¿Cómo sería un auto F1 si las únicas regulaciones fueran que el auto debería tener cuatro ruedas, estar controlado por el conductor y no poder volar?

Esta es una pregunta que muchos entusiastas de la F1 como yo nos hacemos muchas preguntas.

En pocas palabras, si le dieras a los ingenieros toda la libertad que estás describiendo, el auto sería humanamente imposible de resistir a las fuerzas G que estarían involucradas, con el auto manejado por una computadora. Si agregamos la restricción de que un conductor humano esté a cargo (hay varios grados de esto, permítanme explicarlo más adelante), entonces el rendimiento estaría limitado por los reflejos humanos, en lugar de por las capacidades del automóvil, y las preocupaciones de seguridad serían enormes debido a las velocidades que estarían involucradas Serían aviones de combate con ruedas, en el sentido de que el límite sería establecido por el conductor.

Cuando sueño sobre ese escenario, agrego algunas restricciones como:
Dimensiones : debe arreglarse en una caja no muy diferente al tamaño actual
Materiales exóticos prohibidos por razones de costo, seguridad y medioambientales. Por ejemplo, el berilio fue utilizado por McLaren, pero fue prohibido en 2001 porque es cancerígeno)
Restricciones de entrada : combustible máximo por carrera, consumo máximo de neumáticos
Restricciones de salida : ruido máximo, gases de escape.
Propulsión de tracción (excluyendo reacción como cohete o turbina)
Medidas de seguridad estrictas (pruebas de choque, ruedas separadas, etc.). La mayoría de los sistemas críticos deben ser a prueba de fallas
– Algunas limitaciones en las ayudas para conductores (ver más abajo)
Limitaciones en la personalización de pistas y esquinas

Esto todavía haría autos increíblemente rápidos, por lo que sería necesario poner límites estrictos en la entrada-salida (consumo, ruido, etc.) para limitarlo. Pero demasiado, y terminas en una Shell Eco Formula, y este no es el objetivo.

Solo a modo de ilustración, permítanme analizar algunas posibles vías que los ingenieros podrían explorar (o explorar) pero que han sido reducidas por regulaciones cada vez más estrictas.

Motor. Los motores ahora son obligatoriamente 1600cc V6 single-turbo, con control de flujo de combustible (100 kg / h) y consumo máximo por carrera (100 kg / carrera). Las rpm máximas no están limitadas por la regulación, pero el control del flujo de combustible hace que sea poco práctico ir más allá de las meras 12000-13000 rpm (esto hace que el ruido sea menor y más grave, por lo general menos preferido que el ruido más fuerte y gritón). Hay muchos más límites, como prohibir el enfriamiento previo del aire, pero detallarlos todos excedería una longitud razonable. Se cree que el ICE (motor de combustión interna, el motor de gasolina “regular” en los automóviles actuales, excluyendo el eléctrico) proporciona 600-700BHP, con 150BHP adicionales proporcionados por el motor eléctrico.

Por supuesto, con regulaciones ilimitadas, la potencia del motor crecería drásticamente con motores multicilindro, de altas rpm y multiturbo. Con el conjunto adicional de restricciones que propongo, los límites prácticos serían el tamaño, el peso y el consumo. Pero a menos que los límites de consumo sean muy estrictos, uno debería esperar motores que duplican o triplican la potencia que los actuales.

Incluso tuvimos una Fórmula 1 de turbina de gas (Lotus 56B, 1968)


Los autos actuales de F1 necesitan funcionar solo con gasolina, tal vez no la gasolina que puedes encontrar en tu estación de servicio en la esquina, pero los combustibles exóticos están prohibidos. Sin límites, podría haber combustible o agregar otros productos químicos (éter, compuestos aromáticos, como el tolueno, que BMW usó en 1983 ahora está prohibido por su toxicidad y costo) o simplemente nuestro antiguo “nitro” (es decir, óxido nitroso, que aumentan el rendimiento o los motores de gasolina al enfriar la mezcla y proporcionar un oxidante adicional en la cámara de combustión cuando el NO2 inyectado se descompone)

Hoy, F1 solo puede ser accionado por las ruedas traseras, pero en un escenario más flojo, uno podría imaginar motores de cohetes (o turbinas) también. Una de las ventajas de los motores de cohete es que no tienen limitación de tracción y pueden proporcionar tanta aceleración como sea necesario, independientemente del agarre.

Aerodinámica: arrastre y carga aerodinámica. Los F1 actuales son obligatoriamente de rueda abierta, cabina abierta. Las ruedas abiertas son la causa principal del arrastre (las alas también causan arrastre, pero al menos se usan para generar carga aerodinámica). Ruedas cubiertas esperadas, cabinas cubiertas con marquesinas como los prototipos de Le Mans o el prototipo ficticio Red Bull X2011.


La aerodinámica móvil está prohibida (a excepción del DRS regulado), pero uno podría esperar aerodinámica altamente móvil, optimizando la ecuación de resistencia aerodinámica en cada esquina o recta en la pista. Los superdeportivos modernos tienen esto, como LaFerrari, Bugatti Veyron o Pagani Huayra.

Sin duda, volvería a los autos con efecto suelo (el efecto suelo proporciona carga aerodinámica sin generar resistencia adicional). El efecto suelo fue prohibido en 1983, después de una serie de accidentes y casi accidentes.

El efecto suelo sería ayudado por un ventilador montado en la parte trasera para generar vacío, como el Chaparral 2J (1970), Brabham BT46B (1977), un auto de carreras de carrera única y ganó pero fue prohibido en Anderstop o el Red Bull Prototype) y los lados podrían sellarse con faldas móviles junto con difusores soplados (como el auto Red Bull F1 en 2011, también prohibido).

Suspensión activa El efecto del suelo es claramente ayudado por los sistemas de suspensión activos (también prohibidos) que pueden controlar la altura de manejo y el balanceo de manera más efectiva. También ayudarían a la tracción y al frenado. Un ejemplo fue el Williams FW15C de 1993.

Direccion. La dirección activa podría proporcionar ayudas adicionales, aplicando bloqueo opuesto cuando sea necesario. Hoy solo se pueden dirigir las ruedas delanteras, pero nuestro futuro automóvil tendría las cuatro ruedas ajustables a pedido.
Los automóviles podrían tener una inclinación lateral de los frenos (las ruedas interiores se frenan para ayudar en la entrada de la esquina, se aplicaron en el pasado pero ahora están prohibidas) y la vectorización del torque (las ruedas traseras exteriores obtienen más torque para ayudar en la salida de la esquina). Muchos autos modernos tienen ambos. En 1993, Benetton corrió (con Michael Schumacher) una versión modificada que conduciría las ruedas traseras en dos grados en cualquier dirección. No agregó nada en términos de tiempo de vuelta y los conductores lo prefirieron, y de todos modos fue prohibido en 1994.

Llantas. Hoy tenemos un único proveedor de neumáticos que proporciona los mismos compuestos a todos los equipos. Por supuesto, el tamaño del neumático (diámetro y ancho) está regulado. Pero no siempre fue así: no hace mucho tiempo, Bridgestone estaba proporcionando a Ferrari neumáticos a medida que marcaron una gran diferencia en la pista. Sin ninguna restricción, uno podría esperar neumáticos más grandes y definitivamente más anchos para aumentar el agarre mecánico. Podría decirse que hay desarrollos en los materiales utilizados. Uno esperaría niveles de agarre mucho más altos con una mayor durabilidad (que ahora está limitada para el espectáculo, no por razones de ingeniería).

Desde mi punto de vista de las regulaciones, limitaría la tendencia de los neumáticos actuales a arrojar pequeñas piezas de goma (“canicas”) que tapizan la pista y hacen muy difíciles las maniobras de adelantamiento al final de las carreras.

Ayudas para conductores. En el pasado, solía haber ABS para el frenado y control de tracción para la aceleración. Esto está prohibido hoy. Si no fuera así, espera un regreso en versiones más sofisticadas.

Por ejemplo, hoy en día los conductores ajustan la configuración diferencial (con tres perillas en el volante) y la polarización de los frenos (otra perilla), pero podría hacerse automáticamente.

Una posibilidad intrigante sería cablear la pista en el automóvil, para que el automóvil pueda ajustar cada esquina tras esquina.

Con todo activo, incluida la dirección, sería cuestión de tiempo que toda la pista se realice de forma autónoma por el automóvil, con el llamado “conductor” que ahora es casi un pasajero.

El control de lanzamiento también podría ser automático. Se cree que algunos sistemas incluían un sensor óptico que miraría los semáforos al comienzo para evitar el tiempo de reacción del conductor. El control de lanzamiento ajustaría el diferencial, los mapas del motor, las suspensiones y el aero para maximizar la aceleración a niveles locos (por encima de la F1 actual, pero por debajo de los dragsters de combustible superior actuales)
En mi propuesta, tales ayudas estarían prohibidas. Y trataría de limitar los detalles de la pista y la esquina precargados en los automóviles.

Observaciones finales. Creo que tales autos serían magníficas maravillas de ingeniería, pero también creo que las carreras no serían divertidas de ver. Cuando veo las carreras de prototipos de Red Bull en Gran Turismo 5, son demasiado rápidas y demasiado rápidas en las curvas para ser disfrutables, al menos para mi gusto.

Y esperaría grandes diferencias entre los automóviles dependiendo del presupuesto y las vías de desarrollo elegidas.

La discusión sobre cómo (1) permitir más innovación mientras (2) las carreras son entretenidas y (3) el costo está controlado para que pueda ser asequible para equipos medianos es muy interesante, y tengo mis propias perspectivas, pero yo ¡creo que va más allá del alcance de la pregunta y la duración de la respuesta!

Este es el prototipo Red Bull X2011. Está diseñado en colaboración con Adrian Newey (ingeniero jefe del equipo Red Bull Racing F1 Team) y la gente de Polyphony Digital que fabrica los videojuegos Gran Turismo.

En realidad no existe en la vida real, fue desarrollado para el juego Gran Turismo 5 como una muestra de cómo sería un auto de carreras hoy en día si no existiera ninguna norma. Algunos lo consideran un sueño poco realista que no tiene cabida en un videojuego que aspira a ser realista. Pero se dice que el X2011 es posible construir con la tecnología que tenemos hoy, ¡aunque podría ser un poco costoso!

Tiene la infame tecnología de ventilador en la parte inferior, así como una aerodinámica avanzada que produce altos niveles de carga aerodinámica, así como una muy baja resistencia al aire. Pesa solo 545 kg y tiene 1585 caballos de fuerza. Es capaz de alcanzar casi 500 km / hy puede producir fuerzas g superiores a 8G en las esquinas.

Sin embargo, sería difícil ver a muchos pilotos capaces de resistir esas fuerzas G masivas durante toda una carrera de F1. Los aviones de combate están limitados a 9G porque el cuerpo humano no puede soportar más.

Primero apareció en el juego como Red Bull X2010 (o X1), pero se actualizó un año después a esta versión con aún más caballos de fuerza y ​​una aerodinámica mejorada.



Se ve bastante sorprendente, ¿no?

Aquí hay un video que muestra de lo que es capaz. ¡Observe el temporizador, el video no se aceleró!

1. Mucho, mucho más ligero

2. Totalmente bordeado, carga aerodinámica impulsada por ventilador y Aero activo

3. Suspensión activa

4. turbina con motor

5. 4 ruedas motrices

6. Control de tracción, lanzamiento y estabilidad casi autónomo.

7. Ruedas cubiertas

8. Cabina cubierta

En resumen, muy parecido al concepto Redbull X1

La idea errónea común sobre el automóvil F1 es que está hecho para la velocidad más alta en línea recta … no lo es, la característica más poderosa de los automóviles F1 es su velocidad de giro y frenado. Capacidad para cambiar de dirección rápidamente y no perder mucha energía al hacerlo y detenerse rápidamente. Y todo el evento de carreras es una tarea de encontrar el equilibrio entre la velocidad en línea recta y la velocidad en las curvas.
sin mucha regulación, dos áreas se desarrollarían más:
1- motor
2- efecto suelo

Los motores no turbo de los años 90 y 00 se diseñaron para entregar la mayor parte de su torque a mayores revoluciones. algunos modos eran totalmente ineficaces, y los primeros motores turbo tenían un turbo retardo terrible, cuando la turbina no giraba lo suficientemente rápido como para agregar algo de potencia al motor. Los motores turbo modernos con varias tecnologías de preservación de energía están entregando casi la misma cantidad de HP sin turbolags o zonas ineficaces, y se pueden aumentar para entregar alrededor de 1000 CV con solo cambiar las reglas de flujo de combustible. Y la velocidad de los autos modernos de F1 está bastante cerca de las “mejores” velocidades en algunas pistas, como SPA.
El efecto suelo es una tecnología vital, que puede reducir la fuerza sin agregar resistencia. Puede sonar extraño, pero Toyota Prius tiene un mejor índice de Cx que el automóvil F1 moderno, todas esas alas agregan demasiado arrastre y reemplazarlas con efecto suelo aumentaría la velocidad máxima sin sacrificar las curvas.

Esas enormes alas traseras estaban allí porque el Lotus 78 aún no se había desarrollado, y casi toda la carga aerodinámica provenía de las alas porque los autos tenían fondos planos. Según lo configurado para la mayoría de las pistas, un automóvil de F1 de ese período tendría dificultades para alcanzar 170 MPH debido a toda la resistencia que crearon esas alas. Nadie quiere alas tan grandes.

Si no hubiera reglas, el auto más rápido se vería como un espacio vacío en la fila de boxes, porque nadie construiría autos para una serie sin reglas.

Necesitas regulaciones porque la imaginación del ingeniero puede crear cosas que fueron totalmente inesperadas y ridículas (pero que funcionaron).

Dadas sus restricciones, pondría una cápsula humana en un riel en la parte superior de la pista, con un motor a reacción conectado y 4 ruedas inútiles en alguna parte. Como no tiene límite de tamaño, los rieles son parte del automóvil.

Este es un automóvil bastante desarrollado recientemente que vi en Drive con Chris Harris. El Nissan DeltaWing . Tiene un diseño contra intuitivo con un eje delantero muy estrecho que hace que el automóvil sea muy aerodinámico y una parte trasera ancha que proporciona la mayor parte de la fuerza hacia abajo. Muy buen video:

Casi parece un batimóvil.