Aqui está o novo carro que a Fórmula 1 espera melhorar as corridas em 2022

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Na quinta-feira em Silverstone, Inglaterra, antes do Grande Prêmio da Inglaterra deste fim de semana, a Fórmula 1 revelou o carro do próximo ano ao público. 2022 verá a maior mudança nos regulamentos técnicos do esporte desde a introdução dos trens de força híbridos turboalimentados em 2014. Houve uma mudança fundamental na forma como o carro cria seu força descendente aerodinâmica, com o objetivo de torna mais fácil para os carros de F1 competirem de perto entre si. Ars conversou com Rob Smedley, diretor de sistemas de dados da F1, para descobrir por que e como o novo carro surgiu.

Qual é o problema?

Os carros que irão competir entre si em Silverstone neste fim de semana usam o ar para gerar aderência por meio de uma combinação de asa dianteira e difusor traseiro. E eles fazem uma grande quantidade de downforce, o que é parte da razão pela qual os tempos de volta da F1 atingiram mínimos históricos. O problema é o que acontece com o ar depois que ele passa sobre a carroceria de um carro de F1 – torna-se um enorme rastro de ar perturbado. Uma asa rodando em ar turbulento não funcionará tão eficientemente quanto uma asa rodando em ar puro, e isso significa que é muito difícil para um carro seguir outro de perto o suficiente para tentar ultrapassar – algo que os fãs de F1 disseram ao esporte que desejam para ver com mais frequência.

"Conforme o carro (2021) se move, digamos um segundo para trás, ele perde cerca de 25% de sua força descendente", disse Smedley. "À medida que se move para cerca de meio segundo – uma distância de fechamento e chegando ao ponto onde eles poderiam começar a ter essa interação roda com roda – nesse ponto ele perde 40 por cento de sua força descendente. Portanto, a perda é imensa."

O desempenho de um carro de F1 sempre foi uma mistura de desempenho aerodinâmico, aderência do pneu e potência do motor, mas nos mais de 25 anos em que sou fã do esporte, a aerodinâmica tem sido o mais importante desses três elementos. "Nunca pensamos realmente sobre a importância do efeito de esteira – o fluxo de ar saindo do carro no carro de trás – apenas aceitamos que é o que acontece na Fórmula 1", disse Smedley. Isto é, até agora. (Ou, no próximo ano para ser devidamente preciso.)

Como eles estão consertando isso?

Nos últimos anos, as equipes de F1 fizeram investimentos maciços em fazendas de servidores, à medida que o esporte reprimia os testes irrestritos em túneis de vento (em uma de suas repetidas tentativas de controlar os custos, algo agora feito de forma muito mais eficaz com um limite de custo) Mas essa decisão veio das equipes – o esporte em si não tem esses tipos de recursos internos com os quais contar. Em vez disso, ele se voltou para a Amazon.

"Em parceria com a AWS, fomos capazes de redesenhar basicamente um carro de Fórmula Um usando a simulação de dinâmica de fluidos computacional (CFD). E era importante que estivéssemos projetando o carro com o carro seguinte", explicou Smedley.

Projetar uma simulação de dois carros é significativamente mais complexo do que uma simulação de um único carro e, na verdade, o processo teria sido perigosamente lento se cada equipe tivesse tentado fazê-lo sozinha. "As equipes são muito limitadas pelo que é chamado de restrição de teste aerodinâmico, que faz parte dos regulamentos técnicos, então elas têm permissão para executar uma certa quantidade de poder de computação que equivale a cerca de 190 núcleos de poder de computação quando fazem suas simulações de CFD ", Disse Smedley.

A adoção do EC2 deu à equipe de Smedley muita flexibilidade e acesso a muito mais poder de computação, tanto quanto todas as 10 equipes poderiam reunir. "Começamos com cerca de 1100 núcleos e depois chegamos a cerca de 2500 núcleos. Em um ponto, estávamos girando para cima de 7.000 núcleos, o que é simplesmente alucinante", disse ele.

Isso significava que sua equipe poderia resolver os problemas rapidamente. A equipe de Smedley conseguiu fazer simulações de dois carros em cerca de seis horas, em comparação com os quatro dias que levaria usando a infraestrutura CFD de uma equipe. "O que significou desenvolver o novo carro de forma ágil e isso realmente mudou o jogo", acrescentou. "Nós sabíamos qual era efetivamente o conceito do carro, mas poderíamos provar isso de forma científica."

Como um carro de F1 fará downforce em 2022

Como você pode ver nas fotos, o carro 2022 tem um design muito mais limpo do que os carros de corrida atualmente. Existem muito menos apêndices aerodinâmicos surgindo aqui e ali (já que isso é algo que não será permitido ao abrigo dos regulamentos técnicos do próximo ano). Há uma asa dianteira menos complicada, dispositivos de controle para mitigar um pouco do ar turbulento que sai das rodas dianteiras e, em seguida, um piso moldado que gera a maior parte da força descendente do carro via efeito de solo, algo que a F1 viu pela última vez no início dos anos 1980.

Redirecionar a esteira do ar perturbado de um F1 parece ser uma mudança importante. "Por causa da mudança no diferencial de pressão na parte superior e inferior do carro, você obtém um efeito de lavagem ascendente muito, muito forte", disse Smedley. "Portanto, a esteira realmente levanta ao invés de lavar e criar esse enorme vazio de fluxo realmente turbulento e não newtoniano atrás do carro."

Desculpe, as asas ficam por agora

Eu perguntei a Smedley se F1 tinha considerado qualquer coisa radical, como abrir mão das asas por completo a favor da aderência mecânica. Muitos fãs acreditam que esse tipo de ajuste resultaria em corridas muito melhores. Afinal, diminuir o arrasto é mais importante em termos de relevância do carro de estrada do que adicionar downforce em velocidades de três dígitos, e a Peugeot até optou por um design sem asas para seu próximo piloto híbrido de Le Mans, o 9X8.

"Se você abandonasse isso – uma fórmula aerodinâmica – você lutaria para recuperar esse desempenho e provavelmente terminaria com tempos de volta significativamente mais lentos e estes não seriam os carros de corrida mais rápidos do planeta. Então, acho que é importante que nós não tirei isso, mas também acho importante que tivéssemos um bom olho na eficiência ", respondeu Smedley. "Reduzimos a capacidade de criar muita força descendente – e, portanto, muito arrasto – com os móveis ao redor da cabine; você vê essas tábuas muito intrincadas e pás giratórias e soluções geradoras de vórtices em todos os carros (atuais). "

Como resultado, os carros do próximo ano terão uma taxa de elevação: arrasto muito maior do que os carros de corrida atuais (que estão entre 7: 1 e 9: 1, de acordo com Smedley).

Imagem da lista pela Fórmula 1

Fonte: Ars Technica