F1: TECH TUESDAY tech: las soluciones muy diferentes de Red Bull, Ferrari y Mercedes para una de las áreas clave de rendimiento de la F1

Al evaluar los patrones de rendimiento respectivos de Red Bull, Ferrari y Mercedes esta temporada, se ha prestado mucha atención a sus diferentes características aerodinámicas y cómo se adaptan mejor o menos a cada diseño de pista. Pero se discutió relativamente poco sobre un factor de rendimiento al menos tan importante: cómo cada uno de los RB18, F1-75 y W13 usa sus neumáticos.

Hay una miríada de factores que influyen en el comportamiento de los neumáticos, incluida la distribución del peso, la geometría de la suspensión, la presión de los neumáticos y la disposición de los frenos, pero quizás el más crucial de todos es cómo se utilizan los frenos para controlar indirectamente la temperatura de los neumáticos a través de las llantas. Es un tema increíblemente complejo.

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La temperatura óptima de los neumáticos (dependiendo del compuesto) es entre 100 y 150 grados C. Los discos de freno de carbono de alrededor de seis pulgadas giran entre 500 y 1000 grados C. El requisito es mantener los neumáticos dentro de su ventana de temperatura de funcionamiento bastante estrecha, lo cual es más complicado de hacer con neumáticos delanteros no entrenados que traseros entrenados.

El objetivo de enfriar los neumáticos traseros es simplemente desviar el calor de los frenos lejos de la llanta, pero en los delanteros a veces es beneficioso transferir más calor. dentro los neumáticos para que alcancen la temperatura a tiempo para una vuelta de calificación, un inicio de carrera o un reinicio.

Las líneas de freno se utilizan para canalizar el aire según sea necesario. Los de adelante, debido a que su tarea es más compleja que los de atrás, tienden a tener un diseño más complejo, y aquí es donde vemos una gran variación entre Red Bull, Ferrari y Mercedes.

Además, la complejidad de las aplicaciones de conductos ha aumentado este año debido al requisito reglamentario de una llanta de rueda estandarizada. Anteriormente, los equipos diseñaban sus propias llantas, con diferentes patrones de muescas en su superficie interna para dar diferentes superficies y, por lo tanto, diferentes índices de absorción de calor, según los requisitos de la pista y del propio automóvil.

Otra novedad en las reglamentaciones de 2022 es el requisito de que el aire de refrigeración de los frenos salga a través de una única salida orientada hacia atrás en lugar de a través de los radios de la rueda, donde antes ayudaría a acelerar el flujo de aire lavado alrededor de los neumáticos delanteros.

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Los canales dentro de los conductos distribuyen la cantidad de aire entrante directamente al disco de freno, para mantenerlo por debajo del umbral crítico en el que se oxidaría el carbono. Habrá otro canal que dirija el aire a la pinza de freno. Ambos chorros luego salen por la misma salida orientada hacia atrás.

Envolviendo estos canales hay un gran tambor de fibra de carbono que está allí únicamente para contener el calor en la zona de frenado, evitando que se filtre demasiado a través de la llanta de metal y hacia los neumáticos. Como regla general, cada 10 grados centígrados de temperatura de la llanta aumenta la temperatura del neumático en aproximadamente 1 grado centígrado.

La solución de Ferrari para este complejo conjunto de requisitos parece más simple que la utilizada por Red Bull y Mercedes, ya que dejaron el disco de freno expuesto en el tambor grande. En los otros dos coches hay protectores en la zona interior del tambor que se pueden modificar para distribuir diferentes caudales al disco, la pinza y directamente a la salida.

A partir de los patrones de desempeño respectivos de los autos esta temporada, parecería que el sistema de Ferrari calienta más las llantas y los neumáticos, en el sentido de que casi nunca lucha por el desempeño instantáneo de los neumáticos delanteros en la primera vuelta, y los otros dos a menudo lo hacen.

Esto bien podría ser una parte importante del rendimiento de calificación súper fuerte de Ferrari esta temporada. La desventaja, sin embargo, es que la temperatura de la llanta puede seguir aumentando durante un período de carrera, lo que hace que los neumáticos se sobrecalienten.

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Hemos visto este rasgo tan recientemente como en Japón, donde Charles Leclerc logró mantener a raya al Red Bull de Max Verstappen durante tres vueltas, ambos dando dos segundos más rápido que el resto del campo, antes de que los neumáticos delanteros de Ferrari comenzaran a sobrecalentarse. permitiendo que Verstappen disparara fácilmente y que el Red Bull de Sergio Pérez alcanzara al Ferrari al final.

El fenómeno también fue un factor en la derrota de Verstappen ante Ferrari en la carrera Imola Sprint, en Miami y Hungría.

Durante gran parte de la temporada, parecía que Mercedes tenía el mejor enfriamiento de la temperatura de los neumáticos delanteros, generalmente con un ritmo constante hacia el final de los períodos. Pero la desventaja era que, a menudo, los neumáticos delanteros no estaban calientes al comienzo de una vuelta de calificación.

Red Bull parecía superponerse a las posiciones de Ferrari y Mercedes: mejor que Mercedes en la clasificación pero no tan bueno como Ferrari, con una mejor vida útil de los neumáticos que Ferrari en los stints pero no tan bueno como Mercedes. Red Bull y Mercedes mejoraron sus respectivos compromisos sobre el enfriamiento de los frenos a medida que avanzaba la temporada.

Todo ello subraya hasta qué punto estas diferencias han aumentado, con la nueva normativa, su importancia para la determinación del orden competitivo.