
Dentro del contexto del nuevo reglamento de 2009, enfocado a aumentar los adelantamientos básicamente, encontramos, tal y como ya hemos podido comprobar en los test invernales, que el alerón delantero ha sufrido muchas modificaciones: la neutralización del perfil central (adiós a los complicados perfiles ideados por los equipos), la nueva anchura y finalmente el más importante (y seguramente la modificación aerodinámica más importante): la variación del ángulo de ataque del alerón delantero por parte de los pilotos.
En este artículo comentamos los principios del alerón móvil; en un futuro artículo, realizaremos una simulación CFD de un alerón los efectos del nuevo alerón móvil sobre el rendimiento de un Fórmula 1.
Al pié de la regla se trata de toda una revolución en la Fórmula 1, de hecho no es una novedad: la variación del ángulo de ataque de los alerones fue prohibido en los setenta poco después de la revolución de la aerodinámica con la entrada en juego del efecto suelo en la Fórmula 1. La razón de que esto sea revolución reside en las ventaja que proporciona: al variar el ángulo de ataque del alerón, se modifica el ángulo de incidencia del flujo de aire limpio que lleva al coche, cuanto más pronunciado es el ángulo de ataque mayor es la presión que ejerce el aire sobre el alerón y por lo tanto mayor es la fuerza resultante sobre este, por consiguiente aumenta el downforce a la par que aumenta la resistencia aerodinámica. Existen por lo tanto dos consecuencias ventajosas:
VELOCIDAD MÁXIMA/DOWNFORCE MÁXIMO: brinda la posibilidad de que el monoplaza alcance la velocidad punta en una recta (ángulo de ataque nulo) cuando minimizamos la resistencia en el alerón y luego aumentar el ángulo de ataque para obtener más downforce y realizar a mayor velocidad las curvas rápidas.
FACILITACIÓN DE ADELANTAMIENTOS: Su uso más importante (y la filosofía por la cual fue introducido) es la de facilitar los adelantamientos. Esto se produce puesto que cuando un monoplaza sigue de cerca a otro, debido al aire sucio se produce una pérdida de downforce en la parte delantera del monoplaza que termina traduciéndose en subviraje para el monoplaza. De esta forma, ajustando el alerón se puede compensar esa pérdida de downforce y evitar en la medida de lo posible el subviraje.
Los pilotos serán capaces de realizar dos ajustes en el perfil principal del alerón delantero (normalmente se trata del segundo perfil de la cascada de perfiles), dos veces por vuelta, un rango de 6° (-3° a +3° des de la posición neutral).
ESTUDIO CFD APROXIMADO DE UN ALERÓN DELANTERO
Para hacernos una idea aproximada acerca del efecto de la variación del ángulo de ataque en un alerón delantero se ha realizado para este primer artículo un sencillo estudio CFD bidimensional, utilizando una aproximación a un alerón delantero actual. Se han considerado dos casos, el primero con perfil en supuesta posición neutral, y el segundo con un perfil inclinado 6º con respecto al neutral.


Figura 2 - Contornos de Presión absoulta (Pa). Perfil neutro.

Figura 3 - Contornos de Velocidad (m/s). Perfil neutro.

Figura 4 - Contornos de Presión absoulta (Pa). Perfil a 6º.


Figura 5 - Contornos de Velocidad (m/s). Perfil a 6º.
Los resultados nos indican que la variación de 6º del ángulo nos proporcionan una diferencia de downforce de un 10%, los órdenes de magnitud están alrededor de los 1000 N
Teniendo en cuenta que el alerón delantero junto con el trasero y con el difusor son los las principales fuentes de downforce de un Fórmula 1, podemos ver cómo efectivamente este aumento de 6º produce un impacto bastante sustancial sobre la cantidad de downforce disponible.
En un futuro artículo realizaremos un análisis CFD exhaustivo sobre los nuevos alerones de la Fórmula 1 viendo como la variación de su incidencia afecta al comportamiento general del monoplaza, dónde también tendremos en cuenta la importancia de la repartición de pesos.
CONTROL DEL ALA MÓVIL
Figura 1- Mecánismo para mover el alerón en un avioneta

El modo en que los equipos han incorporado el alerón móvil sobre sus monoplazas viene a ser el mismo, aprovechando el plano vertical en los extremos del alerón (que sirve para controlar el flujo de aire antes de su incidencia en las ruedas y para disminuir los torbellinos al final de un ala que provocan resistencia. El equivalente en los aviones son los Winglets en los bordes de las alas), los equipos han montado un eje en la base del ala móvil adjuntada a los planos laterales, para hacer girar el ala sobre su eje, del mismo modo que se controlan los flaps en los aviones pero a una escala mucho más pequeña.
La mayoría de los equipos han optado por la solución de montar un pequeño motor enganchado al alerón que a través de un pequeño y sencillo sistema neumático se encarga de mover el alerón y lo que es más importante (y determina las especificaciones del motorcito): aguantar la fuerza que el aire ejerce sobre el ala para mantener el ala en esa incidencia a través de una varilla que une el motor con el ala móvil. Seguramente los equipos habrán ideado algún sistema de fijación para evitar que el motor tenga que estar funcionando constantemente.
Cómo primera aproximación a la dimensionalización de dicho motor (cada equipo ha optado por montarlo en una parte distinta del alerón), podemos considerar una fuerza ejercida por el aire de unos 2800 N,. Esta fuerza aplicada sobre la superficie mojada de una de las alas móviles produce una fuerza aproximada de 300 N significa que el par que debería vencer el motor sería de unos 150 N•m.
Dicha cantidad será la que deberá ejercer el motor de forma constante para aguantar el ala móvil en una cierta posición o para llevarla a una posición fija. La implementación de un motor de estas características no debe presentar grandes problemas para las escuderías puesto que el peso de un micro motor neumático puede llegar a ser de unos 100 g y su funcionamiento está bastante extendido.
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