Todo tecnología. Alerones.
Es importante, antes de seguir, entneder qué significa que un alerón entra en pérdida, o que el flujo de aire se separa. La figura siguiente muestra, de manera esquemática, como el flujo de aire por la parte inferior del ala se 'desprende', produciendo la entrada en pérdida del alerón, o en otras palabras, dejando de generar carga aerodinámica.
En el programa discutiremos el efecto de diferentes parámetros sobre el coeficiente de sustentación (a mayor coeficiente de sustentación, mayor carga aerodinámica, y por tanto, mayor agarre del vehículo al asfalto). En realidad, la carga aerodinámica depende de la densidad del aire, de la velocidad del flujo al cuadrado, del área del alerón y del coeficiente de sustentación.
En la primera gráfica se muestra el efecto con el ángulo de ataque. Es interesante ver que al aumentar el ángulo de ataque se aumenta la carga aerodinámica, hasta un cierto límite, en el que el alerón deja de generar carga aerodinámica.
Las siguientes dos figuras muestran el efecto del grosor del alerón y de la curvatura (alerón simétrico y no simétrico).
Veremos también que la forma de generar mayor carga aerodinámica pasa por disponer de mayor área de ala (restringido por normativa generalmente) o aumentar el coeficiente de sustentación. Para ello se suelen usar alerones con varios planos. En las dos siguientes figuras se muestras dos tipos de configuraciones de alerones con un flap adicional colocado en el borde de fuga del plano principal.
La gráfica siguiente muestra el efecto sobre el coeficiente de sustentación, en función del ángulo de ataque, de la curvatura y de la presencia de flap. Es interesante, no sólo el aumento drástico del coeficiente de sustentación, sino también del adelantamiento (en ángulo de ataque) de la entrada en pérdida.
Si aún queremos o necesitamos más carga aerodinámica podemos añadir un flap adicional, y visualizar su efecto en la gráfica de más abajo. Incluso, en la tercera figura, vemos una solución adapata hace años en la CART, en la que se añadió un cuarto flap en configuración extrema.
Cuando se dispone de alerones con múltiples flaps, que generan grandes cantidades de carga aerodinámica, el conjunto suele entrar en pérdida con prontitud. Para evitar todo esto se suele recurrir al posicionamiento de una aleta o en inglés slat, que no es más que otro flap. El efecto sobre el coeficiente de sustentación es bien claro, como se ve en la gráfica inferior.
Pero todo esto no es nuevo, apareció hace mucho tiempo en los aviones y hoy en día se sigue usando en aviones comerciales.
Finalmente, no sé si hoy podremos hablar de ello, es importante tener en cuenta que el alaerón no es bidimensional, sino tridimensaional, y por tanto, deber tener un fin, o en términos más técnicos, condiciones de contorno. Ahí entran las derivas laterales (endplates en inglés).
Otro recurso muy usado, más específico de vehículos de competición, son los flaps de Gurney, de los que también hablaremos.
Finalmente, el efecto suelo, o interacción del alerón con el suelo, es de vital importancia, como muestra la gráfica siguiente.
Las formas de los alerones delanteros, que no sólo generan carga aerodinámica, sino también modelan el flujo que entra por delante del monoplaza, para canalizar el aire por debajo del fondo, por encima, evitar que el aire llegue directamente a los neumáticos, y y al mismo tiempo permitiendo canalizar el aire adecuadamente a los pontones laterales para la refrigeración del motor. Casi nada!
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