Conociendo el sistema de dirección de Mercedes F1
Si bien el sistema de dirección de doble eje de Mercedes (DAS) apareció en los titulares en las pruebas de pretemporada 2020 y se confirmó que estaba prohibido desde 2021, ahora está claro que esto fue simplemente un desarrollo de un sistema introducido por Mercedes en el automóvil del año pasado, uno que Ferrari, como podemos revelar, respondió a mediados de temporada con un sistema propio.
Los sistemas PAS (Dirección asistida) utilizados por ambos equipos el año pasado emplearon un piñón y cremallera gemelos, lo que permitió que los ángulos de los dedos de cada rueda delantera se controlaran independientemente del otro. Esto se hizo para mejorar el ángulo de Ackermann en curvas lentas, y la motivación era casi puramente aerodinámica.
Entonces, ¿cuál es el ángulo de Ackermann? Cuando un automóvil se dirige hacia una esquina, la rueda interior tiene que recorrer una distancia más corta que la exterior, por lo que debe dirigirse más para prescribir el mismo radio dentro de una distancia menor, si es para evitar el fregado. La parte de la geometría de la suspensión utilizada para lograr esto se llama enlace Ackermann, y se utiliza en prácticamente todos los sistemas de dirección.
Al ajustar las ruedas con un ángulo de convergencia (con la parte delantera apuntando más hacia afuera que la parte posterior, cuando se ve desde arriba), la rueda interna debe girar en un ángulo mayor, ya que la rueda externa primero debe superar el ángulo opuesto de la punta como está. dirigido. Esto también crea una pequeña demora en la carga de la llanta exterior más cargada al girar el automóvil, lo que ayuda a la estabilidad ya que las llantas traseras no tienen una carga instantánea demasiado repentina sobre ellas.
Sin embargo, en un monoplaza de ruedas abiertas que produce carga aerodinámica, como un automóvil F1, los ángulos en los que se dirigen las ruedas delanteras pueden tener implicaciones aerodinámicas muy significativas. Las ruedas direccionales no solo desvían el flujo de aire que viaja a los tableros de barcaza y las vainas laterales, sino que también aumentan el espacio libre directamente detrás del alerón delantero, lo que puede inducirlo a trabajar con mayor potencia. Cuanto más se dirijan las ruedas, mayor será este efecto.
Este es generalmente un rasgo muy útil para el aerodinámico, porque ayuda a compensar el subviraje natural de baja velocidad de un automóvil de F1, con neumáticos traseros que son más grandes y más potentes que los del frente. A medida que la carga aerodinámica se desvanece en la raíz cuadrada de la velocidad, estos aspectos mecánicos tienen más efecto.
Cuanto más lenta y apretada sea la esquina, se necesita más bloqueo de dirección para esquivarla. Por lo tanto, poder trabajar el alerón delantero con más fuerza a medida que las ruedas se dirigen aún más es una gran herramienta para compensar en parte ese subviraje natural. Significa que está ejecutando el alerón delantero de manera más agresiva a velocidades lentas que a alta velocidad, ya que se elimina más bloqueo detrás del alerón a medida que se aplica más bloqueo de dirección.
Pero puede haber un inconveniente, especialmente en la generación actual de autos F1, que dependen en gran medida de acelerar el flujo de aire a lo largo de los lados del cuerpo y los laterales para exprimir el espacio entre las ruedas traseras y el difusor a una velocidad súper alta. Como este flujo rápido se fusiona con el flujo que sale del difusor, induce al difusor a trabajar más para impulsar el flujo de la parte inferior más rápido. Cuanto más rápido sea el flujo, mayor será la carga aerodinámica.
Para eso están todos los contornos locos de los postes laterales y los volteadores de la carrocería que generan vórtices. Pero si el flujo de aire hacia ellos es interrumpido por una rueda delantera dirigida, eso reducirá la carga aerodinámica generada por todo ese mecanismo de flujo.
A velocidades lentas, esto, junto con el efecto de refuerzo del alerón delantero, ayudará a contrarrestar el subviraje natural. Pero a velocidades más altas, podría ser contraproducente. Cualquier impulso del alerón delantero junto con una reducción en la carga aerodinámica creada en los neumáticos traseros podría ser una muy mala noticia para la estabilidad a alta velocidad.
Por lo tanto, se debe llegar a un compromiso en la cantidad de ángulo de Ackermann que se utilizará para proporcionar un equilibrio aceptable tanto a alta velocidad como a baja. Ese compromiso se reduciría drásticamente si se pudiera encontrar una forma de tener un ángulo de Ackermann más grande a bajas velocidades que a altas. De esa manera, podría obtener los beneficios de la curva lenta sin tener que vivir con la penalización de alta velocidad.
Fuente: Formula1.com
Tecnologia: Mark Hughes y Giorgio Piola
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