F1: Entenda o que são asas flexíveis e como comentário da Mercedes abriu "Caixa de Pandora" no paddock

As coisas raramente são novidades na F1, e o ciclo de notícias parou novamente nas asas flexíveis, com as equipes se dividindo sobre seu uso

F1: Entenda o que são asas flexíveis e como comentário da Mercedes abriu "Caixa de Pandora" no paddock

O vídeo da asa traseira da Red Bull inclinando-se para trás quando em alta velocidade na reta principal do circuito de Barcelona durante o último GP da Fórmula 1 trouxe a ira da Mercedes, com Lewis Hamilton rapidamente atraindo a atenção para a "asa flexível" do RB16B.

E, com isso, a Caixa de Pandora foi aberta novamente. Ferrari e Alfa Romeo também admitiram a introdução de aeroelasticidade em suas asas traseiras, e parece uma possibilidade real de que mais equipes tenham seguido essa prática.

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A situação atual é que a FIA visa introduzir um teste mais rigoroso antes do GP da França para garantir que as asas não se flexibilizem quando uma carga é aplicada a elas, mesmo que o modelo atual já passem por um teste do tipo.

Como sempre na F1, a decisão não agrada ninguém. Mercedes e McLaren querem que o teste revisado seja introduzido antes do GP do Azerbaijão em Baku, enquanto Red Bull, Ferrari, Alfa Romeo e quem mais estiver em posse de uma asa flexível argumentam que a atualização do design para cumprir com o novo regulamento custará caro.

Na Sky Sports F1, o chefe da Red Bull, Christian Horner, que passou por várias brigas visando a flexibilização das asas ao longo dos anos, trouxe atenção à asa dianteira da Mercedes, que também parece se flexibilizar em direção ao chão, e sugeriu que as reclamações da equipe alemã são cheias de hipocrisia.

Quando o comentário de Hamilton sobre a "asa flexível" foi proferido, ele acabou abrindo um sub-enredo que pode ser significativo para a temporada 2021. Que divertido!

Carlos Sainz Jr., Ferrari SF21

Carlos Sainz Jr., Ferrari SF21

Photo by: Andy Hone / Motorsport Images

O que são asas flexíveis, e por que as equipes as utilizam?

Bem... asas flexíveis são... asas que flexionam. Falando de modo direto, todas as asas são flexíveis, já que é impossível atingir uma rigidez total e absoluta, mas algumas fazem mais do que outras.

Em termos de F1, isso geralmente se manifesta atráves de uma inclinação. As asas dianteiras e traseiras produzem mais arrasto conforme a velocidade do carro aumenta. Em termos matemáticos, o quadrado da velocidade determina a força de arrasto, conforme a seguinte equação:

Força de arrasto = (Coeficiente de arrasto X Área frontal X Densidade do ar x Velocidade ao quadrado) / 2

Com a velocidade aumentando, a força que puxa o carro para trás aumenta exponencialmente.

Deste modo, não é possível usar toda a potência da unidade de força para desenvolver a velocidade nas retas. Em circuitos como Monza, as equipes usam asas mínimas para reduzir ao máximo o arrasto mas, em circuitos mais convencionais, é preciso o tamanho completo das asas dianteiras e traseiras para gerar downforce nas curvas.

Ao incliná-las para trás com a velocidade, é possível reduzir a área frontal da asa e, talvez todo o seu coeficiente de arrasto. Ao utilizar a fórmula acima, o aumento da velocidade ao quadrado está sendo compensado pela redução da área e do coeficiente de arrasto.

A verdade é que todas as equipes adorariam ter a possibilidade de usar asas infinitamente flexíveis em seus carros de F1, já que as asas dianteira e traseira podem, teoricamente, reduzir drasticamente o arrasto nos setores mais rápidos do circuitos. Mas elas não podem fazer isso por questões de segurança.

A FIA faz de tudo para que os testes garantam que as asas não se flexibilizem durante o escrutínio, com as asas dianteiras sendo submetidas a avaliações com cargas e as traseiras com testes de pull-back, ambos descritos no regulamento técnico no Artigo 3.9.

Antonio Giovinazzi, Alfa Romeo Racing C41

Antonio Giovinazzi, Alfa Romeo Racing C41

Photo by: Zak Mauger / Motorsport Images

Por que a FIA desencoraja as asas flexíveis por questões de segurança?

O estudo de aerodinâmica na F1 é frequentemente considerado como "aeroespacial, mas ao contrário". Porque muitos dos princípios existem em ambos os campos, e, portanto, dividem vários dos mesmos problemas.

Asas de avião se inclinam muito pouco, porque a estrutura precisa ser um compromisso entre rigidez e peso. Os materiais com uma alta força de torção geralmente são pesados, e o mesmo é válido para um carro de F1.

As asas de um F1 atual são produzidos com fibra de carbono e, geralmente, usam um núcleo de baixa densidade (como uma espuma), para fornecer uma maior rigidez. Portanto, ainda são leves e rígidas. Mas o mesmo é verdade que, quanto mais peso você adiciona, por exemplo, usando mais camadas de fibra de carbono, mais rígido se torna. Portanto, a compensação ainda existe.

Mas, se uma asa é leve demais, ela provavelmente perderá força. Com a carga aplicada, isso significa que a asa pode quebrar, seja no contato com outro carro ou através dos efeitos desenvolvidos pela aeroelasticidade.

A aeroelasticidade é um campo científico próprio; apesar da elasticidade ser desejável em algumas aplicações, ela pode deixar uma asa ou uma estrutura exposta a fenômenos como vibração.

Se uma asa de F1 vibra, isso significa que produzirá um nível imprevisível de downforce, que pode flutuar entre valores muito extremos.

Lewis Hamilton, Mercedes W12

Lewis Hamilton, Mercedes W12

Photo by: Steve Etherington / Motorsport Images

Portanto, se um piloto está guiando um carro com tamanha imprevisibilidade, haverá, sem dúvidas, momentos em que ele terá um nível muito baixo de downforce ao frear para fazer uma curva. Naturalmente, isso pode resultar em um acidente muito feio, caso não consiga parar a tempo.

A vibração é um movimento harmônico, e se exposto a frequências através do fluxo de ar contínuo que se aproxima de suas frequências naturais, isso pode quebrar a asa em casos extremos. Ao aumentar a rigidez, isso pode ser evitado.

É por isso que a FIA faz esses escrutínios, para avaliar a integridade estrutural do carro para garantir que os pilotos sigam seguros dentro do cockpit.

E agora?

Com testes mais rigorosos a caminho antes do GP da França, isso deve reduzir a flexibilidade da asa das equipes ainda mais. Certamente haverá um custo para isso, o que deve irritar as equipes que operam próximo ao limite do teto orçamentário, mas um pode argumentar que não há preço pela segurança.

Isso não deve parar as equipes de buscarem uma certa flexibilização da asa, no novo limite determinado, mas deve cortar a performance tirada com a geometria de uma asa flexível.

No futuro, com a ciência de materiais em evolução contínua, a F1 pode muito bem permitir que as asas mudem de forma de modo mais flagrante ao longo de uma corrida. Mas dentro do regulamento atual, isso não será permitido.

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