Pedeorelha | ¿Cómo ayuda la carga aerodinámica a un auto de carreras de NASCAR?

Joseph Norman
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Richard Petty condujo este Plymouth Superbird en las 500 Millas de Daytona de 1970. El enorme alerón trasero y el extremo delantero puntiagudo del Superbird le dieron una ventaja aerodinámica considerable. RacingOne / -Getty Images

-Si realmente quieres aprender sobre la carga aerodinámica en las carreras de NASCAR, y lo suponemos, ya que estás leyendo este artículo,

sí, un lugar lógico al que acudir sería NASCAR en sí.

De hecho, NASCAR ha recopilado un glosario bastante útil de términos comunes de carreras, incluido uno para carga aerodinámica. Básicamente, establece que la presión del aire que se mueve sobre las diversas superficies de un auto de carreras crea "carga aerodinámica" o aumento de peso. Y aunque la carga aerodinámica aumenta el agarre de los neumáticos y la velocidad en las curvas, existe una compensación significativa: una mayor carga aerodinámica también aumenta la resistencia, lo que reduce la velocidad en las rectas [fuente: NASCAR.com].

-En el pasado, los equipos de NASCAR podían ejecutar vehículos tremendamente diferentes. Como una cuestión de hecho; cada fabricante participante tenía su propia apariencia algo única y reconocible. Sin embargo, en años recientes, NASCAR ha intentado igualar el campo de juego estandarizando la forma del cuerpo que los equipos de carreras pueden llevar a la competencia. Como resultado, la carrocería de todos los autos de carrera de la Copa Sprint de NASCAR es idéntica independientemente del fabricante, con la excepción de la pintura, por supuesto..

El Car of Tomorrow de NASCAR es el diseño actual que se usa exclusivamente en las carreras de la Copa Sprint de NASCAR. El diseño aumenta la seguridad del conductor a medida que los autos van cada año más rápido. Pero a medida que aumentan las velocidades, por el bien de la seguridad, la carga aerodinámica también tiene que aumentar. La carga aerodinámica adicional aumenta la resistencia, lo que actúa para desacelerar el automóvil..

-¿Parece esto una batalla de física sin fin? Bueno, lo es. Así que echaremos un vistazo a estas fuerzas, ya que se relacionan con un auto de carreras de NASCAR, en la página siguiente..

En NASCAR, las carreras de nariz a cola no dejan lugar a errores para ningún piloto. Chris Graythen / Getty Images

-De manera similar a la forma en que la geometría y el billar están estrechamente relacionados, hay mucha física involucrada en las carreras de NASCAR, o en cualquier forma de carreras de autos, en realidad. Si desea una manera fácil de recordar algunos de los factores clave en NASCAR, solo recuerde las tres D: carga aerodinámica, resistencia y drafting..

La carga aerodinámica es creada por el aire que se mueve sobre la parte superior del automóvil y lo empuja hacia la superficie de la pista. La carga aerodinámica aumenta la resistencia. El arrastre es la fuerza de resistencia que experimenta el vehículo cuando el aire lo empuja y el peso adicional que crea la carga aerodinámica. Los conductores pueden reducir la cantidad de arrastre que experimentan en la pista de carreras mediante la redacción. La redacción es cuando el conductor B mete el morro de su automóvil casi debajo del parachoques trasero del automóvil del conductor A para mejorar el flujo de aire sobre ambos automóviles. A veces escuchará esta maniobra llamada "correr de la nariz a la cola".

Cuando se trata de pegar los neumáticos a la pista en las curvas, la carga aerodinámica es definitivamente la más importante de las tres D's. Pero la carga aerodinámica no es tan importante en los tramos largos y rectos de pavimento que siguen inmediatamente a los giros. Ahí es donde los conductores quieren un poco menos de carga aerodinámica y, como resultado, un poco menos de arrastre también. Es un equilibrio delicado, de verdad. Una ausencia, o incluso una reducción significativa, de carga aerodinámica podría hacer que el automóvil se despegue de la superficie de la pista, algo así como un avión despegando. Entonces, ¿cómo evita el diseño de NASCAR que esto suceda??

El parachoques delantero de un auto de carreras de NASCAR es muy bajo y también ancho. Realmente es más una presa de aire que un parachoques. Dirige el aire en movimiento sobre la parte superior del automóvil en lugar de debajo. Esto crea un área de baja presión debajo del automóvil y un área de alta presión en la parte superior del automóvil. Esto se llama sustentación negativa y es exactamente lo contrario de cómo funciona un avión. Donde el aire empuja hacia arriba en el ala de un avión, empuja hacia abajo en un auto de carreras.

La idea es hacer que la mayor parte del aire fluya sobre la parte superior del automóvil para maximizar la carga aerodinámica. Ahí es donde entra la fascia de la parte delantera. El morro del automóvil está lo más bajo posible y los guardabarros delanteros se ensanchan para empujar el aire hacia arriba y sobre el automóvil..

El problema, como ya se habrá dado cuenta, es que este morro bajo con guardabarros ensanchados presenta mucha superficie frontal para empujar por el aire. Como puede imaginar, esto crea una gran cantidad de arrastre. Si desea una demostración de primera mano de lo que es el arrastre, la próxima vez que esté en la carretera, intente sacar la mano por la ventana del automóvil con la palma hacia adelante. Eso es lo que se siente drag. A continuación, incline la mano 90 grados para que la palma mire hacia la carretera. Sentirás la diferencia de inmediato. Con menos superficie de cara al viento, el aire puede deslizarse alrededor de su mano, lo que le permite cortar el aire mucho más fácilmente. También puede variar el ángulo de su mano para causar elevación (haciendo que su mano se eleve) o carga aerodinámica (haciendo que su mano se hunda). Entonces, el arrastre es bastante fácil de ajustar con la mano, pero ¿qué pasa con el ajuste fino de un auto de carreras completo? Especialmente uno que viaja a velocidades cercanas a las 200 mph (322 km / h) en diferentes superficies de pista y en diferentes condiciones climáticas..

-Equilibrar la carga aerodinámica y la resistencia dentro de los confines de la carrocería autorizada por NASCAR es un truco con el que los equipos simplemente tienen que lidiar de la mejor manera posible. Una forma en que los equipos aprovechan al máximo estas fuerzas en la pista es incorporando la tercera D a la mezcla: la redacción. A continuación, analizaremos más de cerca la redacción.

Es fácil ver qué tan bajo está el divisor en el auto # 48 de Jimmie Johnson: el borde inferior es verde neón. Harry How / -Getty Images

-Los conductores siempre dicen que quieren más carga aerodinámica en las curvas. Lo que eso realmente significa es que quieren máxima adherencia en las esquinas y mínima resistencia en las rectas. Eso es difícil de hacer, especialmente cuando los ajustes que los equipos pueden hacer en la Copa Sprint de NASCAR son tan menores.

Sin embargo, hay algunos ajustes de ajuste fino que los equipos pueden hacer, como ajustar el ángulo del alerón trasero. Cuanto más pronunciado sea el ángulo del alerón trasero, más carga aerodinámica puede agregar a la parte trasera del automóvil. Esto es lo que mantiene los neumáticos traseros firmemente plantados en el pavimento. En la parte delantera, una pieza llamada "divisor" desempeña un papel similar para mantener las ruedas delanteras pegadas al suelo. El divisor es el componente que ves en el borde de ataque de un auto de carreras de NASCAR. Corre por todo el ancho del automóvil, es ajustable y, a menudo, parece lo suficientemente bajo como para raspar la superficie de la pista..

Hay ocasiones en las que los equipos optan por conseguir la mayor carga aerodinámica posible. Por ejemplo, en circuitos con muchas curvas y muy pocas secciones rectas y largas de la pista. Al realizar ligeros cambios en el alerón trasero y el divisor delantero, se puede maximizar la carga aerodinámica, aumentando el agarre del automóvil en las curvas..

-Pero la mayoría de las carreras en el calendario de NASCAR son en pistas ovaladas de alta velocidad. Entonces, volvemos a nuestra pregunta sobre cómo equilibrar la carga aerodinámica y la resistencia. La redacción puede ayudar. Dibujar en la pista permite que el vehículo que sigue al vehículo líder reduzca su resistencia. El aire que fluye sobre el automóvil delantero también pasa directamente sobre el parabrisas y el techo del segundo automóvil. Eso es genial para el segundo automóvil y cualquier automóvil que se encuentre detrás de él, pero ¿qué obtiene el automóvil líder de todo esto? El auto líder en un par de drafting también saca algo de la maniobra. El segundo automóvil reduce la presión de arrastre del automóvil delantero. Puede pensar en el arrastre de presión como una estela de baja presión que deja el automóvil a medida que avanza por la pista. Este tipo de estela, sin embargo, empuja al vehículo hacia atrás. Al eliminar el arrastre de presión en el auto líder, los dos autos de dibujo pueden ganar hasta 5 mph (8 km / h) de ventaja sobre un auto que da vueltas en solitario [fuente: Schirber].

-Una vez que se han realizado los pequeños ajustes para la cantidad justa de carga aerodinámica, el conductor tiene una buena idea del auto de carreras (y la pista) y tal vez incluso practicó sus habilidades de dibujo, en realidad solo hay una forma de aprovechar al máximo la aerodinámica. durante la carrera: no choques. Ese es un consejo lógico, ¿verdad? Cuando cada equipo de la Copa Sprint de NASCAR ha realizado los más mínimos ajustes en la aerodinámica del vehículo en un esfuerzo por obtener una ventaja de solo unas pocas centésimas de segundo por vuelta, algo tan pequeño como una esquina delantera arrugada puede acabar con sus esperanzas de una victoria en ese día.

Demasiada ventaja

Durante finales de la década de 1960 y principios de la de 1970, antes de la estandarización de la carrocería en la serie NASCAR, la Plymouth Superbird maximizó la carga aerodinámica y minimizó la resistencia al usar una nariz larga y puntiaguda y un ala casi cómicamente masiva en la parte posterior. La ventaja aerodinámica del diseño de Superbird demostró ser valiosa a medida que aumentaban las velocidades en la pista. Sin embargo, los funcionarios de NASCAR rápidamente impusieron fuertes restricciones a estos autos que pronto llevaron a su desaparición en el deporte y también en la producción. El Superbird tenía una apariencia tan extraña que los concesionarios de Plymouth no podían encontrar a nadie que los comprara, por lo que a menudo se sentaban en lotes de automóviles, no deseados. Hoy en día, los Plymouth Superbirds originales se consideran altamente coleccionables, con etiquetas de precios altos para igualar!

Fuentes

ESPN.com. "Fuerza aerodinámica". 23 de julio de 2008. (8 de diciembre de 2008) http://sports.espn.go.com/rpm/nascar/icons/news/story?id=3430034
Garaje de Jim. "Aerodinámica, Downforce, Ground Effects". 18 de agosto de 2007. (8 de diciembre de 2008) http://jimsgarage.wordpress.com/2007/08/18/aerodynamics-downforce-ground-effects/
NASCAR.com. "Glosario de NASCAR". (8 de diciembre de 2008) http://www.nascar.com/kyn/101/glossary/index_all.html
Schirber, Michael. "Las 500 Millas de Daytona: Volar sin dejar el suelo". Ciencia viva. 15 de febrero de 2007. (8 de diciembre de 2008) http://www.livescience.com/technology/070215_nascar_aero.html
Yager, Bryan. "Aerodinámica en el automovilismo". NASA. 27 de agosto de 2001. (8 de diciembre de 2008) http://www.nas.nasa.gov/About/Education/Racecar/aerodynamics.htm

¿Cómo ayuda la carga aerodinámica a un auto de carreras de NASCAR?

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