La genialidad de Adrian Newey y de Red Bull F1 2024

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· Texto y gráficos: Timoteo Breit. Fotos: Xavier Gázquez

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En muchas ocasiones se ha tildado a Adrian Newey y sus “inventos” como genialidades; sin desmerecerle ni un solo ápice, es más: alabando sus ideas, escribimos estas líneas para relatar dónde radica dicha genialidad, y en particular,cuál ha sido la innovación de los “nuevos pontones” de Red Bull para esta temporada 2024 de F1.

NOTA: Este es el primer artículo de una gran serie, en conjunción con el canal de youtube CFD/ECONOMY MODELIZATION de Timoteo Breit; que estará dedicado a la Técnica de Competición a través de vídeos dedicados a la simulación CFD, charlas y entrevistas con y entre personajes de este apasionante mundillo…

https://www.youtube.com/watch?v=QtjBGy203dc&t=4s

Rigor al explicar asuntos relativos a la técnica

Una de las razones fundamentales por la cual se ha decidido crear el canal es el escaso rigor que algunos tienen a la hora de explicar asuntos relativos a la técnica, muy especialmente a los temas aerodinámicos o dinámicos; todos sabemos ver o apreciar las diferencias que hay entre los coches de F1 de la parrilla, al igual que todos sabemos reconocer las innovaciones o cambios que cada equipo ha realizado; es bastante sencillo, la verdad…. Y lo que es más importante: ESO, NO ES UN ANÁLISIS TÉCNICO.

Lo que no es tan sencillo ni mucho menos, es conocer las razones por las cuales no sólo se ha cambiado, sino los fundamentos sobre los que se basa dicho cambio y las consecuencias que tiene. Es algo tremendamente complicado y a través del canal, vamos a arrojar luz sobre ello, desde el principio, basándonos en las innovaciones que aporten cada equipo, siempre desde un punto de vista científico, como no puede ser de otra manera.

Qué es un pontón o sidepod

Un pontón o sidepod en inglés, cumple 2 funciones básicas:

  • Dar continuidad a la tapa o capó del motor.
  • Cobijar o albergar los radiadores que refrigeran el tren motor en general.

Si no fuera por estas dos razones, los pontones sencillamente, no existirían; y ello supondría que los coches serían mucho más veloces al no tener la resistencia aerodinámica producida por los citados pontones. Conclusión: son necesarios…

Por tanto, los ingenieros pueden hacer varias cosas con ellos:

  • Reducir su resistencia aerodinámica.
  • Que hagan lo que tienen que hacer: refrigerar adecuadamente el tren motor.
  • Aprovecharse de su “existencia” para modificar ciertos flujos de aire; en particular para encauzarlos hacia la zona superior del difusor.

Estas 3 cosas son extraordinariamente importantes, y se abordarán con minuciosidad en otros vídeos.

En este artículo, solo vamos a hacer énfasis en el flujo de aire que entra por la abertura frontal de los pontones; hemos elegido este tema tan esencial, ya que es quizás, una de las cosas más transcendentales para conseguir un diseño global del coche que sea armonioso desde el punto de vista dinámico pero también incluso estético.

Newey, en su afán siempre por mejorar (cosa esencial en la Ciencia en general y más en la F1 actual), propone ideas…. Una de las cosas que definen a Adrian Newey, y sé de qué hablo pues Newey sustituyó a Enrique Scalabroni en Williams F1…, es su experiencia.

La experiencia siempre es un grado

Esta abrumadora experiencia se basa en haber trabajado en muchos campos en los que los fluidos intervienen: Barcos, Motos, Race cars de subida de montaña (Pikes Peak), F1, etc… Un sinfín de otros campos, la mayoría competiciones.

Esta experiencia le proporciona una soltura impresionante a la hora de intentar aplicar al aire, fenómenos que ocurren en el agua, por ejemplo. Pero claro: esta tormenta de ideas técnicas y su dilatada multi-experiencia, no le da el poder de la visualización de un flujo de aire ni el de la posible optimización de la idea inicial de manera inmediata.

En Red Bull en particular, donde ha estado los últimos muchos años, tiene bajo sus órdenes y tutoría, un ejército de ingenieros, especialistas en aerodinámica y CFD:

Adrian Newey propone la idea, se discute entre todos, se analizan las posibles viabilidades o versiones, se diseñan varias posibilidades, se ensayan en CFD y en túnel de viento, y aquellas más prometedoras, se prueban en pista; por regla general, según contó el mismo Newey, solo sale a pista el 5% de las ideas… Y no todas funcionan…

La optimización y viabilidad de sus ideas, es absolutamente esencial y el equipo liderado por él, es increíblemente eficaz; se conocen desde hace años y eso, es muy muy importante.

Minimizar los sidepods

Vayamos al tema que nos atañe:

La idea que planteó, incluso hace varias temporadas se dice, pero que hasta la temporada actual no se ha materializado como se aprecia (es verdad que en sus diseños, siempre ha sido una constante, el hecho de reducir los sidepods), es la de:

  • Reducir el tamaño de los sidepods y de la entrada o inlet.
  • Instalar entradas “no habituales”.

Hay que recordar los objetivos que tiene un sidepod, ya que el hecho de crear estos nuevos pontones, responde a:

  • Una reducción de la resistencia aerodinámica.
  • Un mejor encauzamiento de flujos de aire allí donde se requieran.

Y estos, son los objetivos que pretende Newey con este novedoso diseño.

La mejor posición del inlet

El objetivo de este artículo, es mostrar cómo Newey localiza la mejor posición del inlet o entrada del aire a los pontones, para producir:

  • La menor resistencia aerodinámica.
  • Que entre la cantidad de aire necesaria para poder refrigerar adecuadamente.

Como se decía anteriormente, Adrian Newey, por su experiencia mencionada, puede “intuir” aproximadamente por dónde circula un flujo de aire, pero solo aproximadamente; debe recurrir a otros “ojos” que sean capaces de saberlo con exactitud; dichos ojos son los de la herramienta CFD.

Muchos comentaristas técnicos en televisión fundamentalmente, son capaces de señalar con el ratón cuáles son los caminos que trazará el aire a través y por encima del coche; es algo increíble para mí sinceramente: simplemente con una imagen puesta en la pantalla de una televisión, ya son capaces de saberlo y es más: lo aseveran con mucha rotundidad y con total seriedad. En fin…

… Y es más: son capaces de señalar dónde empiezan los vórtices pues según ellos, se van a producir; en fin; no hay más palabras.

Por supuesto que esto, si lo viera Newey, se llevaría ¡¡las manos a la cabeza!!

Aplicación de técnicas de CFD

Es necesario aplicar técnicas de CFD para saberlo y en función de ello, localizar posibles posiciones para una entrada de un sidepod. El proceso es simple:

  • Se plantean ideas.
  • Aquellas ideas “prometedoras”, se dibujan en CAD y se ensayan en CFD.
  • Se analizan los flujos y cauces, con el objetivo de que por la entrada, entre la cantidad de aire suficiente para refrigerar el tren motor (es el objetivo principal, en todo caso). La salida y sistemas de extracción del aire de los pontones, se analizarán en otros vídeos.

Por supuesto que todo lo que hay por delante del pontón es importante, pues condiciona el flujo hacia atrás, pero algo que normalmente no se tiene en cuenta o simplemente se desconoce, es que todo lo que está detrás, también incluye en los sistemas aerodinámicos situados por delante (se producen zonas de alta y baja presión, que alteran o condicionan el flujo hacia delante).

Las cosas que más influyen al flujo de entrada en el sidepod son:

  • Trapecios de la suspensión.
  • Barge boards.
  • Morro.
  • Bandeja de suelo.
  • Alerón frontal.
  • Todo lo de detrás…
  • Otros…

Todos estos elementos, también serán analizados en otros vídeos con detalle.

Esta última imagen del alerón frontal, ilustra perfectamente el objetivo de este vídeo: la complejidad extrema que saber qué masa de aire atravesará el pontón… Como se aprecia, los “obstáculos” son muuuyyy variados y muuuyy complejos. Para averiguarlo, utilizaremos el software CFD.

Es más: Newey debe situar las entradas de los pontones, en un lugar tal que en cualquier “circunstancia” sean capaces de aspirar la cantidad necesaria de aire para refrigerar el motor; notar que existen muchas “circunstancias”; principalmente:

  • La variación del ángulo de incidencia del alerón frontal, modifica el flujo de aire.
  • Si el coche se encuentra en una curva, el flujo de aire también se ve alterado.
  • Etc…

Miramos un ejemplo

Para el ejemplo, trabajaremos sobre el modelo completo de F1 de la temporada 2019; elegimos éste, pues el CAD de la temporada 2024, lo tendremos todavía en varios meses a la vista y no, en este momento; pero para lo que queremos ilustrar, no es ningún problema.

Modelo en CAD: el modelo posee todas las partes más importantes del coche:

Body principal, radiadores, planta motriz con colectores (8 cilindros) y escapes, volante, ala “T”, Alo, ruedas con llantas, tuerca ruedas, discos de freno, pinzas, conductos refrigeración frenos, casco piloto, monkey seat, front y rear wing, trapecios suspensión, neumáticos, barge boards; condiciones de la simulación: llantas rodantes, suelo rodante, radiador, neumáticos rodantes, salida de gases calientes por los escapes, refrigeración de frenos, bloque motor, colectores y escapes, admisión de aire para el motor, 250 Km/h:

En posteriores vídeos, analizaremos con detalle, las zonas que producen downforce/lift y las zonas que producen drag.

Líneas de corriente desde la boca o inlet; estas líneas marcan los caminos que el aire recorrerá desde la parte frontal hasta introducirse en el sidepod; observar que el aire que llega a introducirse, no es el que una persona tendería quizás a imaginarse (no es aire frontal); se tiende a pensar que el flujo que entra proviene de la zona marcada en círculo negro:

Pero la realidad es muuuyy diferente y complicada:

Como se aprecia en la imágenes, el flujo que entra en los pontones, viene de muchos sitios y todos ellos, complicados: de encima y de debajo del alerón frontal, de entre los trapecios, etc…:

Esto hace que la predicción de por dónde entrará el aire ante posibles variaciones de la incidencia del alerón frontal, o si el coche está en curva o no, o simplemente del pitch o rake del coche ante quizás baches, sea algo extremadamente difícil de determinar; he aquí de nuevo, ¡¡la genialidad de Adrian Newey!!

No es tan fácil de ver

De hecho, existen vehículos, por ejemplo uno de la fórmula universitaria FSAE, en que los flujos que entran por el sidepod, son más complicados de visualizar con CFD que incluso los de un F1 (y mucho más sin CFD…):

Este coche, se analizará en multitud de otros vídeos, no sólo analizando los resultados que ofrece el CFD, sino aprendiendo a programar las simulaciones sobre este tipo de vehículos; no os los perdáis ¡¡bajo ningún concepto!!

En resumen: Adrian Newey es un genio, pero le ayudan su experiencia y las herramientas, junto a un equipo de grandes ingenieros. Bien es verdad que sólo es genio y actúa como tal, aquella persona que proporciona una idea que nadie es capaz de proponerla. Así es Newey

Sobre los autores

Timoteo Briet

Licenciado en Matemáticas y Doctor Ingeniero Industrial; profesor de diversos Másters en Ingeniería de competición (España: SunRed (Barcelona), Universidad Politécnica de Valencia, Universidad de Nebrija (Madrid); Francia: Ismans (Le Mans)).

Especialista en Aerodinámica y Simulación CFD. Infinidad de Artículos en revistas especializadas como Racecar-Engineering y demás.

Especialista en Motorsport: Post Rig, Aero Post Rig, Aerodinámica, Vibración Aerodinámica, CFD Simulación, Suspensión, Neumáticos.

Ha escrito varios libros sobre Aerodinámica de acceso libre. Diseñador de diversos vehículos para varias categorías: LMP1 y LMP3 (Le Mans), Pikes Peak (Enviate Hyper Car), Aprilia 125cc 2008, Xerus bus de Tata Motors, Peugeot Argentina 2018 para DTA para TC2000, etc.

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Xavier Gázquez

Fundador y CEO de Grainingf1.com fotógrafo acreditado por la FIA para Fórmula 1, F 2, F 3, FE y Indy Car. Hemos realizado el anuario de la Fórmula 1 2019, avalado por Bernie Ecclestone, Liberty Media y la FIA, este ejemplar lo han adquirido todos los equipos y varios pilotos de la actual parrilla, entre ellos un campeón del mundo. Algunas de mis fotos las poseen varios pilotos de la actualidad.

Actualmente trabajando en otros proyectos para la Fórmula 1 y la Indy Car.

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