Modelando el aire
La primera parte del proyecto técnico se centró en comprender los principio aerodinámicos que iban a influir en el comportamiento del coche para realizar varios diseños y comprobar su comportamiento.
01
El morro
El comienzo del diseño se centró en el alerón delantero, ya que es la primera parte en la que impacta el aire, determinando el comportamiento de su flujo a través de todo el monoplaza.
En su desarrollo buscamos hacer el morro lo más estrecho posible al inicio, pero nos dimos cuenta que modelos más voluminosos también funcionaban al realizar las simulaciones ya que dirigen mejor el aire.
Comportamiento en el CFD
A la derecha se puede apreciar el resultado de las simulaciones con los 3 modelos más avanzados. En vista de los mismos, se eligió el El morro escogido fue el el 3.1 ya que el 3.2 generaba un poco más de drag y sustentación. El morro 1.2.2 a pesar de tener el mismo valor de drag y un poco menos de sustentación, teniendo mejores coeficientes que el 3.1 no ha sido elegido ya que al ser más grande aumentaba la masa del monoplaza.
02
El ala delantera
Principalmente probamos dos estilos de alas diferentes, una más simple con forma de gota de agua simétrica (Ala 33) y otra con diferentes formas (Ala P).
El Ala P tiene una sección central con forma de gota de agua simétrica, facilitando lo máximo posible el paso del aire, y en los extremos con una forma que trate de evitar el choque directo del aire con la rueda, aunque genere un poco de Downforce. Para el desarrollo de este ala fue necesario el empleo de la función “solevación”, para unir las dos secciones del ala.
Comportamiento en el CFD
Las primeras simulaciones que realizamos fueron las relacionadas con el modelo de ala que emplearíamos, comparando el Ala P y el Ala 33 de las que se habló anteriormente.
Como se puede apreciar en los resultados el ala P genera menos Drag y menos sustentación por lo tanto nuestro planteamiento era correcto y sería la que usaríamos para los demás diseños
03
El chasis
En su diseño se puso especial énfasis en la zona de los pontones, ya que es la zona en la que más libertad de desarrollo se ofrecía. El principal objetivo era que el aire no impactara con las ruedas traseras.
Los primeros chasis tenían pontones lo más delgados posibles con la idea de dirigir el aire a la parte entre las ruedas traseras y el chasis.
La siguiente idea fue hacer que las ruedas traseras estuvieses tapadas por el pontón, desviando el aire hacia fuera de ella. En algunos modelos incorporamos aletas para acelerar el aire que se quedaba estancado detrás de las ruedas delanteras. En otros hicimos que la zona de las ruedas quedara lo más tapada posible. También se tuvo que desarrollar la zona entre el Halo y la zona que contiene el cartucho de CO2.
Tras comparar el rendimiento de las dos alas, continuamos con el desarrollo de nuevos chasis. Aquí se les ofrece la comparativa de los chasis más desarrollados que se simularon y el porqué de la elección final.
Comportamiento en el CFD
El aire no se desvía hacia la zona detrás de la rueda, impactando contra ella y generando más drag. Por lo tanto se decidió probar un concepto diferente en el que se tapasen las ruedas, desviando el aire hacia fuera del monoplaza
Detrás de las ruedas delanteras se formaba una zona en la que el aire se quedaba “estancado”. Para evitar esto y hacer que el aire fluya mejor se incorporaron dos aletas detrás de las ruedas delateras
A pesar del funcionamiento de las aletas se decidió probar un concepto de pontón que tapase tanto la zona detrás de las ruedas delanteras como la zona de delante de las ruedas traseras para controlar el flujo del aire.
Además para este diseño se implementó una pequeña aleta antes de la rueda trasera para que el aire no chocase con la parte de arriba.
El chasis elegido como el mejor para la carrera fue el Chasis 7.2 debido a que los valores de fuerza drag y de sustentación eran los mejores. No obstante, el chasis 7.2 sufrió leves modificaciones debido a que el coche final se hizo en CNC y para ello el chasis debía ser un poco más estrecho.
04
El alerón trasero
En el alerón trasero se ha empleado un ala simétrica con el objetivo de generar el menor drag posible. También nos hemos focalizado mucho en cómo se sujetará el ala trasera, probando diferentes modelos de soportes y eligiendo el más eficiente según las simulaciones.
Comportamiento en el CFD
Analizando los resultados obtenidos nos dimos cuenta de que el mejor ala trasera para la competición era la 3.1 ya que es la que menos sustentación y drag genera
Control de versiones
Es importante recalcar que el proceso de diseño no ha sido lineal, sino que a medida que se iban desarrollando nuevos conceptos se producían nuevas iteraciones que daban lugar a modificaciones constantes en el resto de piezas. Para trabajar de forma más eficientes, estos rediseños de las piezas se organizaban en una hoja de cálculo con el objetivo de tenerlo todo más ordenado y organizado. En ella se incluyen las diferentes versiones de chasis, alerón delantero, alerón trasero y alas que se han ido desarrollando y una breve descripción de cada una de estas iteraciones
Algunas iteraciones
Resultado Final
