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Os principais desenvolvimentos que ajudaram a Mercedes a conquistar seu 8º título de construtores

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A Mercedes enfrentou seu maior desafio da era híbrida em 2021 com um Red Bull-Honda energizado e uma mudança de regulamento que afetou desproporcionalmente a filosofia aerodinâmica de baixo rake da Mercedes.

Na primeira parte da temporada, a Mercedes estava mais frequentemente do que não jogando o segundo violino para a Red Bull, vencendo apenas três das primeiras nove corridas, com a Red Bull levando as seis restantes, incluindo cinco sucessivas de Mônaco para a Áustria.

O ponto de virada veio em Silverstone, em mais maneiras do que apenas o infame acidente de Lewis Hamilton/Max Verstappen. O Grande Prêmio da Inglaterra também marcou o fulcro técnico da temporada da Mercedes, já que um poderoso upgrade permitiu-lhes maximizar as vantagens ainda inerentes ao conceito de baixo rake, mas que as mudanças de regulamento dificultaram o acesso.

De Silverstone em diante, a Mercedes estava em ascensão e no puro desempenho deveria realmente ter vencido mais de seis das 13 corridas restantes. A qualificação contou uma história mais representativa, com a Mercedes na pole em oito das 13 corridas de Silverstone, a Red Bull apenas quatro vezes.

Aqui está a história técnica da Mercedes de 2021.

RESPOSTA DA MERCEDES À MUDANÇA DE REGULAMENTO

Em termos de design básico, a resposta da equipe às restrições regulamentares do piso/difusor/duto do freio traseiro, mantendo o mesmo chassi, foi:

  • Uma suspensão traseira revisada para criar ainda mais volume de fluxo de ar ao redor do exterior do difusor.
  • A introdução da borda do piso Z, que viria a ser amplamente copiada.

O gasto simbólico de desenvolvimento permitido entre o carro de 2020 e o de 21 foi em torno do nariz do carro, mas foi para um recurso que nunca foi usado, supondo que não trouxesse nenhuma vantagem.

Houve atualizações significativas para a unidade de energia também, embora não estivessem conectadas a qualquer mudança de regulamento.

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A Mercedes teve mais dificuldades do que a Red Bull com a mudança no regulamento
Suspensão traseira

Em 2020, a Mercedes encontrou grandes ganhos aerodinâmicos varrendo a suspensão traseira muito para trás, montando o braço da suspensão inferior dianteiro na estrutura de impacto em vez da caixa de câmbio, como é convencional. Este foi um recurso copiado pela Red Bull em seu carro ’21. A Mercedes foi ainda mais longe com seu próprio carro 21, o W12.

Os links do triângulo inferior não eram mais unidos, mas separados. Isso permitiu que o link traseiro fosse montado ainda mais para trás e um pouco mais alto, causando menos perturbação no fluxo de ar através da seção da garrafa de coca cola da carroceria. Ajudou na tentativa de recuperar a força descendente traseira perdida para os regulamentos.

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Em amarelo acima estão as ligações triangulares inferiores da suspensão traseira, agora separadas e não restringindo o fluxo de ar ao longo do perfil da garrafa de coque (seta azul)
Z-Floor

Para compensar a proibição das venezianas e fendas no piso em 21, que anteriormente ajudavam a vedar o piso, induzindo vórtices em suas bordas externas, a Mercedes apresentou um recorte em forma de Z no meio do comprimento do piso que cedeu alguma área do chão em troca de tropeçar no ar para criar os vórtices desejados.

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A seção amarela mostra a área do piso entregue na criação do piso Z

Esta e as formas de onda imediatamente à frente do Z trabalharam em conjunto para fazer o ar girar e virar sob a borda do chão. O piso Z acabou aparecendo em todos os carros, mas apareceu primeiro na Mercedes.

No W12 não foi suficiente para recuperar totalmente o que os slots estavam fazendo, e para as primeiras corridas a Mercedes teve um déficit de força descendente traseiro significativo, em seu aspecto mais óbvio na corrida de abertura no Bahrein, onde o carro simplesmente não tem a estabilidade traseira de entrada em curva tradicionalmente vista em carros desta equipe.

Acreditava-se que as mudanças haviam prejudicado o conceito de baixo rake da Mercedes mais do que os designs rivais de alto rake, especialmente porque o difusor e os dutos do freio traseiro – ambos restritos no comprimento de suas palhetas – estavam fisicamente mais separados em um carro de baixo rake. No carro de alta velocidade, o difusor sobe com o carro em sua suspensão para ficar mais próximo dos dutos de freio.

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O W12 carecia da estabilidade traseira característica da Mercedes no Bahrein

A ligação do fluxo de ar entre os dois componentes era uma ferramenta poderosa para energizar o fluxo de ar ao redor do difusor e, portanto, a força descendente criada pelo piso.

Para as corridas restantes entre Bahrain e Silverstone, a equipe estava fazendo mudanças detalhadas nas placas das barcaças e nas bordas do difusor para contornar a limitação básica da traseira e novos ajustes foram desenvolvidos em torno da deficiência para tornar o carro mais dirigível.

Nos bastidores, porém, o trabalho estava em andamento na grande atualização planejada, que estreia em Silverstone.

A ATUALIZAÇÃO DO SILVERSTONE

Visivelmente, a atualização de Silverstone foi menos dramática do que seu efeito. Havia uma placa de barcaça retrabalhada, uma borda de piso reprofilada e defletores re-angulados em torno de toda a área inferior à frente dos sidepods.

Seu objetivo era desviar algum fluxo de ar dirigido para a parte inferior da carroceria ao redor dos flancos inferiores. Por que uma equipe aeronáutica estaria tentando reduzir a massa do fluxo de ar para a parte inferior da carroceria, quando a força descendente da carroceria é cerca de quatro vezes mais eficiente em termos de arrasto do que a força descendente da asa traseira? Porque se tratava de induzir o difusor a parar mais completamente em altas velocidades quando o carro afundasse na suspensão traseira.

Todas as equipes usam o estol do difusor até certo ponto. À medida que a velocidade de um carro aumenta, a força descendente que atua sobre ele aumenta na proporção do quadrado do aumento de velocidade. Conforme a parte traseira do carro é forçada para baixo em sua suspensão pela força descendente, um ponto é alcançado onde o ângulo de expansão do difusor é baixo o suficiente para que não haja mais diferencial de pressão suficiente entre o ar sob a seção plana do piso e aquele abaixo do difusor para que o difusor continue funcionando.

Efetivamente, ele para, perdendo muito do downforce do carro, mas também o arrasto associado. A velocidade com que ele faz isso pode ser ajustada com as configurações de altura e suspensão traseira.

Também pode ser ajustado por quanta massa de fluxo de ar está sendo alimentada para o piso. O ponto de estol será mais fácil de alcançar quanto menos massa de fluxo de ar estiver passando pelo chão. Daí a atualização de Silverstone desviando algum fluxo de ar do chão.

Com uma geometria de suspensão traseira que trava em uma posição inferior uma vez além de um limite predefinido de carga e que só destrava quando um limite diferente (inferior) é alcançado, o carro pode ser induzido a perder muito arrasto em alta velocidade, mas ainda assim tenha boa força descendente nas velocidades exigidas para as curvas. Isso é o que a Mercedes tinha.

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A Mercedes venceu a Red Bull em termos de velocidade em linha reta após Silverstone

O sistema de suspensão já estava instalado há muito tempo, mas a atualização de Silverstone permitiu que o estol do difusor fosse mais eficaz. Isso permitiu que a Mercedes usasse asas maiores e mais ancinho para criar mais força descendente, sabendo que as penalidades de arrasto usuais para isso seriam superadas pelo estol do difusor e o coletor de suspensão associado.

Pelo resto da temporada, a Red Bull não conseguiu se aproximar das velocidades em linha reta da Mercedes, enquanto sua vantagem em curvas foi bastante reduzida. Essa foi a essência do cenário competitivo diferente entre os dois carros antes e depois de Silverstone, um que só foi aprimorado entre o México e o Brasil quando a Mercedes encontrou uma configuração muito melhor que permitiu a Hamilton extrair mais do carro.

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A treliça ao redor das tábuas da barcaça (acima) foi alterada, assim como a forma da borda do piso, principalmente em torno de sua borda dianteira. O objetivo dessas mudanças combinadas era reduzir a massa do fluxo de ar para o piso e desviar parte dela ao redor da carroceria externa. Isso normalmente seria contra-intuitivo para alcançar downforce mais eficiente, mas foi feito para facilitar uma maior estol do difusor nas retas.

No geral, essas mudanças foram suficientes para permitir que a Mercedes levasse uma coroa de construtores sem precedentes – e às vezes parecia improvável o oitavo título.

Fonte: Fórmula 1


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Wesley Lima

Colunista associado para o Brasil em Duna Press Jornal e Magazine, reportando os assuntos e informações sobre atualidades culturais, sócio-políticas e econômicas da região.
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