Desde CarDesign.es estamos seguros de que si alguna vez has seguido alguna carrera de Fórmula en vivo has escuchado el término DRS. Muchos de los que vemos las carreras cada fin de semana, sabemos que cuando un piloto activa el DRS, éste es más rápido en recta. Pero, ¿sabemos el porqué de esto? Realizamos un análisis aerodinámico con un alerón simplificado para mostrar los efectos activando el DRS.
Este humilde escritor inició hace no mucho su andadura en el mundo de la aerodinámica. Hasta entonces, siempre se había preguntado cómo funcionaba un DRS. Siempre tenía en mente la pregunta: ¿por qué el coche acelera al activar el DRS? En un primer momento, múltiples respuestas pueden surgir. De hecho, desde CarDesign.es estamos seguros de que alguna se te ha podido ocurrir.
Para la gente más ajena a la aerodinámica, la respuesta más intuitiva es una reducción en el área frontal. Al fin y al cabo, esto es así, ¿verdad? Bien, esto en cierto modo sí es correcto. Cuando el flap del alerón trasero se abre, menos superficie entra en contacto con el aire. Ahora bien, ¿de verdad esto tiene un impacto notable? Aquí la respuesta no es la que uno puede esperar, puesto que aunque sí que se reduce el área frontal y por ende, menos superficie que interactúa con el aire, esta reducción del área es mínima. Tal es así, que apenas se nota en la generación de drag (resistencia de avance).
Una vez llegada a esta conclusión, toca encontrar otra respuesta que explique el efecto del DRS. Cuando uno inicia el camino de la aerodinámica, el término drag inducido se empieza a ver y a estudiar. Ahora bien, ¿qué es el drag inducido? La respuesta técnica seguramente no sea fácil de entender, así que vamos a definirlo como una consecuencia de generar lift, o en el caso de un Fórmula 1, de generar downforce. En el caso del alerón trasero, en los extremos del mismo, es común observar estructuras llamadas vórtices. Éstas estructuras ayudan a generar carga aerodinámica, pero como contraparte, también incrementan el drag total. Por esto mismo se le llama drag inducido, puesto que al incrementar el lift, se induce un drag adicional.
Pero, ¿cómo se relaciona esto con el DRS? Si bien el DRS no elimina estos vórtices, es cierto que los reduce una vez el DRS está activado. Llegados aquí, otra vez surge la pregunta de: ¿explica esto la reducción de drag al activar el DRS? Pues la respuesta vuelve a ser no, o al menos, no es la causa principal. La razón principal es el cambio en la distribución de presión alrededor del alerón. Para tratar de ilustrar esto, se ha diseñado de forma rápida lo que representaría un alerón trasero. Al no disponer de los datos de la geometría exacta, el alerón estudiado trata de asemejar a lo visto en un Fórmula 1. Esto conviene tenerlo en consideración puesto que los resultados no replican lo visto en cualquiera de los monoplazas que compiten cada GP. Aun así, el efecto que sucede en realidad, sí que se puede observar.
Así pues, tras obtener la geometría, con el programa adecuado y con una configuración apropiada, se ha podido obtener unos resultados que apoyan lo explicado en este artículo. En la primera de las imágenes se observa el alerón con el DRS no activado. En ésta imagen, lo que se representa es el campo de velocidad a lo largo de la parte central del alerón. Para que todos los lectores puedan entender que representa, el color azul indica velocidad baja y el color rojo una velocidad alta. Como consecuencia, en aquellas regiones con una velocidad baja se espera una presión alta (consecuencia de aplicar la ecuación de Bernoulli) y, en las regiones de alta velocidad, una presión baja. En la configuración mostrada se ve como en la parte inferior del alerón el flujo es altamente acelerado. En contraparte, en la parte superior, el flujo es altamente decelerado. El resultado de esta enorme diferencia de presión entre ambas superficies, lleva a que se genere downforce (fuerza vertical) y a su vez, drag.
En esta segunda imagen se puede observar el mismo alerón, pero en esta ocasión con el DRS activado. A simple vista, ya se puede observar que la distribución de velocidades no es igual al caso anterior y por ende, las presiones tampoco. Lo primero, el flujo es acelerado en menor medida, puesto que la región rojiza es más pequeña y menos intensa. Esto afecta a la generación de carga aerodinámica, en este caso, reduciéndose. A su vez la región de flujo “lento” tanto detrás del alerón así como sobre el mismo, se ha reducido notablemente. Esto sin duda afecta al drag generado, siendo, como en el caso del downforce, menor. Lo que se puede discernir de esto, es que la diferencia de presión entre la parte superior e inferior del alerón se ha reducido. Ésta diferencia de presión influye en el drag, y reduciendo dicha diferencia, se logra reducir el drag. Así pues, esto soporta la respuesta que se ha dado anteriormente, y es que cuando el DRS se activa, la diferencia de presión se reduce, el drag debido a la presión se reduce y por ende el drag total también.
Sin entrar muy a fondo en los números, se ha observado que al activar el DRS la carga aerodinámica se reduce en un 43,63% y el drag en un 50.8%. Todos estos valores teniendo en cuenta el diseño mostrado, esperando que en el caso real de un Fórmula 1 sean distintos. Aun así, queda más que patente que al abrir el DRS, el drag es notablemente reducido. Así pues, al tener menos resistencia por parte del aire y teniendo la misma potencia en el motor, el monoplaza acelera cuando éste es activado y su velocidad máxima en recta es mayor. Por eso los pilotos que lo emplean, en caso de ser una recta suficientemente larga experimentan un plus de hasta 30 o 40 km/h más de velocidad respecto al piloto de delante (suponiendo que éste no tiene DRS).
Si (
No(
