sábado, 10 de maio de 2014

Downforce vs. Arrasto

O GP de Barcelona é o primeiro da temporada européia e após uma pausa de três semanas em que os carros finalmente retornaram para as suas fábricas. Por esse motivo, essa é uma das melhores oportunidades para as equipes implementarem as atualizações no carro. Esse é um dos motivos pelo qual a ordem da performance das equipes pode mudar.

Porém este ano existe um outro motivo que pode explicar uma mudança na ordem das equipes: o nível de downforce/drag em que o carro foi desenvolvido. Para explicar isso, eu criei esse gráfico abaixo mostrando a relação entre downforce e drag de quatro carros.


Começando pelos carros 1 e 2: vocês podem ver que estas equipes desenvolveram os seus carros para atingir um alto nível de downforce e que invariavelmente traz também um alto nível de arrasto. Quase sempre mais downforce significa menor tempo de volta (a não ser que o downforce seja muito ineficiente, ou seja, crie muito arrasto). O que define se uma quantidade de downforce vs. arrasto é boa ou não é a simulação de tempo de volta. Então quando as equipes estão trabalhando em um carro novo, elas têm um target de drag e tentam criar downforce da maneira mais eficiente possível porém ficando com o arrasto sobre controle e perto do target. Como vocês podem ver, ambas as equipes do carro 1 e 2 trabalharam com um drag target semelhante e nesse caso a equipe do carro 1 conseguiu melhor eficiência e provavelmente será o carro mais rápido.

Agora, e o carro 3 será mais lento que o carro 2? Depende, talvez a equipe concluiu que o carro seria mais rápido se tivesse menor arrasto para maior velocidade em reta e desenvolveu o carro naquela faixa de arrasto. E existirão corridas em que um menor nível de arrasto é desejável e a equipe pode ter uma vantagem em desenvolver o seu carro naquele ponto de operação (lembram da Force India em Spa 2009?).
Ou pode ser que a equipe 3 gostaria de ter mais downforce porém simplesmente não consegue atingir aquele ponto de operação (Caterham e Marussia).

Entre 2009 e 2013 as regras e motores estavam razoavelmente congeladas e as equipes convergiram para um ponto ótimo em termos de drag target. A briga de performance estava como a entre o carro 1 e 2 nesse exemplo. Porém 2014 introduziu uma gigantesca mudança dos motores e a necessidade de terminar a corrida com um limite de 100km de combustível. As simulações de tempo de volta (para determinar o drag target) dependiam de vários parâmetros de operação do motor que eram estimados até o começo desse ano. Como consequência, diferentes equipes tiveram diferentes conclusões sobre o seu drag target e desenvolveram seus carros usando diferentes pontos de operação.

Vou tentar dar nome aos bois: Red Bull e Lotus desenvolveram seus carros com mais downforce/arrasto. Mercedes/Williams/Force India/McLaren/Toro Rosso focaram em muito menos downforce/arrasto. Parece que a Mercedes fez isso de maneira consciente. Force India, McLaren e Toro Rosso porque simplesmente não conseguiram colocar mais downforce no carro.

O que aconteceu foi que o nível de drag desejável para as primeiras quatro etapas foi menor do que o desejável para Barcelona. Em paralelo, os motores Renault foram um desastre, o que significou que Red Bull e Lotus tinham muito arrasto e pouca potência = velocidade em reta abismalmente menor. Aí as duas equipes em questão começaram um processo de tentar reduzir arrasto meio que em desespero e o que aconteceu é o que vocês podem ver na linha pontilhada do carro 2: o arrasto foi reduzido mas de maneira muito ineficiente (isso porque tirou o carro do seu ponto de operação, aí começa a ter stall no difusor, instabilidade de aero em yaw e mais uma porrada de coisas).

Bom, e o que muda para Barcelona? Em primeiro lugar a Renault está vindo com atualizações e, esperamos, mais potência e drivability. Em segundo lugar, apesar da longa reta esse circuito tem muitas curvas de alta velocidade e por isso um alto nível de downforce (mesmo que com arrasto) é mais desejável. Portanto essa foi a primeira oportunidade que Red Bull e Lotus estão tendo de colocar seus carros na zona de operação em que foram projetados.

Mercedes claramente tinha controle total sobre a situação e tinha condições de aumentar o nível de downforce/arrasto de maneira eficiente. A Williams eu não sei. McLaren e Force India parece que estão muito limitados e continuaram com os níveis de downforce/arrasto abaixo do esperado. E o mesmo para a Toro Rosso.

Em breve as equipes vão dominar a operação dos seus carros e convergir para o ponto ótimo, porém no momento ainda estão acontecendo muitas variações, e isso explica um pouco as mudanças que podem acontecer no pelotão do meio nessa e nas próximas corridas.

Mas e aí o que acontece em Monza/Montreal/Spa? Bem, as equipes vão ter programas no túnel para desenvolver pacotes específicos para essas corridas que exigem menos arrasto. O fato é até aqui todas se preocuparam em desenvolver seus carros para as primeiras corridas. Isso foi baseado nas simulações e ficou claro as equipes com motor Renault tiveram algumas dificuldades em estimar o drag target mais adequado.

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