El nacimiento de un F1 – Parte I

El trabajo conceptual

© Renault F1 & B.A.R.

Desde el primer diseño en borrador hasta las pruebas invernales en Barcelona, toma aproximadamente 12 meses producir un chasis de Fórmula 1. Aquí está la historia en 4 diferentes episodios, de las principales etapas de fabricación de un auto de F1, con el Director Técnico de Chasis de Renault F1, Nick Chester.

Desde el punto de vista de un anatomista, un auto de Fórmula 1 está hecho de no menos de 20.000 piezas. Una vez ensamblados, éstos encarnan un concepto, una visión que se inició mucho antes.

Antes de armar todas las piezas del rompecabezas, los equipos de Fórmula 1 deben definir las principales orientaciones técnicas que impulsarán el diseño del auto. Para hacerlo, los ingenieros tienden a usar las especificaciones del auto de la actual temporada, como punto de partida.

“Cuando tienes un periodo con reglas estables, comienzas con el auto actual como referencia”, agregó Chester. “Es posible que sepas que hay ciertas cosas en el auto que son una limitación. Tal vez, por ejemplo, el paquete de refrigeración no sea el ideal. Entonces, como parte del diseño del nuevo auto, tratas de abordar las áreas que consideras débiles”.

© XPB Images

“También pretendes dar a los aerodinamistas más libertad para desarrollar las estructuras clave de los flujos. Por ejemplo, podrían haber visto algo que requiere un gran cambio de geometría para permitir un mayor desarrollo”

“Entonces, haces esos grandes cambios desde el principio y sigues evolucionando desde esos puntos. Siempre estás tratando de descubrir cuales son las limitaciones para que puedas darles más libertad a los aerodinamistas. Es muy diferente cuando, por ejemplo, en 2017, todo es nuevo en este auto e intentas hacer todo al mismo tiempo”.

© F1i

Cajas de Legalidad

Cuando tienen que comenzar desde un lienzo en blanco, los ingenieros de F1 comienzan a preparar los volúmenes y las áreas donde colocarán las piezas y los elementos de la carrocería que alojarán a los componentes clave, como el depósito de combustible, el motor, la transmisión, etc.

“Los puntos de partida son realmente las regulaciones. Tienes que mirarlos y luego construir dónde están los cuadros de legalidad.” [Vale la pena recordar que las reglamentaciones técnicas no especifican las dimensiones para cada componente individual; de lo contrario, todos los automóviles serían iguales. En cambio, el libro de reglas marca áreas donde los ingenieros son libres de colocar partes. Por ejemplo, el Artículo 3.7.1 estipula que el alerón delantero debe estar dentro de una caja definida por cuatro líneas, de ahí que los ingenieros hablen de “cajas de legalidad” o áreas reguladoras].

“Eso te dice dónde se pueden comparar los pies del conductor con los mamparos, donde el combustible se puede ubicar detrás del conductor. Te dice dónde tiene que sentarse la carrocería”.

“Eso te da un marco, sabiendo dónde puede colocar la geometría clave, dónde se va a sentar el piloto y qué cargas de homologación (lastres) se tienen que diseñar”.

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Acomodando varios procesos paralelos

Sería erróneo pensar que los aerodinamistas de la F1 están diseñando el automóvil de forma aislada de los otros departamentos del equipo, dejando a sus colegas con un marco establecido donde tienen que encajar todas las partes. El diseño de la F1 tiene que ver con la colaboración:

“Hay muchos procesos paralelos pasando. Los especialistas en aerodinámica trabajan con la envoltura del cuerpo para tratar de generar el mayor rendimiento aerodinámico posible. Pueden tener un concepto de lo que quieren hacer con las estructuras de flujo en el auto, y luego piensan ‘¿cómo podemos diseñar una geometría que logre lo que queremos?’”

“Trabajamos en paralelo con los ingenieros de Viry [la fábrica de motores de Renault en Francia] para descubrir cómo podemos empaquetar la parte posterior del chasis y el motor para obtener de manera efectiva el auto más liviano y uno que funcione bien aerodinámicamente. Así que hay muchas iteraciones y conceptos que se sustraen entre Viry y Enstone [el departamento de chasis de Renault en el Reino Unido] “.

© Renault F1

Tomemos el ejemplo específico del tanque de combustible, que tiene que llevar una carga de 105 kg para una carrera. Los ingenieros del motor y del chasis tienen que trabajar y pensar juntos para obtener el mejor diseño posible, teniendo en cuenta que la parte trasera del tanque se encuentra cerca del calor liberado por el motor V6.

Eso significa que se debe encontrar el compromiso correcto entre la longitud y el ancho: un tanque más grande naturalmente tendrá un impacto en el diseño de los radiadores, así como también determinará la resistencia del flujo de aire. Del mismo modo, aumentar las temperaturas de funcionamiento de los sistemas de recuperación de energía (ERS) permitiría radiadores más pequeños, lo que a su vez ayuda en términos de reducir el arrastre aerodinámico (DRAG).

© F1i

Adivinanza

Una vez que se ha definido el concepto general, se deben tomar decisiones estratégicas clave sobre la forma del tanque, las dimensiones del motor, la longitud y el tamaño de la caja de engranajes, la geometría de las suspensiones, etc.

Por supuesto, estas decisiones deben cumplir con los reglamentos técnicos de la F1 (que exigen cosas como la distribución del peso, la longitud máxima de la distancia entre ejes, etc.), mientras que las restricciones aerodinámicas también deben tenerse en cuenta. De hecho, el empaquetado de componentes mecánicos clave juega un papel vital en la definición de una aerodinámica eficiente.

En términos de fabricación, la producción de las partes internas de los componentes clave debe venir antes de las envolturas que las alojarán. De hecho, lleva más tiempo fabricar las partes internas, incluso más cuando se sabe que se necesitan varias transmisiones en las pruebas de invierno, por ejemplo.

“También hay un diseño de caja de cambios en marcha desde el principio del nuevo concepto de automóvil, ya que necesita un tiempo de producción de seis meses e interactúa con la unidad de potencia y con la distancia entre ejes y la suspensión. La caja de cambios debe llevar las cargas de suspensión y tener los puntos de recogida adecuados para determinar la geometría de la suspensión trasera.

“Sabemos que en cierta fecha tenemos que lanzar el diseño del chasis para comenzar a hacerlo. Sabemos la fecha en que tenemos que lanzar un diseño para la caja principal de la caja de cambios y un poco más tarde el diseño para las partes internas. Intentamos unir todas estas versiones paralelas para que podamos llegar a una fecha en la que las cosas tienen que comenzar a construirse “.

En esta carrera contra el tiempo para fabricar un auto de Fórmula 1, la planificación de la producción es primordial y un área que veremos en el segundo capítulo de nuestra serie.

© XPB Images

Fuente:  http://en.f1i.com/magazine/magazine-technical/289948-birth-formula-1-car-conceptual-work.html

 

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