viernes, 3 de septiembre de 2010

La pregunta correcta


Como sabéis, de vez en cuando traigo hasta este lugar algunas maravillas del diseño de automóviles que unas veces se han concretado en vehículos de calle o de competición, y que otras, las más abundantes, no han pasado de quedarse en soberbias exploraciones que aún abriendo caminos, se han quedado en sencillos ejemplos de lo que da de sí la inventiva humana cuando se pone a elaborar conceptualizaciones que podrían ser concretadas más pronto que tarde.

No os voy a hablar del Mazda KAAN (el arriesgado monoplaza que decora esta entrada), ya que bastará que busquéis un poco en la red para daros de bruces con las innovaciones que propone, amén de con algunas vistas desde diferentes ángulos y perspectivas que os ayudarán a entenderlo tridimensionalmente, y todo ello porque hoy quiero tratar sobre la manía que tenemos de sintetizar en exceso cuando tratamos de comprender el rendimiento de los coches en F1, actitud que nos lleva a polarizar nuestra visión puntillosa sobre alguno de sus aspectos técnicos, olvidando que aquello que estamos observando con detenimiento, con lupa, no deja de ser una pequeña parte que pertenece a un conjunto, y que como tal, su observación sólo puede darnos auténticas pistas si lo engranamos al modelo al que pertenece y sirve.

Se está hablando últimamente de los difusores soplados con auténtica fruición, como si fuesen una Piedra Filosofal que redescubierta por Red Bull (el concepto se utilizó hace casi dos décadas) está siendo buscada con ahínco por Ferrari y McLaren (el resto de escuderías al parecer lo ha dejado para otro momento), en aras de recortar distancias con la escudería austriaca.

Dicho esto, un difusor soplado consistía en la inducción en los bajos del vehículo de un chorro de calor proveniente del motor, para lo cual los tubos de escape ofrecían su salida en la propia superficie del difusor, a la altura del eje trasero del monoplaza pero inmediatamente por debajo de él, originando con ello un sensible aumento de la downforce producida en el avance. Aquí sí, aquí tenía sentido el retardo en la salida de gases calientes, pues actuaban en el lugar preciso y permitían un alargamiento de la duración del efecto suelo, pero no alcanzo a comprender todavía cómo se puede seguir aludiendo al modelo de difusor soplado para justificar lo que ocurre en la zaga de los RB6, F10 y MP4/25, pues sus salidas de humos permanecen suficientemente alejadas del doble difusor, y para colmo al aire libre, como para barruntar que el calor residual (retardado o no) sencillamente se disiparía antes de llegar a producir efectos notables.

Decía más arriba que tenemos excesiva inclinación a entender el todo evaluando sólo una parte, y me gustaría aportar mi granito de arena afirmando que las soluciones técnicas ofrecidas por Adrian Newey en su máquina pueden tener más que ver con una redistribución de la carga aerodinámica en la parte terminal de la carrocería que con la búsqueda de una mayor efectividad bajo el fondo plano, pues ambas cuestiones también están íntimamente ligadas, no lo olvidemos, pero para resolver la segunda habría bastado con alargar los tubos de escape para hacerlos salir directamente en el conjunto del difusor y no a un palmo de su comienzo, como está sucediendo.

A lo peor lo que pasa es que no estamos haciendo la pregunta correcta...

13 comentarios:

Felipe J. Blas dijo...

Hola José,

¿Qué tal? Espero que todo vaya bien. Hace tiempo que no entro a escribir (que NO leer). Pero ya sabes, tantas cuerdas para un violín ... En fin, no te voy a descubrir nada.

Muy interesante esta entrada tuya. Coincide con el artículo que he publicado en el nº 32 de Grand Prix Actual (GP de Bélgica), titulado "DIfusores soplados: Newey lo ha vuelto a hacer". Muy interesante, repito, tú reflexión, a la que me gustaría unir, intentando poner mi pequeño granito de arena si me lo permites.

1) En primer lugar, coincido contigo en que no es cuestión del difusor soplado, o del conducto F, o del uso de los pull-rods (en lugar de los push-rods) de las suspensiones traseras, etc. En realidad, Newey tiene éxito porque tiene un conjunto, muy sólido, que funciona.

2) Entiendo que la temperatura no es el factor clave en el uso del difusor soplado. Se trata sencillamente de conseguir entrada adicional de aire (flujo), para de este modo sobrealimentar al difusor (en este caso, a la parte central por una entrada adicional), y generar mayor carga aerodinámica.

3) ¿Por qué sobrealimentarlo? Es obvio, como tú muy bien has mencionado en tu entrada y yo mismo reafirmo. Pero no hay que perder la perspectiva de la nueva normativa. Al tener que acoplar depósitos más grandes (normas de la temporada 2010), se ha perdido espacio, no sólo en la parte trasera, que se ha debido rediseñar, sino que además se ha limitado la llegada de flujo al difusor (la que Brawn lo consiguió el año pasado). Un forma preciosa de hacerlo (por su 'aparente' facilidad y sencillez) es aprovechando el flujo de aire que sale de los escapes del motor.

4) La forma de los escapes no es casual, como bien sabes. No es tan fácil dirigir el aire de forma arbitraria: la forma de los escapes está muy estudiada para que no interfieran entre sí los diferentes flujos provenientes de los diferentes cilindros, y al mismo tiempo, que esta salida de flujo sea óptima para una combustión ideal del propulsor.

5) Finalmente, intencionadamente escribí con un doble juego de palabras lo de 'Newey lo ha vuelto a hacer': lo ha vuelto a hacer porque es un Mago (con mayúsculas), sí, como el año pasado y otros. Pero en realidad, me refería más bien a que Adrian Newey ya trabajó, en los años 90 y a principios de este siglo, en este tipo de soluciones de los difusores soplados. Que por cierto, no es una idea de Newey sino que viene de la época del turbo, con Renault a la cabeza y rápidamente otros equipos (hablo de los años 80), cuando a partir de 1983 la FISA prohibió las soluciones con efecto suelo que todos conocemos, y todos los equipos trataron de ganar la carga aerodinámica que había perdido de un año para otro (¿os suena, no? Los ingenieros 'no paran' ...). Newey lo ha vuelto a hacer (o mejor dicho, lo ha conseguido finalmente) en su RB6, porque su malogrado MP4/18, que debería haber corrido en 2003, pero nunca lo hizo. Ahora parece haber superado todos los escollos que tuvo hace años.

Espero no haberme extendido demasiado. Y siempre ten presente un detalle importante: es muy MUY MUY difícil acertar en explicar las cuestiones tecnológicas. Sólo indico aquí mis intuiciones sobre algo tan complejo.

Un fuerte abrazo,

Felipe J. Blas

PS: Por cierto, creo que hoy estrenaré mi nuevo blog personal.

Orroe dijo...

Buenas tardes.

Felipe ;) Si a tener más trabajo del que puedo dar salida le podemos llamar «estar bien», que sí, que también XDDDDD, estoy de traca, pero molido y sin apenas tiempo para respirar XDDDDDD De todas formas te agradezco en el alma que te hayas acercado, aunque te advierto que mi entrada no tiene nada que ver con tu artículo XDDDDD, de hecho todavía no lo he leído porque GPA ha llegado esta semana muy tarde a la zona de Bilbao (la recogí el mismo viernes por la mañana y apenas la he ojeado por encima porque aprovecho los viajes en tren para echar cabezaditas XDDDDD), y te lo digo porque tus análisis suelen estar muy bien encajados en el contexto y nada más lejos de mi intención que puntualizarlos :P ¡Felipe, sería una osadía como la copa de un pino por mi parte! XDDDDDDD No, la entrada trataba de matizar la euforia que inunda la red en cuanto al descubrimiento del «secreto del Red Bull» incidiendo sobre un aspecto que no me encaja del todo: los difusores soplados (blown difuser).

Dicho esto, y agradeciéndote que me permitas participar contigo en un debate no buscado pero interesante para los que nos leen, me voy a poner las pilas intentando darte réplica XDDDDDDD

® 1) En primer lugar, coincido contigo en que no es cuestión del difusor soplado, o del conducto F, o del uso de los pull-rods (en lugar de los push-rods) de las suspensiones traseras, etc. En realidad, Newey tiene éxito porque tiene un conjunto, muy sólido, que funciona.

Efectivamente, estamos de acuerdo. El modelo Newey es un conjunto que funciona en todos sus aspectos, aunque adolece de algunos problemas que lo convierten en imperfecto ;)

® 2) Entiendo que la temperatura no es el factor clave en el uso del difusor soplado. Se trata sencillamente de conseguir entrada adicional de aire (flujo), para de este modo sobrealimentar al difusor (en este caso, a la parte central por una entrada adicional), y generar mayor carga aerodinámica.

Efectivamente. La presencia del calor en un difusor convencional supone la creación de una zona con poca densidad de aire en un flujo de aire acelerado, lo que origina que el aire frío proviniente de la zona terminal del fondo plano se acelere aún más para ocupar el espacio dejado por la dispersión de las partículas del aire caliente en el interior del difusor, obteniendo una «downforce» suplementaria.

En el modelo utilizado en la actualidad, la zona de alta temperatura se crea fuera del difusor, y si bien genera una aceleración del flujo de aire que llega a él, cuando llega no lo hace como aire caliente, sino como frío o templado acelerado. Por lo tanto coincido contigo, porque lo que obtenemos es una cosa bien distinta al «difusor soplado»: dos corrientes de aire a diferentes velocidades que confluyen dinámicamente.

Sigo en la siguiente :P

Jose

Orroe dijo...

Sigo :P

® 3) ¿Por qué sobrealimentarlo? Es obvio, como tú muy bien has mencionado en tu entrada y yo mismo reafirmo. Pero no hay que perder la perspectiva de la nueva normativa. Al tener que acoplar depósitos más grandes (normas de la temporada 2010), se ha perdido espacio, no sólo en la parte trasera, que se ha debido rediseñar, sino que además se ha limitado la llegada de flujo al difusor (la que Brawn lo consiguió el año pasado). Un forma preciosa de hacerlo (por su 'aparente' facilidad y sencillez) es aprovechando el flujo de aire que sale de los escapes del motor.

Esto estaba bien en el RB5, coche al que Adrain dotaba de dos difusores escalonados, el de abajo convencional y el de arriba térmico, que trabajaban al unísono. Una especie de doble difusor ajustado a la normativa, que funcionaba sin necesidad de recurrir a los «holes» del fondo plano. Pero en el RB6, la configuración de las salidas de los escapes (muy cercanos al fondo plano en su superficie superior), ofrece una zona de baja presión delante del eje trasero que acelera los flujos laterales y superiores inyectándolos sobre la segunda etapa del difusor... Pero a mi modo de ver, con la intención de estabilizar, aerodinámicamente hablando, una zona tan complicada de articular como el final de la carrocería, siempre comprometida porque es muy sensible a las variaciones del aire circundante. Ahí creo que está el «quid», y no en el difusor :P

No sé cómo lo ves tú, pero a mí me recuerda un poco a las «salidas de ola» de los veleros de competición, donde el diseño de la zona define el el buen o mal comportamiento de la nave. Siendo un poco más vulgares, a la forma de los supositorios XDDDDDDDD

® 4) La forma de los escapes no es casual, como bien sabes. No es tan fácil dirigir el aire de forma arbitraria: la forma de los escapes está muy estudiada para que no interfieran entre sí los diferentes flujos provenientes de los diferentes cilindros, y al mismo tiempo, que esta salida de flujo sea óptima para una combustión ideal del propulsor.

Aquí difiero :P Si la situación de la salida de los escapes responde a modelar los flujos superiores y residualmente a favorecer el trabajo del difusor, el bueno de Newey acierta doblemente porque es capaz de trasladar abajo lo que ocurre arriba, ya que en el paso por curva la velocidad de los flujos laterales es diferente (interior/exterior). De manera que en la zona del vehículo correspondiente al exterior de la curva, el calor saliente de motor se disipa antes y por lo tanto pierde eficiencia, mientras que en la correspondiente al interior de la misma mantiene mayor temperatura y por lo tanto gana en eficiencia, lo que en el fondo plano supone que el centro polar se desvíe de su eje longitudinal apoyando la trazada.

Blogger no me deja XDDDDD

Termino en la siguiente :P

Jose

Orroe dijo...

® 5) Finalmente, intencionadamente escribí con un doble juego de palabras lo de 'Newey lo ha vuelto a hacer': lo ha vuelto a hacer porque es un Mago (con mayúsculas), sí, como el año pasado y otros. Pero en realidad, me refería más bien a que Adrian Newey ya trabajó, en los años 90 y a principios de este siglo, en este tipo de soluciones de los difusores soplados. Que por cierto, no es una idea de Newey sino que viene de la época del turbo, con Renault a la cabeza y rápidamente otros equipos (hablo de los años 80), cuando a partir de 1983 la FISA prohibió las soluciones con efecto suelo que todos conocemos, y todos los equipos trataron de ganar la carga aerodinámica que había perdido de un año para otro (¿os suena, no? Los ingenieros 'no paran' ...). Newey lo ha vuelto a hacer (o mejor dicho, lo ha conseguido finalmente) en su RB6, porque su malogrado MP4/18, que debería haber corrido en 2003, pero nunca lo hizo. Ahora parece haber superado todos los escollos que tuvo hace años.

Como te comentaba al principio, todavía no he leído tu artículo en GPA :P Pero ahora que lo mencionas, creo sinceramente que Newey atiende a la gestión del centro polar del monoplaza desde la zaga del RB6, utilizando el calor para modelar la aerodinámica de la carrocería como hace unos años se hacía con los aditamentos aerodinámicos que ahora están prohibidos.

Desde luego tú, Felipe, sabes más que yo de esto, pero juraría que el ingeniero británico ha conseguido una terminación de la carrocería del RB6, tanto por arriba como por abajo, que merece que nos quitemos el sombrero. Y espero haber conseguido con mis palabras que reconsideres que el asunto tiene poco que ver con el tan cacareado «difusor soplado», y mucho con la concepción global de lo que puede dar de sí el aire entendido como materia :P Y ahí sí, Adrian es un puñetero mago ;)

Un lujazo debatir contigo ;)

Jose

PD: Ya están tardando en pasarnos el nuevo enlace XDDDDDDDDDD

felipejblas dijo...

Estimado José,

Buenas tardes para ti también. No he dudado ni por un momento la intención de tu entrada. Es más, me pareció acertada y casi no hubiera merecido la pena entrar. Pero, si no entro, no hubiéramos tenido esta interesante 'discusión' tan agradable entre un vasco de Bilbao (casi ná!!!!) y un andaluz de adopción (en realidad extremeño, pero que ha vivido en mucho sitios, entre otros, San Sebastián, casi ná!!!!) XDDDDDDD.

Así que, lujazo el mío, poder entrar en tu rincón y ser tan bienvenido como siempre.

Estoy de acuerdo en casi todo lo que mencionas. Lo más importante: Newey tiene un conjunto y es un ingeniero ante los que hay que descubrirse, sin lugar a dudas. Me quedan las dudas (voy a rumiarlas a ver si surge algo para volver a debatir) sobre el tema de los flujos de diferentes temperaturas de aire.

Lo que si está claro es que, como en casi todo en un monoplaza, el difusor (soplado o no soplado) no puede considerarse como un elemento aislado, como bien dices, sino como una parte del 'pack' completo. Y en este conjunto particular, los alerones delanteros y divisores de flujo, el fondo plano, el capó motor, y el mismo propulsor, son piezas clave para alimentar (con el flujo de aire) al difusor y al alerón trasero. Sin olvidar que el difusor, no sólo es un generador de carga aerodinámica, sino el encargo de canalizar el flujo que viaja por el fondo plano y devolverlo hacia la parte de arriba, y hacerlo de la mejor manera posible (sin generar ni turbulencia ni drag indeseados).

Yo también estoy encantado de seguir debatiendo contigo.

Un abrazo,

Felipe.

PS: He tenido familia en casa y eso ha retraso 'la inauguración'. A ver si esta noche puede ser.

Orroe dijo...

Buenas tardes.

Felipe ;) Esta es tu casa, y si quieres que te sea sincero, echo de menos las discusiones técnicas XDDDDDDDD Ayer mismo Pirat y yo, por privado, perseverávamos desfaciendo entuertos, entonando la musculatura XDDDDDDD

Y ya al tema, efectivamente, si el conjunto es eficiente, que a todas luces lo es en el RB6, cada parte debe ser entendida dentro de un todo ;) En cuanto lea tu análisis te comento algo, aunque te puedo adelantar que seguramente me gustará, como siempre ;)

Y en cuanto al nuevo blog, ya sabes que en cuanto sea, desde aquí daremos algún grito que otro para que todo el mundo se entere ;) ¡Cuenta con ello! XDDDDD

Un abrazote

Jose

Raul z dijo...

Hola Orroe

Vaya nivelón que gasta tu blog hasta en sus comentarios. A ver si aporto algo.

Se da vueltas al tema del alerón flexible como causa de que este se acerque al suelo y de materiales flexibles de manera no lineal, pero viendo las imagenes del pasado GP en Spa, puede ser que sean las suspensiones las que bajan de manera no lineal.

Cuando Button se lanzó alocadamente con su costado al morro de Vettel XDDD al RB se le quedó una rueda como a la virulé, y luego no lo estaba, como si al aplastarse el coche por el downforce, con un determinado tipo de presión, alguna magia de esas de la física, haga ceder la suspensión o alguna rótula o trócola de modo que el coche se aplaste más.

Porque al final lo aerodinámico no lo es todo. Seguro que tu con tu arte puedes representar el "conceto" si te convence. Y si no lo ha dicho antes alguien ya porque yo vengo del pueblo y la incomunicación con internet.

Saludos

Raul z dijo...

No me he explicado bien.

La idea es que al final de la suspensión la rueda tiene una rótula y permite que la rueda gire en distintos planos. Como los R8 aquellos que tenían las ruedas como para adentro en una V invertida. El coche se pone en el suelo con las ruedas perpendiculares al suelo, que es su posición natural, pero la presión hacia el suelo del morro delantero a altas velocidades hace que las rótulas colapsen en un determinado momento bajando el alerón, ya no misteriosamente bajo la luz de esta nueva teoría ;)

A ver si ahora lo entiendo yo al menos.

Orroe dijo...

Buenas noches.

Raul Z ;) El nivelón, como de costumbre, lo ponéis vosotros XDDDDDDD Ayer mismo, como he comentado en mis respuestas a Felipe J. Blas, anduve discutiendo estos pormenores con Juan Moragues (Pirat F1) y llegamos a la conclusión de que el truco puede estar en la nariz del RB6 porque las suspensiones son tema delicado y no admiten demasiadas componendas :P

Analizando el asunto, el accidente de Vettel en su asalto a Button pone de relieve que más allá de la flexibilidad del propio alerón, hay algo flexible más arriba que permite que la configuración de carrera propicie que los alerones delanteros del Red Bull actúen como lo hacen. Tengo algunas soluciones que os presentaré esta misma semana, Dios mediante, y que dependen sólo de la constitución y flexibilidad del morro del coche austriaco, sin que se haga necesario tocar las suspensiones, porque como he dicho más arriba: son un asunto muy delicado de tocar ;)

A ver si en un par de días puedo pergeñar una teroría medianamente convincente con la que me pueda entender yo a mí mismo XDDDDDDDDDDD

Un abrazote

Jose

felipejblas dijo...

Hola otra vez,

José, de acuerdo contigo respecto al tema de que, tanto las suspensiones como el alerón delantero, son temas muy delicados que controla muy mucho la FIA.

Se ha hablado de materiales que no flexan linealmente o que en presencia de un flujo de aire, con alta carga aerodinámica, lo pueden hacer ... En fin, complicado, complicado.

Lo que sí es cierto es que los aficionados (y no tantos) han estado echando mano de cámara del monoplaza de Vettel y Webber y se ha visto cómo flexa 'el conjunto delantero' (ya sea morro, alerón, en fin, lo que sea), y es muy curioso como a medida que van cogiendo velocidad punta, aquello baja para abajo, y al frenar, vuelve a su posición normal. En fin, que parece indicar la cosa que el drag aerodinámico puede tener también algo que ver con eso.

En cuanto nos 'eches carnaza', ahí estaremos nosotros.

Buenas noches y a descansar,

Felipe.

Raul z dijo...

Bueno, está claro que la aerodinámica seguirá siendo el detonante de tal funcionamiento, pero insisto en que lo que flexa debido a las fuerzas aerodinámicas es más fácil que sea cualquier otra parte del coche en lugar de un morro que por su propia naturaleza no debería flexar si no soportar todas las cargas necesarias del aire y transportar esa carga correctamente al resto del coche.

Insisto en no perder la pista a esa rueda que tal y como vimos, en esa posición torcida hacia dentro, hace bajar el fondo delantero del coche una buena cantidad de milimetros.

Sobre todo pensemos que hay mucha ingeniería invertida en suspensiones de "avance no lineal" como aquellas que se decía que tenían los renault y que actuaban de manera diferente es curvas de una lado y de otro, haciendo que su funcionamiento no fuera simétrico en curvas de derecha y de izquierda.

Me da que nunca lo sabremos y de todos modos sigo sin estar del lado de estos inventos tan extremos por muy mágicos que sean. Prefiero la opción de ferrari de crear un coche equilibrado que funciona bien hasta cuando está roto porque no depende de equilibrios tan extremos.

Cierto es que este ferrari no es un coche ganador, pero creo que entiendo y creo a Alonso cuando dijo que el F10 era el mejor coche que había conducido. Debe ser una máquina con mayúsculas aunque no tenga los super inventos de otros.

csm dijo...

¡ Pero qué alto ponéis el listón ! .
Da gusto !!!!!!! ..sólo puedo decir..."os leo" XDDD.
Un besote

Orroe dijo...

Buenos días.

Felipe ;) En el caso del accidente de Vettel con Button, sinceramente creo que el alerón del RB6 entra en pérdida ante el rebufo del Mclaren, y puesto que si baja la parte derecha del alerón, sube la izquierda, y viceversa, creo que la flexibilidad se encuentra en en la punta de la «nose» :P

Rau Z ;) Lo de la convergencia no lo veo, porque extremarla supone hacer sufrir a los neumáticos y suspensiones, pero a estas alturas de la película no pondría la mano en el fuego por nada :P

Concha ;) ¡¡¡Gracias!!! XDDDDDDDD

Un abrazote

Jose