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domingo, 8 de abril de 2007

Lotus 78, el "efecto suelo"

De nuevo la escudería británica de Fórmula 1 Lotus aparece en este blog. Con el modelo 25 (que ya se publicó en este blog hace un tiempo) Lotus introducía el chasis monocasco, lo que mejoraba la rigidez y aligeraba el peso total del vehículo.

Con el Lotus 78 Lotus iniciaba el camino del "efecto suelo" en la Fórmula 1 y otra vez con Colin Chapman a la cabeza de la revolución.

El "efecto suelo"

El agarre de un vehículo (particularmente útil en las curvas) es proporcional a la fricción de las ruedas con el suelo: mientras más fricción hay más agarre tiene, consiguiendo un paso por curva más rápido. La cantidad de fricción entre las ruedas y el suelo aumenta con el peso: a más peso, más fuerza que empuja a las ruedas contra el suelo.

Los ingenieros ya sabían esto antes del Lotus 78 y por ello se comenzaron a usar mucho antes los alerones (por cierto, otro invento de Lotus). La inclinación de los alerones en el sentido contrario al de la marcha hace que el aire que choca contra ellos impulse al coche hacia el suelo. Pero el empuje de los alerones tiene un problema: resta velocidad al coche porque aumenta la resistencia al aire (obviamente).

El "efecto suelo" es distinto y tiene que ver con los principios físicos que permiten que las alas de un avión lo sustenten en vuelo. Al contrario de lo que la mayor parte de la gente piensa, un avión se sustenta gracias a que la forma del ala acelera el aire que pasa por su superficie y lo redirige hacia abajo, lo que produce la fuerza necesaria para que se impulse hacia arriba (las leyes de Newton lo explican).

La fuerza de impulso es proporcional a la velocidad de avance: a más velocidad más empuje (sustentación).

Al contrario que con las alas de un avión, si se consiguiera que un coche expulsara aire hacia arriba y atrás (como un ala invertida) se generaría una fuerza de sustentación que lo impulsaría contra el suelo.

Esta idea, desechada por ingenieros de BRM anteriormente, fue perseguida por el equipo de Lotus hasta conseguir la primera solución técnica para lograr el llamado "efecto suelo".

Lotus 78

Los esfuerzos para obtener un diseño con efecto suelo se confirmaron en 1976 dando lugar al nacimiento del Lotus 78.

La ingeniosa estrategia se basaba en dos claves básicas: acercar el coche lo máximo al suelo y crear un flujo de aire por debajo del coche que saliera repelido hacia arriba.

Para ello se diseñaron dos toberas longitudinales a ambos lados del Lotus (ver dibujo) que conducían el aire desde las tomas delanteras hacia las traseras, estas últimas más anchas de forma que el aire saliera en diagonal hacia arriba. Estas toberas se "sellaban" al suelo con unos faldones para que el aire de fuera no interfiriera en el flujo (pintadas de amarillo en el dibujo).

La velocidad (proporcionada por el motor) hace el trabajo sucio: conforme el coche se acelera el aire que pasa por las toberas adquiere más velocidad lo que aumenta la fuerza que lo impulsa contra el suelo.

El resultado era un paso por curva rapidísimo y sin aumentar la resistencia del aire (cosa que sí ocurría con los alerones): el efecto suelo absorvía al 78 hacia el suelo aumentando su agarre.

El Lotus 78 hizo su debut en el campeonato de 1977 de la mano de Mario Andretti y Gunnar Nilsson. En esa temporada Andretti ganó 4 grandes premios y Nilsson uno, aunque el título lo ganó Niki Lauda con su Ferrari 312T2.

Lotus 79

El sucesor del 78, el Lotus 79, se introdujo en la temporada 1978 y arrasó en el campeonato de Fórmula 1, aupando a Mario Andretti como campeón del mundo de esta competición.

El diseño del 79 era tan bueno que se tuvo que reforzar el chasis a mediados de la temporada por la tremenda fuerza del efecto suelo que generaba.

Prohibición

En 1983 todos los Fórmula 1 habían copiado (y mejorado) el diseño del Lotus 78 y las velocidades de paso por curva eran terribles. Tras varios accidentes (entre ellos el que costó la vida a Gilles Villeneuve) se cambió la normativa y se fijó como norma un suelo plano y una distancia mínima al suelo.

Los Fórmula 1 actuales también consiguen el efecto suelo (incluso con mejores resultados que los del Lotus 79) utilizando los difusores, etc. Pero eso es otra historia...

Para más información

Lotus 78 (wikipedia)
Lotus - Ford 79
Ground effects in cars (wikipedia)
Lotus 79

miércoles, 7 de febrero de 2007

Lotus 25

Tras la invención del motor trasero, el chasis monocasco ha sido una de las invenciones más importantes en la Fórmula 1.

Si bien la idea de usar monocascos en los automóviles se la debemos a Lancia, puesto que el primer coche monocasco fue el Lancia Lambda de 1922, la aplicación de esta técnica en los bólidos de Fórmula 1 se la debemos a Collin Chapman, el alma de la escudería Lotus, que lo introdujo en el mítico Lotus 25 en 1962.
Desde entonces todos los Fórmula 1 son monocasco.

El chasis monocasco

Anteriormente al monocasco los automóviles se fabricaban montando la carrocería (la parte exterior del vehículo) sobre una estructura que soportaba todo el peso: el chasis. En estos automóviles la carga, torsión, etc. sufrida por el vehículo la soporta exclusivamente el chasis.En los automóviles monocasco se utiliza la carrocería como parte del chasis, formando una unidad estructural que refuerza el chasis y lo hace más rígido. (wikipedia)El Lotus 25 de Jim Clark

El primer coche en aprovechar las ventajas del monocasco fue el Lotus 25. Con respecto a sus competidores esta novedad le confería mayor rigidez, menor anchura y menor altura (la cual cosa hacía que el conductor fuera prácticamente tumbado).
El Lotus 25 montaba un motor Coventry Climax V8 de 1500 cc y 195 cv.

A los mandos del Lotus 25 Jim Clark se quedó a las puertas de su primer campeonato del mundo de Fórmula 1 en 1962, el motor tuvo un escape de aceite en la última y decisiva carrera. Sin embargo en 1963 el dominio del Lotus 25 se hizo patente, dando la victoria, esta vez sí, a Jim Clark.
En 1964 el 25 volvió a tener problemas de motor que le hicieron perder el campeonato en la última carrera. Jim Clark ganó otro campeonato del mundo en 1965 a los mandos del sucesor del 25, el Lotus 33.

Más información

Lotus 25 en wikipedia
Vídeo de Jim Clark en el Lotus 25 (youtube)
Jim Clark en wikipedia