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F-Duct automático y español: un proyecto para 2011
Su inventor nos explica cómo adaptarse a la nueva normativa
El F-Duct estará prohibido en su forma actual a partir de 2011, pero el ingeniero español Diego Cano Zuriguel ha desarrollado un sistema automático y sin la intervención de la electrónica por el que los coches podrían beneficiarse de una mayor carga aerodinámica en momentos puntuales, tal y como sucede ahora.
Un sistema pasivo de administración automática del conducto F en un coche de Fórmula 1; este concepto tiene por objeto liberar al piloto del control manual del conducto F y accionarlo total o parcialmente en todos los momentos posibles en que sea beneficioso y seguro. Para tener más posibilidades de ser aceptada su incorporación por el reglamento actual, este sistema será pasivo, no pudiendo utilizar ningún tipo de control externo electrónico.
Tampoco habría razones para prohibirlo en la siguiente temporada, ya que según lo aprobado recientemente por la FIA: "Cualquier otro sistema (refiriéndose al futuro alerón trasero ajustable) que requiera de movimientos del piloto para alterar las características aerodinámicas del coche quedará prohibido desde 2011".
Video demostrativo - F-Duct automático
Para su funcionamiento, aprovecharemos las propias fuerzas G generadas en el monoplaza. Estas fuerzas G serán las que controlen el accionamiento del sistema, pues encierran datos muy útiles del estado del monoplaza en cada parte del circuito. Por ejemplo:
- La aceleración rápida en recta o en curvas, que indicaría que el monoplaza o bien sale de parado a velocidad lenta o está saliendo de una curva después de frenar en ésta. En cualquier caso, sería preciso desactivar el conducto F para conseguir mejor tracción.
- Frenadas, que indica que el monoplaza se prepara para trazar una curva más lenta que su velocidad actual o que necesita reducir su velocidad o pararse. En cualquier caso, también sería necesario desactivar el conducto F para mejorar el frenado y conseguir mayor agarre para trazar la inminente curva.
- Curva a izquierdas o a derechas, indica que se está trazando una curva más o menos exigente, para lo cual se desactivaría totalmente el conducto F en las partes más exigentes de esta curva y parcialmente en las más livianas.
- Fuerzas G estables, indica que el monoplaza está parado o se encuentra en una recta larga o trazando recto cortando una o varias curvas consecutivas, por lo que primaría la velocidad sobre el agarre, para lo cual se activaría el Conducto F hasta que estas fuerzas G dejen de ser estables.
Este sistema será incorporado en el tramo del conducto que contiene el orificio que actualmente debe ser taponado por los pilotos para accionar el F-Duct (Fig. 1)
En esta parte colocaremos la pieza principal del sistema, que definiré como "actuador" (Fig. 2). Esta pieza se puede desplazar libremente a lo largo del conducto y girar a su alrededor, y básicamente es un tubo dentro de otro. Al someterse este actuador a las fuerzas G que soporta el monoplaza, se desplaza hacia adelante en las frenadas y hacia atrás en aceleraciones, a la vez que gira a izquierdas en curvas a derechas y a derechas en curvas a izquierdas
Pala limitar el movimiento de esta pieza y que vuelva a su posición inicial cuando las fuerzas G se estabilizan acoplaremos un resorte (Fig. 3) a un extremo del actuador, el cual fijaremos al tubo del conducto por el otro extremo centrando así el actuador para que tape el orificio de accionamiento del F-Duct cuando no exista aceleración rápida o frenada y liberando este orificio cuando exista cualquiera de estas dos condiciones en la proporción correspondiente. Para que este sistema pueda también girar alrededor del conducto y liberar el orificio en las curvas, incorporaremos un rodamiento (Fig. 3) entre la sujeción del resorte y el conducto.
Al igual que se necesita limitar el desplazamiento del actuador en aceleraciones y frenadas, también es necesario hacerlo en las curvas. Para ello sujetaremos la parte del rodamiento que sujeta el resorte con unas gomas, muelles o pequeños amortiguadores (Fig. 4) que luego fijaremos por su otro extremo al conducto. De esta forma el actuador también volverá a su posición inicial de giro después de cada curva.
Por último incorporaremos al actuador un sistema de contrapesos adecuados (Fig. 5) que faciliten el desplazamiento de este mediante las fuerzas G
El actuador podrá ser modificado según las características de cada circuito modificando tres sencillas cotas (Fig. 6).
Asimismo, las características del resorte, los contrapesos y de las gomas o amortiguadores también podrán adecuarse a las necesidades de cada circuito. También puede incorporarse otro sistema de resorte y rodamiento (simétrico al primero) al otro extremo del actuador para controlar mejor su desplazamiento y recuperación en las frenadas.
Sistema pasivo de administración automática de conducto F de 3 vías
Gracias al sistema anterior se abre la posibilidad de administrar más de un conducto F de manera simultánea.
En este caso, se administraría el F-Duct estándar además de otros dos F-Duct adicionales, uno que tendría que ser diseñado para facilitar curvas a izquierdas igual que otro para curvas a derechas. Estos F-Duct adicionales podrían quitar algo carga aerodinámica donde sea más conveniente en cada caso.
Vídeo de simulación de funcionamiento: F-Duct de triple vía
Para evitar el aumento de peso y dimensiones que supondría la colocación de 3 sistemas separados, utilizaremos uno solo de estos sistemas dividiendo en 3 partes el interior del conducto (Fig. 7) y realizando 2 orificios más en este. De esta forma, cada vez que se tapone uno de los orificios controlará el F-Duct correspondiente sin alterar el funcionamiento de los otros dos.
Estos orificios adicionales se taponarán solamente en sus curvas correspondientes y cuando no exista al mismo tiempo aceleración rápida o frenada. El tamaño de los orificios y su forma también puede variarse para adecuarlo a las características de cada circuito.
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