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Análise técnica: como a Mercedes domou seu carro "diva" na F1

Carro de 2017 da equipe alemã causou 'dores de cabeça' para os designers e pilotos na época

Análise técnica: como a Mercedes domou seu carro "diva" na F1

Depois de um início dominante na era dos motores turbo híbridos na Fórmula 1, com a Mercedes ficando cada vez mais forte, era inevitável que em algum momento a equipe atingisse seu primeiro choque pelo caminho.

Esse momento veio em 2017 com um W08 que, embora ainda fosse bem-sucedido, causou algumas dores de cabeça para seus designers e pilotos, e rapidamente ganhou a reputação de uma espécie de 'diva'.

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O fato de tal desafio ter chegado naquele ano foi uma surpresa, já que a F1 decidiu mexer, naquela temporada, nos regulamentos em uma tentativa de aumentar a velocidade dos carros - e isso resultou em uma renovação aerodinâmica para todas as equipes.

Ferrari SF16-H overview comparing with the 2017 regulations
2017 vs 2016 rear comparison

As mudanças em destaque foram um aumento na largura do carro de 1,8m para 2m. Havia também uma asa dianteira em forma de delta, uma borda de ataque diagonal para o assoalho, mais liberdade de design para a região do bargeboard, um difusor de volume maior e um conjunto de asa traseira mais amplo e mais baixo.

Mercedes F1 W08, T-wing

Mercedes F1 W08, T-wing

Photo by: Giorgio Piola

Como de costume, com o retorno de tipos como barbatanas de tubarão e asas T, houve várias consequências das mudanças de regulamento.

A Mercedes não apenas aproveitou essas oportunidades, mas também aproveitou a alteração nos regulamentos para usar a barbatana de tubarão como uma forma de manter o carro resfriado quando necessário. Ele conseguiu isso com uma saída na parte superior da tampa do motor que poderia rejeitar o calor criado pela unidade de potência e seus acessórios.

Enquanto isso, sua asa T de loop duplo foi alojada em seu próprio pilar de montagem que, assim como o pilar da asa traseira, cruzou o escapamento para encontrar um ponto de montagem no topo da estrutura de colisão.

Mercedes W08 exhaust detail

Mercedes W08 exhaust detail

Photo by: Mark Sutton / Motorsport Images

As mudanças angulares nos regulamentos, que foram concebidas como uma forma de melhorar a estética, resultaram em um aumento dos carros. O bico foi extrudado em mais de 200mm, enquanto a asa traseira também se inclinou mais para trás do que em 2016.

As alterações na frente dos sidepods e na borda do assoalho, incluindo uma elevação, também levaram muitos a repensar todo o mapa aerodinâmico do carro. Isso é de particular interesse quando consideramos o handshake feito entre o assoalho, agora 200mm mais largo, e o difusor, cujo volume foi aumentado significativamente.

Para combater isso, a Mercedes revisou a distância entre eixos do W08, adicionando aproximadamente 200mm entre os eixos dianteiro e traseiro. Parte dessa motivação foi tentar suavizar os golpes aerodinâmicos que as novas regras tinham em sua filosofia de baixo rake.

Enquanto isso, a suspensão dianteira também foi revisada, com a equipe levantando o braço da suspensão superior por meio de uma extensão vertical, a fim de alterar as características aerodinâmicas e mecânicas do carro.

Mercedes W07 front suspensions

Mercedes W07 front suspensions

Photo by: Giorgio Piola

Talvez o golpe mais crítico que a Mercedes sofreu tenha ocorrido um pouco antes do início da temporada, quando a FIA emitiu uma diretriz técnica sobre os sistemas de suspensão e seu papel na aerodinâmica.

Conforme já discutido no primeiro artigo desta série, o FRIC (Front and Rear Inter-Connected - Interconexão dianteira-traseira) foi banido a partir de 2015, mas isso não significa que as escuderias desistiram do conhecimento.

A diretriz, emitida em resposta a questões levantadas pela Ferrari, foi pensada para visar os sistemas e a direção de desenvolvimento que a Mercedes e a Red Bull tomaram, com ambas provavelmente prejudicadas por ela, dando à Ferrari uma pequena vantagem no processo.

Diário de desenvolvimento

A introdução de novas regras sempre resulta em uma corrida de desenvolvimento mais intensa, e 2017 não foi exceção. Como de costume, todos os times seguiram em sua própria direção antes de ver os carros uns dos outros, mas, com o início da temporada, ficou claro que veríamos as equipes convergirem para o que considerávamos as melhores soluções.

Apesar disso, e atendendo à conexão aerodinâmica entre a frente e a seção média do carro, a Mercedes apresentou um novo conceito no GP da Espanha. Flanqueando o corpo principal do bico agora mais estreito, sua solução de 'capa' era efetivamente um conjunto muito maior de pás giratórias que influenciaria o fluxo de ar muito mais cedo em seu ciclo.

Ela fez várias alterações em sua capa durante a temporada, otimizando o design para garantir que funcionasse conforme o esperado e em harmonia com as outras alterações que estavam sendo feitas no W08.

O conceito agora é usado em boa parte do grid da F1, com quase todas as escuderias executando ou tendo executado uma variação de design.

Mercedes W08 nose comparison, Russian and Spanish GP
Evolution of the Mercedes W08 nose in 2017

A área do carro que ofereceria o fruto mais acessível, devido à alteração do regulamento, seria sem dúvida a área localizada à frente dos sidepods.

Os designers conseguiram encontrar mais desempenho nos bargeboards e na borda dianteira do assoalho, enquanto agora havia a capacidade de usar orifícios totalmente fechados no perímetro externo.

O W08 passou por várias mudanças a esse respeito ao longo da temporada.

Enquanto isso, a área externa, sobre a qual os defletores do sidepod foram montados (seta azul), também foi ajustada em linha com as ranhuras adicionadas no piso.

Mercedes W08 new bargeboards, Malaysian GP
Mercedes AMG F1 W08 sidepod detail

A equipe também continuou a desenvolver configurações de downforce para os circuitos que visitaria, como a asa traseira de downforce visto abaixo usada no GP da Itália (à esquerda). Você também notará que a barbatana de tubarão foi estendida várias vezes durante a temporada, com uma atualização em Singapura e que ela se encontrou com o pilar T-Wing, aumentando a rigidez e adicionando uma área de superfície para aumentar a força lateral.

Mercedes W08 rear wing, Italian GP
Mercedes-Benz F1 W08 rear wing and aero detail

Todas essas mudanças ocorreram no contexto da Mercedes lutando com o equilíbrio de seu carro e, talvez mais importante, com a incapacidade de fazer os pneus funcionarem como previsto.

Depois de muita insistência em Brackley, a equipe começou a construir uma imagem mais clara do que era necessário para superar seus problemas, com o carro claramente pior em circuitos de baixa velocidade ou em condições mais quentes.

Os problemas, que estreitaram sua janela de configuração mais do que gostaria, giravam em torno dos pneus, com os traseiros dando mais trabalho. É uma batalha que todas as escuderias enfrentam a cada ano, com desempenho e durabilidade compensados da frente para trás por meio de alterações de configuração no circuito determinado.

A Mercedes inicialmente achou difícil, pois simplesmente não tinha espaço para fazer as alterações que precisava. Isso forçou os pneus para além de seu limite de temperatura determinado, tornando a vida difícil para a dupla de pilotos. Foi essa característica que lhe rendeu o apelido de 'diva'.

No entanto, à medida que a temporada avançava, a equipe alemã desenvolveu seu caminho para se destacar novamente, tornando tudo mais fácil para os pilotos.

W09

Isso não quer dizer que não houvesse dúvidas persistentes quando o W09 entrou na pista pela primeira vez, especialmente porque a escuderia sabia que precisava dar o seu melhor, para responder ao avanço que seus rivais também tinham apresentado.

Isso não significava que seria uma abordagem revolucionária. Em vez disso, procuraria maneiras de evoluir o conceito que o serviu bem, já que outra mudança de regulamentação também estava no horizonte.

Mercedes W09 halo comparison

Mercedes W09 halo comparison

Photo by: Giorgio Piola

Além disso, todas as equipes tiveram que lidar com uma nova chegada: o halo. O dispositivo de segurança não só acrescentou peso, mas também teve um impacto estrutural no design. Enquanto isso, sua presença também resultaria em complicações aerodinâmicas que todas as escuderias teriam que superar, com apenas uma pequena carenagem disponível para ajudar a compensar os problemas que havia criado.

A Mercedes não só usou a carenagem para redirecionar o fluxo de ar para o resto do carro, mas também aproveitou a instalação do halo para criar uma abertura de resfriamento onde outros simplesmente o mesclavam com o carro.

Isso reduziu a confiança que a equipe teria nos painéis de resfriamento, normalmente encontrados no topo do sidepod próximo ao cockpit (inserção à direita), e também alterou na questão de como o fluxo de ar se comportou quando se espalhou pela parte de trás do halo.

Mercedes AMG F1 W09 brake fins
Mercedes F1 W09 Front suspension wing compare to Sauber C37

A introdução do arranjo de braço triangular superior em 2017 foi seguido por novos desenvolvimentos naquela região no W09. A equipe fez alterações nas aletas montadas na cerca do freio para melhor gerenciar o fluxo de ar (à esquerda), enquanto uma aleta totalmente nova apareceu no GP do Canadá (à direita).

Curiosamente, esta foi uma ideia da Sauber, escuderia que mudou para a montagem triangular mais alta em 2018, provando que a Mercedes estudou os designs de seus rivais independentemente de sua posição na classificação (detalhe).

Mercedes AMG F1 W09 rear suspension
Mercedes AMG F1 W09 detail rear suspension

Para ajudar a aliviar os problemas que o time teve durante 2017, foram feitas alterações em sua suspensão traseira com o braço superior do W09 levantado na extremidade externa. Isso foi alcançado com uma extensão vertical, bem como a equipe havia feito na frente do carro apenas um ano antes e ofereceria a eles muito mais flexibilidade em termos de configuração.

Mercedes F1 AMG W09 rim tyre

Mercedes F1 AMG W09 rim tyre

Photo by: Giorgio Piola

Enquanto isso, tendo lutado constantemente com a temperatura dos pneus durante a campanha anterior, a equipe gastou uma grande quantidade de recursos para corrigir esse problema com o design do aro da roda.

Exteriormente, isso inicialmente parecia que tinha sido resolvido com a adição de grandes pontas na face do aro, que agem como um dissipador de calor - alterando a distribuição de temperatura entre a roda e o pneu.

Mercedes AMG F1 W09 rear brake duct
Mercedes F1 AMG W09 rim inside

Com o desenrolar da temporada, ficou claro que a Mercedes também tinha outro truque na manga, com uma solução muito inteligente que exigia que um aspecto do design se apoiasse no outro. O resultado disso significaria que o fluxo de ar absorvido pela entrada do duto do freio traseiro pudesse ser canalizado através do aro da roda para ajudar a controlar a temperatura interna do pneu.

Como podemos ver nas ilustrações, os orifícios na campânula do freio (esquerda) se alinhariam com os pequenos orifícios na face de montagem da roda (direita) e permitiriam o fluxo de ar capturado pela entrada do duto de freio.

Esse ar se moveria através das cavidades ocas dentro da roda e ajudaria a resfriar a temperatura interna do pneu. O ar quente é então puxado pelos orifícios centrais (setas vermelhas) e passado pela própria roda.

O W09 obteve 11 vitórias em 2018, todas nas mãos de Lewis Hamilton, que mais uma vez reinou de forma suprema, garantindo seu quinto título de pilotos. Enquanto isso, a Ferrari correu muito mais perto na disputa pelo título de construtores.

Na próxima edição, concentraremos nossa atenção no W10, pois a F1 adotou mais uma mudança de regra que pode bagunçar a ordem competitiva.

Enquanto isso, dê uma olhada no desenvolvimento do W08 e W09 que ainda não cobrimos, cortesia das ilustrações de Giorgio Piola.

Mercedes AMG F1 W08, steering wheel Lewis Hamilton

Mercedes AMG F1 W08, steering wheel Lewis Hamilton

Photo by: Giorgio Piola

W08 - Lewis Hamilton usou soquetes na extremidade de seus remos de embreagem para ajudar com o tato ao operar a embreagem depois que as regras foram alteradas pela FIA para colocar mais controle nas mãos dos pilotos.

Mercedes F1 W08, nose back

Mercedes F1 W08, nose back

Photo by: Giorgio Piola

Uma vista dentro do bico do W08 mostra a tubulação interna usada para mover o fluxo de ar da parte inferior do bico para a superfície superior do chassi.

Mercedes W08 cooling flap comparison

Mercedes W08 cooling flap comparison

Photo by: Giorgio Piola

A Mercedes usou várias soluções de refrigeração ao longo da temporada a fim de compensar os compromissos aerodinâmicos. Uma saída extra foi usada em algumas ocasiões (seta vermelha), enquanto uma aba flap na borda da saída de resfriamento principal também foi usada (seta azul).

Mercedes W08 front brake duct, Friday sessions, Azerbaijan GP

Mercedes W08 front brake duct, Friday sessions, Azerbaijan GP

Photo by: Giorgio Piola

Diferentes configurações de dutos de freios dianteiros foram usadas ao longo da temporada na tentativa de alterar a transferência de calor para os pneus através dos aros das rodas. Aqui podemos ver como a equipe usou um layout assimétrico para o TL1/TL2 no Azerbaijão.

Mercedes W08 front brake duct, Saturday and Sunday, Azerbaijan GP

Mercedes W08 front brake duct, Saturday and Sunday, Azerbaijan GP

Photo by: Giorgio Piola

Isso foi trocado por um layout simétrico durante a prova de classificação e a corrida.

Mercedes W08 narrow nose, Spanish GP

Mercedes W08 narrow nose, Spanish GP

Photo by: Giorgio Piola

Uma visão geral de cima para baixo do novo bico apresentado no GP da Espanha mostra como o corpo principal é estreito para acomodar a solução da capa.

Mercedes F1 W08 diffuser comparison

Mercedes F1 W08 diffuser comparison

Photo by: Giorgio Piola

Algumas mudanças foram feitas no difusor durante a temporada, com a maior parte desse esforço concentrado na seção de fora da borda.

Mercedes W08 new diffuser, Singapore GP

Mercedes W08 new diffuser, Singapore GP

Photo by: Giorgio Piola

Outras alterações foram feitas como parte da atualização em grande escala que apareceu no carro em Singapura.

Mercedes W08 added exits

Mercedes W08 added exits

Photo by: Giorgio Piola

A Mercedes executou este painel revisado, completo com duas saídas verticais adicionais, no W08 em várias ocasiões para ajudar com suas demandas de refrigeração.

Mercedes F1 AMG W09 rear wing Azerbaijan GP

Mercedes F1 AMG W09 rear wing Azerbaijan GP

Photo by: Giorgio Piola

Asa traseira em forma de colher usada pela equipe no Azerbaijão, observe a montagem.

Mercedes AMG F1 W09 rear wing

Mercedes AMG F1 W09 rear wing

Photo by: Giorgio Piola

Enquanto isso, a asa traseira em uma configuração de downforce superior com um suporte de pescoço de cisne duplo.

Mercedes F1 W09

Mercedes F1 W09

Photo by: Giorgio Piola

A equipe adicionou um grupo de geradores no topo do sidepod para o GP de Mônaco em um esforço para ajustar o fluxo sobre a superfície para o circuito de rua de baixa velocidade.

Mercedes AMG F1 W09 rear wing comparsion, Singapore GP

Mercedes AMG F1 W09 rear wing comparsion, Singapore GP

Photo by: Gorgio Piola

Uma nova asa traseira foi instalada no carro para o GP de Singapura e apresentava uma longa fenda vertical perto da borda das placas de extremidade (destacadas em amarelo), ao invés da linha de upwash normalmente ocupando esta área (detalhe).

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Categoria Fórmula 1
Equipes Mercedes
Autor Matt Somerfield