es un apoyo a las ruedas traseras. El ángulo de este también es tan importante como el ángulo de un alerón. A mayor ángulo habrá mayor efecto suelo, pero se necesita mayor flujo de aire bajo el auto (fondo plano de preferencia). A menor ángulo habrá aun mejor efecto suelo siempre y cuando el auto tenga un alerón delantero (como en la Formula 1)
Cx y ACx
Bien, existe una forma de medir la efectividad aerodinámica de los vehículos y en general de cualquier cuerpo. Se llama Resistencia Aerodinámica y mide la resistencia que opone el aire al avance de un determinado cuerpo. La resistencia aerodinámica se obtiene al multiplicar el Coeficiente Aerodinámico (Cx) del vehiculo con el área frontal del mismo en m². Esto nos da el valor de la Resistencia Aerodinámica (ACx), la cual es una fuerza.
El Cx (coeficiente aerodinámico) mide la resistencia de la forma de algún cuerpo, es independiente del tamaño del cuerpo y de la velocidad del fluido hasta cierto punto. Pasado ese punto podría haber variaciones en el Cx por cualquiera de las 2 causas anteriormente mencionadas, es por esta razón que cuando se hacen modelos a escala para estudiar la aerodinámica de algún cuerpo nunca se hace a una escala menor que 1:5.
¿Pero de que sirve todo esto al común de los automovilistas?
Aunque en el túnel de viento se aprecie otra cosa; es el automóvil el que se mueve dentro del aire (como un barco en el agua) y no el aire el que se mueve sobre el auto.
En un auto común y corriente la resistencia aerodinámica se produce debido a que el automóvil desplaza el aire por donde pasa, el aire produce una “oposición” a este movimiento tratando de frenar al auto. Se calcula que cerca de un 23% de la potencia que genera un automóvil se gasta solamente en vencer la resistencia aerodinámica, este valor incluso puede llegar a los alarmantes 60% si el vehiculo va a gran velocidad por la carretera.
Entonces, si se pudiera reducir la resistencia aerodinámica obtendríamos una mayor velocidad (aunque no de mucha utilidad practica para el conductor común), podríamos usar motores más pequeños para mover los autos eficientemente y, lo que es más importante, podríamos disminuir considerablemente el consumo de combustible.
La mayoría de los vehículos modernos tienen un Cx de entre 0.28 y 0.35, los vehículos todo terreno tienen un Cx que varia entre 0.35 y 0.45, vehículos prototipo pueden bajar aun más su Cx hasta llegar a tener menos de 0.25. En cambio un auto de Formula 1 tiene un Cx de 0.7 a 1.1, dependiendo de la pista en la que va a correr.
El Cx no es un valor que pueda ser calculado por una persona común y corriente (o por lo menos no fácilmente), la única forma de obtenerlo es a través del propio fabricante. La mayoría da a conocer el valor del Cx de sus modelos (en el manual del auto o bien en Internet), pero obtener el ACx es un poco más complicado. De cualquier forma aquí hay unos cuantos valores de Cx de automóviles en su versión estándar o básica, versiones más equipadas por lo general tienen un Cx mayor ya que al agregar más accesorios exteriores se esta variando su forma y por ende su Cx
2,1 – un ladrillo pulido
0,9 – bicicleta con ciclista.
0,7 a 1,1 – Fórmula 1
0,7 – Caterham Seven
0,6 o más – un camión típico.
0,57 – Hummer H2, 2003
0,51 – Citroën 2CV
0,5 – Dodge Viper
0,42 – Lamborghini Countach, 1974
0,39 – Dodge Durango, 2004
0,39 – Toyota Hilux, 2005
0,38 – Volkswagen Escarabajo
0,38 – Mazda MX-5, 1989
0,372 – Ferrari F50, 1996
0,36 – Ferrari Testarossa, 1986
0,36 – Honda Civic, 2001
0,36 – Citroën CX, 1974 (el modelo recibió su nombre precisamente por su bajo Cx)
0,34 – Ferrari F40, 1987
0,34 – Chevrolet Caprice, 1994-1996
0,34 – Chevrolet Corvette Z06, 2006
0,338 – Chevrolet Camaro, 1995
0,33 – Dodge Charger, 2006
0,33 – Audi A3, 2006
0,33 – Subaru Impreza WRX STi, 2004
0,33 – Mazda RX-7, 1987-91
0,32 – Toyota Celica, 1995-2005
0,31 – Mazda RX-7, 1986-91
0,30 – Fiat Uno, 1989 – 1996
0,30 – BMW E90, 2006
0,30 – Porsche 911 (996), 1997
0,29 – Dodge Charger Daytona, 1969
0,29 – Honda CR-X HF 1988
0,29 – Porsche Boxster, 2005
0,29 – Chevrolet Corvette, 2005
0,29 – Lancia Dedra, 1989-2000
0,29 – Lotus Elite, 1958
0,29 – Mercedes-Benz Clase C Coupé, 2001-2007
0,28 – Porsche 911 (997), 2004
0,28 – Citroen C4, 2004
0,27 – Mercedes-Benz Clase C Sedan, 2001 – 2007
0,27 – Toyota Camry Hybrid, 2007
0,26 – Mercedes-Benz W221 S-Class, 2006
0,26 – Toyota Prius, 2004
0,25 – Honda Insight, 1999
0,24 – Audi A2 1.2 TDI, 2001
0,20 – Loremo Concept, 2006
0,19 – Dodge Intrepid ESX Concept Car , 1995
0,19 – Mercedes-Benz “Bionic Car”, Concept Car 2005
0,16 – Daihatsu UFEIII Concept Car, 2005
0,16 – General Motors Precept Concept Car, 2000
0,14 – Fiat Turbina Concept Car, 1954
0,137 – Ford Probe V prototype, 1985.
Pueden ver una lista más completa aquí. Cd= Drag Coefficient (coeficiente de arrastre), coeficiente aerodinámico en ingles.
Pronto se hace evidente una frase que también les mencionamos anteriormente; “Que un vehiculo se vea aerodinámico no significa que realmente lo sea”. Una mejor aerodinámica no es algo que solo se obtenga “al ojo”. Si se quiere averiguar si algún cambio en la carrocería es positivo o negativo para la aerodinámica es necesario hacer pruebas concretas. Aunque claro, a estas alturas ya hay conocimientos generales de que cosas funcionan mejor que otras, por ejemplo, ¿se han fijado en la forma que toma una gota de agua al caer? Bien, cuando la gota cae a través del aire, este moldea la gota de agua de tal manera que ofrezca la menor resistencia posible, he ahí el porque la gota tiene forma de gota, valga la redundancia.
Esto es lo que algunos ingenieros a principios de los años 20 aprovecharon para sus futuros modelos, por ejemplo el Rumpler, el cual a pesar de tener una carrocería bastante “arcaica” (si lo comparamos con automóviles contemporáneos) tenía un Cx de solo 0.28, mucho mejor que la mayoría de los automóviles de ahora. Este resultado impresiono incluso a los ingenieros de Volkswagen que estaban haciendo la prueba en el túnel de viento. Como dato anecdótico; Volkwagen no pudo lograr un resultado mejor que el Rumplet hasta 1988 con el Passat.
Unos años después, en 1935, Tatra presentaría el T77-A, un vehiculo de motor trasero V8 3.4 que podría avergonzar hasta al mismísimo Ferrari Enzo, considerando que este ultimo tiene un Cx de 0.36 y el Tatra T77-A solo 0.212
Ahora, ¿cual era la magia de estos autos?, ¿porque lograban estos increíbles números? Estos vehículos no tienen nada de especial, no tienen alerones, tampoco se les ha rebajado la suspensión, ni mucho menos se les ha puesto body kits, solo aprovechan mejor las formas simples. Al tener una forma de media gota en el caso del T77-A o gota entera en el caso del Rumpler, están ofreciendo una resistencia mucho menor, tal como la gota de agua que cae.
Aerodinámica al ojo
Bien, en esta parte veremos que tan buenos son diferenciando aerodinámicas de autos diferentes, la idea es que no miren más arriba que Cx tiene cada auto, si no que traten de adivinar ustedes mismos solo con verlo. Si no aciertan ninguna, no se preocupen, es normal.
Que vehiculo tiene una forma más aerodinámica, ¿un Lamborghini Countach o un Audi A2?
Si respondiste Lamborghini Countach (Cx 0.42), bueno, estas completamente equivocado. Si respondiste Audi A2 (Cx 0.24) es porque haz aprendido lo que mencionó en el párrafo anterior.
Que vehiculo tiene una forma más aerodinámica, ¿Ferrari F40 o BMW E90?
No porque un vehiculo se vea más aerodinámico que otro significa que lo sea, si bien el F40 no lo hace nada de mal con un Cx de 0.34 estoy casi seguro que muchos no creyeron que un BMW E90 (0.30) tiene una forma más aerodinámica
Que vehiculo tiene una forma más aerodinámica, ¿Porsche 911 (966) o Renault 25 TS?
De nuevo, la frase que mencione anteriormente también se aplica de forma inversa, que un vehiculo no se vea más aerodinámico que otro, no significa que no lo sea. Cualquiera podría pensar “esa lavadora no puede compararse con un 911“, pero no, la lógica parece no ser parte de la aerodinámica. El Porsche 911 tiene un Cx de 0.3, el Renault 25 TS un Cx de 0.28
Que vehículo tiene una forma más aerodinámica, ¿un bus Duple 425 o una Hummer H2?
Soprendentemente el bus es más aerodinámico que la Hummer, ya que el bus posee un coeficiente aerodinámico de 0.425 y la Hummer unos pobres 0.57
Que vehículo tiene una forma más aerodinámica, ¿El Audi TT 1998 o un Audi A100 1983?
Otra comparación que parece vencer a la lógica. A pesar de lo suave y redondeada que parezca la carrocería del TT no es suficiente para vencer el Cx del Audi 100. El Cx del Audi TT del 98 es de 0.35, muy por encima de los 0.30 de Cx del Audi 100. El Audi TT modelo 2007 tiene un Cx de 0.30
Por ultimo una un poco más facil
Que vehículo tiene una forma más aerodinámica, ¿Citroen 2 CV o Mercedes W221 Clase S?
Por fin algo que parece tener más logica. El Citroen 2CV es ampliamente inferior al Mercedes Benz Clase S en cuanto a la aerodinámica. La pobre aerodinámica de la citroneta (0.51) no tiene nada que hacer frente a los 0.26 del Clase S
Pero bien, seguro ya estás un poco mareado, ya que con todo esto de la aerodinámica y que los autos que siempre creímos eran aerodinámicos resulta que de verdad no lo son tanto, te estarás preguntando que hace a un auto aerodinámico. Pero esa no es la pregunta correcta.
¿Que partes de un auto tienen mayor influencia sobre la aerodinámica?
Como vimos anteriormente con las preguntas de comparación que les hice, la aerodinámica no es algo que pudiéramos decir “predictiva” a simple vista, o sea, agregando un alerón o rebajando la altura arbitrariamente no se podría decir exactamente si estos cambios son para bien o para mal, probablemente rebajar el ángulo del capo de un auto modelo A puede ser bueno (y seguramente se llegó a esa conclusión luego de un paso por el túnel de viento), pero hacer la misma operación en un auto modelo B podría ser desastroso.
A continuación un par de tips sobre que tanto afectan ciertas partes de un auto en su aerodinámica:
Parachoques delantero: Disminuir la altura de este es beneficioso. De esta forma se evita que pase mucho aire por abajo del auto.
Capó: Ayuda a reducir el Cx, ya que desvía el viento hacia los laterales, reduciendo así el aire que golpea en el parabrisas.
Parabrisas: Redondeados y unidos suavemente a los cristales laterales. A mayor inclinación de este se reduce más el Cx, pero con un límite practico de 60°.
Llantas o Tapa llantas: De preferencia lisas y solo con los agujeros que sean necesarios para refrigerar los frenos. ¿Han visto las llantas que usa Ferrari en la F1?, pues no son así porque no les guste mostrar los discos de freno.
Retrovisores: Son un par de aerofrenos, pero lamentablemente necesarios para poder mirar hacia atrás. Si son de forma redondeada y con la parte delantera más pequeña que la trasera (lado donde va el espejo) ayudará a disminuir su efecto negativo.
Porta maletas (techo): Nefastos. Si son muy necesarios que sean con barras perfiladas.
Parte Trasera: Los vortices y que se producen en la estela que deja el vehiculo generan un efecto de succión que frena al vehiculo. Por esto se estrecha la forma de los costados hacia atrás y se cuida la unión entre el techo y el vidrio trasero. Por lo general se evita dejar el vidrio trasero en un ángulo de entre 25° y 40°.
Errores y aciertos del Tunning
Ya es conocido por muchos el fenómeno tunning. Vamos a analizar algunas de las prácticas más usadas dentro de los tuners, que sirve y que no sirve.
Parachoques delantero lo más cerca del suelo posible
Si bien hay que decir que ver un Lada con parachoques que llegan al piso es un tanto gracioso, hay que admitir que en la practica ayuda a la aerodinámica del auto. Como les mencione en la parte 1, los autos generan el efecto suelo al crear una zona de baja presión bajo el auto y una zona de alta presión sobre el. Al poner un parachoques delantero más cerca del suelo están ayudando a crear una zona de baja presión bajo el auto, lo que eventualmente produciría el efecto de “succión”. Ahora, ¿es útil para el Lada el efecto suelo? Esa respuesta seguramente debe quedar para el dueño del Lada, pero hay que tener en cuenta una cosa, el efecto suelo no es algo que se genere a los 80 Kph. Se necesita mucha más velocidad.
Faldones laterales
Al igual que el parachoques delantero, el faldón mas cerca del suelo ayuda a crear el efecto suelo. De hecho son necesarios para evitar que se mezclen flujos de aire de distintas presiones y velocidades (el flujo de aire que pasa bajo el auto tiene una presión menor y mayor velocidad que el flujo de aire externo al auto).
Parachoques trasero más cerca del suelo.
Contrario a lo que puedan pensar, poner un parachoques trasero lo mas bajo posible es un gran error (aunque el auto este produciendo efecto suelo o no). Como les decía mas arriba, bajo el auto hay un rápido flujo de aire de baja presión que recorre el vehiculo desde adelante hacia atrás. Nunca podremos evitar que entre aire bajo el auto, aunque pongamos el parachoques delantero más super-duper bajo que encontremos. Entonces, como no podemos evitar que el aire entre, lo haremos salir rápido de ahí para que no se acumule bajo la parte trasera. Y esto no es posible si ponemos un parachoques que es demasiado cercano al suelo. ¿Y entonces que podemos hacer? Sigan el ejemplo de Ferrari, Lamborghini, autos de competencia y/o cualquier deportivo rápido, pongan un difusor trasero.
Llantas
Como mencioné anteriormente, las llantas debieran ser lo más lisas posibles, así como las llantas que usan los autos que van a romper record de velocidad en los salares, o las llantas de los autos que usan energía solar (o alternativas) como combustible. Aunque claro, para muchos seguramente las ventajas que puedan darle unas llantas lisas no sobrepasan el hecho que las llantas con más aberturas ayudan al enfriamiento de los discos de frenos, y no los culpo.
Accesorios de cualquier tipo
Tal vez no es necesario explicar esta parte, ya que he remarcado varias veces que cualquier objeto externo a lo que venia de fabrica en la carrocería del auto solo contribuirá a entorpecer el flujo de aire que lo recorre.
Alerones
Y llegamos a los nunca bien ponderados alerones. Muchos creen que los alerones se ponen meramente por un tema estético, otros piensan que aumentan la velocidad del vehículo ya que al poner uno este se asemeja más a un auto de carreras. Pero la verdad es que un alerón es mucho más que un elemento estético, y no, no aumenta la velocidad de tu auto, de hecho…la podría disminuir.
El alerón es un elemento que se usa para mejorar la aerodinámica, mejora la adherencia de autos de carrera y mejora la estabilidad cuando se dobla por curvas. Pero no todo es color de rosa, ya que el alerón también puede disminuir la velocidad máxima, ofrecer una mayor resistencia a la aceleración del auto y aumentar el consumo de combustible ya que se necesita mayor potencia para vencer la resistencia aerodinámica que genera el alerón.
Se preguntaran entonces, porque son tan populares en las carreras si al parecer son mayores los contras que los pros. Fácil, un auto de carrera rara vez (tal vez casi nunca) alcanza su velocidad máxima en una pista. El tema de la aceleración es un poco más preocupante, de hecho uno de los principales reglajes en un auto de competición es aceleración vs velocidad máxima, pero como un auto de competición rara vez alcanza su velocidad máxima en una pista de carrera, se podría dar mayor prioridad a la aceleración que a la velocidad máxima (puedo estar equivocado en este punto, ya que yo no preparo autos de carrera). Siguiendo con el consumo de combustible; tampoco un problema para un equipo de carreras. Y en cuanto a la potencia; los autos de competición tienen muchos caballos de fuerza.
Pero lamentablemente tu auto de calle de motor 1.4 no tiene tantos HP para compensar la resistencia aerodinámica que podría llegar a generar un alerón, por lo que tendrás una menor aceleración, mayor consumo de combustible y menor velocidad máxima. (Eso si, todo lo anterior tiene directa relación con cuan pronunciado es el ángulo de ataque del alerón, eso es algo que veremos en un momento más.)
De todas formas hay personas que solo les importa el fin estético de un alerón, si bien en cosa de gustos no hay nada escrito y tomando en cuenta que algunos vehículos mejoran su aspecto si se le ponen ciertos accesorios, hay que tener en cuenta algunas cosas.
Hay gran variedad de alerones en el mercado, incluso se puede encontrar alerones de terceros que dicen ser útiles para todo vehículo. Sepan que esto tan imposible como decir que “5” es el resultado de cualquier operación matemática. Lo mejor es siempre buscar el que ofrece el fabricante del auto, ya que este se ajustara 100% a la aerodinámica del auto porque ha sido probado en túneles de viento y se ha llegado a la conclusión que el alerón no produce efectos indeseados.
Lo más peligroso de poner un alerón erróneo en tu vehículo, es que esto no será evidente hasta que este manejando a una gran velocidad, ya que a baja velocidad es poco y nada lo que ganaras en adherencia gracias al alerón.
Tenga cuidado también con el ángulo de batalla del alerón, recuerde que ha mayor ángulo mayor es la adherencia ganada, mayor la resistencia a la aceleración y mayor la potencia que necesita su auto para vencer la resistencia aerodinámica de su auto y alcanzar altas velocidades.
FoilSim
FoilSim es un programa creado por la NASA para simular la fuerza de sustentación que crea un ala de un avión en vuelo. El programa es bastante completo (para un usuario común) ya que tiene características configurables como la velocidad, área del ala, altura, forma del ala, curvatura, etc
“¿Qué tiene que ver esto con mi auto?” Dirán ustedes, “yo no quiero que mi auto vuele”. Claro que no, pero como les mencioné, un alerón se rige por los mismos principios que la ala de un avión, de hecho un alerón es una ala de avión invertida que en vez de elevar el auto lo pega contra el asfalto. Lo que haremos a continuación es demostrar gráficamente como funciona un alerón, que lo afecta y que no lo afecta.
FoilSim lo pueden descargar desde aquí.
Bien, antes de empezar con los experimentos explicaré un poco como funciona este simpático programa.
Airfol View Panel (marcado en rojo): Nos muestra gráficamente la forma del ala (alerón desde este momento) con la que estamos experimentando.
Ploter View Panel (marcado en verde): Grafico de la velocidad del aire que pasa por la parte delantera y trasera del alerón.
Ploter Control Panel (marcado en amarillo): Podemos elegir entre ver un grafico de la velocidad del aire que pasa por el alerón, presión del aire que pasa por el alerón, etc.
Airfoil Input Panel (marcado en azul): Aquí están los controles donde podemos cambiar las variables que afectan a un alerón.
Probe Control (marcado en naranjo): Al activarlo veremos una especie de sensor en el Airfol View Panel y podemos medir la velocidad y presión en cualquier punto.
Units English (Boton en violeta): Presionen una vez este botón para que diga “Units Metric” y tengamos las medidas en sistema métrico.
Play Ball (Boton en celeste): Podemos realizar experimentos con una pelota de baseball, pero en nuestro experimento no es de mucha ayuda.
Vamos a simular el alerón de un vehículo que circula a 60 Kph. El alerón en cuestión tiene un ancho de 2 metros y 0.5 metros de largo. Lo que nos da un área de 1 m2
Airspeed (velocidad): 60 Km/hr
Altitude (altura): 0
Angle (ángulo): 0
Thickness (grosor): 0.3
Camber (curvatura):0
Area (área): 1
Veremos que la fuerza resultante de este alerón es cero (Lift= 0.0 newtons) ya que el aire que pasa sobre el alerón es simétrico al que pasa bajo este, por lo tanto el alerón no esta haciendo absolutamente nada.
Veamos que pasa si agrandamos el alerón, digamos 4 metros de ancho y 1 de largo. (Área= 4 m2) ¿Qué pasa con la fuerza descendente? Nada.
El auto acelera hasta llegar a 150 Kph.
¿Qué pasa con la fuerza descendente? Continúa sin variación.
En este momento podemos hacer variar el grosor (thickness), velocidad, área o la altura, pero el alerón no hará absolutamente nada.
Ok, modifiquemos el ángulo de ataque;
Airspeed (velocidad): 150 Km/hr
Altitude (altura): 0
Angle (ángulo): -5
Thickness (grosor): 0.3
Camber (curvatura):0
Area (área): 1
¿Qué pasa con la fuerza descendente? Ahora se esta generando una fuerza descendente de -625.4 newtons, lo que equivale a una fuerza de 63 kg hacia abajo.
Disminuir el ángulo de ataque aumenta la fuerza descendente
Aumenten el grosor del alerón a 0.9
¿Qué pasa con la fuerza descendente? La fuerza ahora es de -699.9 newtons o -71 Kg. El ancho ha sido triplicado, pero la fuerza resultante ni siquiera se ha duplicado, solo ha aumentado un poco. Podemos inferir que si bien aumentar el grosor del alerón aumenta la efectividad de este, no es grande la ganancia de fuerza descendente que produce.
Ahora pongamos el alerón a un ángulo de -20 grados (grosor 0.3)
¿Qué pasa con la fuerza descendente? La fuerza generada ahora son -2454 newtons (-250 kg).
El ángulo de ataque tiene directa relación con la fuerza descenderte generada, al modificar el ángulo de -5° a -20° prácticamente se ha cuadriplicado la fuerza descendente que se produce.
Veamos ahora que tanto ayuda la curvatura del alerón.
Airspeed (velocidad): 150 Km/hr
Altitude (altura): 0
Angle (ángulo): -5
Thickness (grosor): 0.3
Camber (curvatura): 0.5
Area (área): 1
¿Qué pasa con la fuerza descendente? Algo realmente trágico, a pesar de que el ángulo de ataque es de -5 grados, el curvar el alerón de esta forma esta generando una fuerza positiva de 1031 newtons, o sea, 105 kg de fuerza están elevando el alerón, y por lo tanto la parte trasera del vehículo, lo cual adivinaran no es nada bueno, ya que con esa fuerza se puede elevar cualquier cosa que pese menos de 105 kilos. Pero recuerden que para que suceda esto el auto tiene que ir viajando a 150 Kph, verán que si la velocidad se disminuye a 50 kph, la fuerza disminuye considerablemente (456.3 newton=46 Kg.). También verán que si la velocidad se aumenta, la fuerza ejercida es peligrosamente mayor, ya que a una velocidad de 250 Kph la fuerza ejercida es de 292 Kg. Es fácil entonces darse cuenta que la velocidad es otro de los factores que afectan directamente la efectividad de un alerón.
Ahora experimenten ustedes que sucede si la curvatura es de -0.5.
Airspeed (velocidad): 150 Km/hr
Altitude (altura): 0
Angle (ángulo): -5
Thickness (grosor): 0.3
Camber (curvatura): -0.5
Area (área): 1
¿Qué pasa con la fuerza descendente?
Por ultimo pondremos los siguientes datos:
Airspeed: 200
Altitude: 0
Angle: -6.2
Thickness: 0.2
Camber: -0.25
Area: 2
La fuerza resultante de este alerón es de -5646 newtons (575 Kg empujando hacia abajo). Bien si miramos el gráfico de la derecha veremos que la velocidad del aire que pasa por la parte de abajo del alerón (líneas amarillas) es más rápido que el aire que pasa sobre el alerón (líneas verdes). Si en Plotter Control Panel cambian el gráfico a Surface Pressure verán que la presión que hay sobre el alerón es mayor que la presión bajo el alerón (recuerden que la velocidad del aire bajo el alerón era mayor que la velocidad sobre el alerón), esta diferencias de presiones es la que justamente hace que el alerón empuje hacia abajo al auto. Por lo tanto es fácil imaginarse que si invierten el alerón estarían viendo un ala de avión, que en vez de empujar hacia abajo esta provocando una fuerza de elevación. Pueden activar el Prove Control y comprobar en cualquier punto del alerón la velocidad y la presión con la que pasa el aire en cualquier punto.
Vamos a resumir que hemos aprendido:
- disminuir el ángulo de ataque aumenta la fuerza descendente (casi en directa relación)
- aumentar el grosor aumenta la fuerza descendente, aunque no en gran cantidad y siempre y cuando el alerón este en un ángulo distinto de 0°
- aumentar el área aumenta la fuerza descendente, siempre y cuando el alerón este en un ángulo distinto de 0°
- aumentar la velocidad aumenta la fuerza descendente, siempre y cuando el alerón este en un ángulo distinto de 0°
- La curvatura del alerón aumenta en gran cantidad la fuerza descendente (casi en directa relación)
Con esto termino la segunda parte de este extenso tema. En la próxima (y última) parte veremos que están haciendo los fabricantes para mejorar la aerodinámica de sus modelos y así disminuir el consumo de combustible de estos. Si tienen alguna duda (respecto a este tema claro) o algún punto que quieran que explique en la próxima parte no duden en poner un comentario.
Fuente: mapfre, aerodinamicaautomovil, Automobile_drag_coefficients, Automotive_aerodynamics, autosrapidos, Drag_coefficient, tuning.deautomoviles, km77, tuningmag, Carroceria.
Al parecer dejarte encerrado en el calabozo esta dando sus frutos, excelente guia.
PARA TODOS LOS TUNEROS, VEAN LO QUE PUEDE PASAR CON UN ALERON MAL DISEÑADO http://www.youtube.com/watch?v=Ow3rxq7U1mA&feature=related
Ese video aparecio en la primera parte de esta misma guia. xD
Muy buen artículo. Didáctico, fácil de entender, completo, muy bueno.
Felicitaciones al autor, se nota que hay mucho trabajo detrás.
PS: No sé cómo llegué a su sitio, pero ya los leo a través de RSS hace como dos semanas y me gusta lo que postean.
Saludos desde Concepción.
excelente wn, bravo!
Excelente el programa gracias
Pero no lo pude descargar
@The_SaiNT: Link arreglado, intenta nuevamente.
Saludos.
buena la guia,… es importante saber esto por temas tambien de seguridad.
[...] Aun no sabemos si ayuda en algo a la aerodinámica del deportivo nipon, pero viendo las imágenes… ¿A quien demonios le importa la aerodinámica?. [...]
Hola a todos me llamo adiran de ARGENTINA y queria decirles una pregunta ¿ que efecto tiene la aleta dorsal de tiburon en los autos de calles , se que es la antena de un navegador satelital en los autos bmw, pero que efecto tiene en el viento esa aleta dorsal?
Todo esta perfecto, Pero alguien me puede explicar por que en el ala de un avion que se acerca al suelo se incrementa la presion por debajo de la misma y en un aleron de auto al acercarse tambien al suelo, la presion del aire por debajo disminuye? cual es la diferencia? gracias
[...] La incomprendida aerodinámica: Autos Particulareswww.urbanpower.cl/2008/06/02/la-incomprendida-aerodinamica-p… por fral hace pocos segundos [...]
q onda quisiera saber en donde puedo encontrar el coeficiente de sustencacion d elgunos autos o como lo puedo buscar???
[...] Continua leyendo la segunda parte. [...]
Llego un poco tarde, pero bueno, un excelente artículo “fácil de digerir”, que es lo que buscaba. Tengo una cuestión en concreto con el tema de las llantas. Para la aerodinámica dices que es mas importante que sea lo más “lisa” posible y directamente ayudaría a disminuir el consumo de combustible. Si nos centramos en el ahorro de combustible, ¿que es mejor?, ¿que la llanta sea más aerodinámica o que esta pese menos?. Lo pregunto por el tema de los “pesos suspendidos”. Estoy interesado en estos temas desde hace tiempo y después de mucho leer, estaba pensando en cambiar mis actuales 215/17 45 con llanta de aluminio (oficial Opel) con un peso de llanta y neumático de 18,2 Kg por unas OZ con neumatico 205/16 55 con un peso de llanta y neumático (efficientgrip) de 11,6 Kg. Pero ahora tengo dudas….
Gracias de antemano y un saludo.
p0r qe se llama asi …………………………………………………………
muy interesante el programa con lo que hay que w..para conseguir la fuerza de arrastre si uno lo calcula a manito.
De todos modos si ustedes se fijaron el coeficiente de arrastre de F-1 es de lo peorcito,y eso es para que el auto se agarre como lapa al pavimento(efecto contrario a la sustentacion)y tambien para mejorar la frenada de hecho por lo que me he informado si uno va acelerando en uno de estos autos y suelta el acelerador el auto se empieza a frenar solo muy rapidamente como un porsche sin siquiera haber pisado el freno.En los autos de calle solo el Ultima gtr tiene un trarabajo aerodinamico realmente importante para hacerlo mas efectibo en curva ,y por lo mismo es el auto mas rapido del mundo en circuito.
excelente guía !!! oye que paso con la tercera parte ???
donde esta la tercera partey el aleron deb estar inclinado hacia abajo en la parte delantera o k?tanks