Tecnología
La Fórmula 1 actual se caracteriza por ser un escaparate de la tecnología más avanzada en varias áreas:
Aerodinámica
La aerodinámica
en la Fórmula 1 actual persigue principalmente dos objetivos: disminuir la resistencia aerodinámica al avance, y conseguir un alto esfuerzo aerodinámico sobre el coche hacia abajo (esfuerzo de sustentación invertido). El equilibrio entre ambos puede llegar a ser determinante para que un monoplaza sea o no competitivo. Estos esfuerzos son directamente proporcionales a los coeficientes aerodinámicoscorrespondientes, al área frontal del vehículo, a la densidad del aire y al cuadrado de la velocidad del vehículo respecto al aire.
Un monoplaza con mucha carga aerodinámica, es decir, con un coeficiente de anti-sustentación alto, consigue una velocidad mayor en curva, mientras que con poca carga, y por lo tanto con menor resistencia al avance, consigue mayores aceleraciones y velocidades máximas en las rectas. Por tanto, dependiendo de la geometría del circuito se debe mover ese punto de equilibrio para favorecer una u otra especificación. En circuitos como Monza se usan alerones especiales, casi planos, exclusivos de ese GP. Mónaco es el caso contrario, pues en ese circuito el vehículo necesita mucha carga aerodinámica. La prohibición del uso de placas de efecto suelo hizo necesario adaptar la forma de calibrar la carga aerodinámica.
Para estudiar y mejorar el comportamiento aerodinámico de un monoplaza, los ingenieros de los equipos utilizan programas de simulación de dinámica de fluidos (conocidos como CFD, del inglés computational fluid dynamics) y realizan ensayos en un túnel de viento analizando diferentes configuraciones de alerones, pontones y demás artilugios aerodinámicos. Habitualmente estos ensayos suman miles de horas y se realizan con maquetas a escala para no tener un coche real ocupado.
Los análisis de la aerodinámica de un monoplaza permiten elaborar diagramas de velocidades y de presiones con información sobre si el flujo aerodinámico provoca turbulencias, analizando las líneas de corriente, así como conocer los diferentes coeficientes aerodinámicos, en función de la posición de los alerones y del ángulo de incidencia del viento.
Es usual que los monoplazas alcancen velocidades superiores a los 300 km/h en la mayoría de circuitos. En el más rápido, el de Monza, los F1 llegaron a superar los 370 km/h en línea recta. En cambio, otros circuitos, como el circuito de Mónaco, se registran velocidades máximas inferiores a 290km/h, con una media de 180 km/h en todo el circuito. En 2002 el equipo Honda realizó pruebas con el monoplaza sin alerones y este superó los 450 km/h, sin embargo actualmente las velocidades de los monoplazas han descendido debido en gran parte a la reducción de la cilindrada de los motores.
Motor
Otro elemento indispensable para que un monoplaza sea rápido es el motor. A lo largo de la historia las características de éste han ido cambiando para ajustarse a la reglamentación. Desde el año 1950 han sido:
Actualmente, motores usan una gasolina teóricamente convencional, aditivada para conseguir un RON máximo de 102 octanos.
| Años | Cilindrada y tipo de aspiración
(turboalimentada o atmosférica) | Disposición del motor |
|---|
| 1950-1951 | 4500 cc atmosféricos o 1500 cc sobrealimentados | Indiferente |
| 1952-1953 | 2000 cc atmosféricos | Indiferente |
| 1954-1960 | 2500 cc atmosféricos o 750 cc sobrealimentados | Indiferente |
| 1961-1965 | 1500 cc atmosféricos | Indiferente |
| 1966-1985 | 3000 cc atmosféricos o 1500 cc sobrealimentados | Indiferente |
| 1986-1987 | 1500 cc sobrealimentados | Indiferente |
| 1988 | 3500 cc atmosféricos o 1500 cc sobrealimentados | Indiferente |
| 1989-1994 | 3500 cc atmosféricos | Indiferente |
| 1995-2000 | 3000 cc atmosféricos | Indiferente |
| 2000-2005 | 3000 cc atmosféricos | V10 |
| 2006 | 2400 cc V8 o 3000 cc V10 atmosféricos | V8 o V10 (limitado a 16.800 rpm) |
| 2007-2008 | 2400 cc atmosféricos | V8 (limitado a 19.000 rpm) |
| 2009-2013 | 2400 cc atmosféricos | V8 (limitado a 18.000 rpm) |
| 2014 | 1600 cc turbo | V6 (limitado a 15.000 rpm) |
Desde la temporada 2005 se reglamentó que un motor debería durar al menos dos Grandes Premios (a partir de 2009 tres Grandes Premios), y si se cambiaba en plena sesión de viernes o sábado, el piloto retrocedía 10 puestos en la parrilla de salida el domingo.
Para el 2006 se realizó un cambio en la normativa que exigía que el motor V10 de 3 litros de cilindrada fuera reemplazado por un motor V8 de 2,4 litros. Dicha reducción está destinada a disminuir la potencia de los motores para lograr menores velocidades punta en aras de la seguridad de los pilotos. Durante la temporada de 2006 sólo se permitió utilizar un motor que cumpliera la reglamentación de 2005 a los equipos más modestos que no habían podido desarrollar un motor V8 de 2,4 litros todavía. Estos motores V10 estuvieron limitados electrónicamente a un régimen de giro más bajo (16.800 rpm). La única escudería que utilizó motores V10 con revoluciones limitadas en 2006 fue Toro Rosso.
Después del Gran Premio de Japón de 2006, la FIA comunicó que sólo los dos motores homologados y utilizados durante las dos últimos eventos de 2006 podrían ser utilizados durante las temporadas 2007, 2008 y 2009; los motores sufren entonces un proceso de congelación en su evolución, es decir, no puede realizarse una evolución específica en su diseño base en todo ese periodo. El objetivo de esta norma es la reducción del gasto económico de desarrollo en los motores. Además se introduce la norma de que los motores deberán de regularse a un máximo de 19.000 rpm para, según la FIA, conseguir una mayor igualdad de configuraciones mecánicas y una mejora del espectáculo. No obstante, en 2007 la FIA confirmó una congelación total de la evolución de los motores a partir de 2008. La congelación total significa que no habrá excepciones en el desarrollo de ciertas partes. En 2009 se les permite desarrollar los motores para igualar la potencia de estos con los de los otros equipos.
A partir de 2009, se permite combinar el motor de explosión con un sistema de recuperación de energía cinética (KERS). El recuperador obtiene energía durante frenadas fuertes y la almacena en un volante de inercia, batería o supercondensador. Luego, el piloto puede pulsar un botón para que el sistema devuelva la energía a las ruedas y acelerar más rápidamente. El recuperador puede entregar hasta 400 kJ de energía por vuelta con una potencia máxima de 60 kW (82 CV).
Volante
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| Primeros volantes en la formula 1 |
La introducción del mando del cambio de marchas semiautomático en la parte posterior del volante marcó el comienzo de la transición a concentrar los controles tan cerca de los dedos del conductor como fuera posible. Los primeros botones en aparecer en el volante fueron el botón de punto muerto y el de la radio para la comunicación con los técnicos del equipo en boxes. Exceptuando los pedales del acelerador y de los frenos, pocos coches de Fórmula 1 tienen controles en lugares diferentes al volante. Se tiende a usar botones para funciones
on/off, como la habilitación del sistema limitador de velocidad en el carril de los boxes, mientras que los controles giratorios se utilizan para seleccionar funciones con múltiples opciones, como la acción autoblocante del diferencial, el reparto de frenada o incluso la gestión electrónica del motor.
Además, dispone de una o varias pantallas LCD (no todos, puesto que algunos equipos colocan la pantalla detrás del volante, como McLaren) para una mejor visualización de las órdenes proporcionadas electrónicamente, así como para ver otros datos como la velocidad o los tiempos por vuelta.
El reglamento técnico de la competición exige que el conductor sea capaz de salir de la cabina en cinco segundos, para lo cual el volante debe poderse desconectar rápidamente.
El volante de un Fórmula 1 suele tener un coste elevado debido a que no se elabora en una cadena de montaje, sino que es fabricado manualmente utilizando fibra de carbono con un peso de poco más de dos kilogramos.
Neumáticos
El desarrollo de neumáticos de competición llegó a su máximo esplendor hacia 1960 con el uso de los neumáticos lisos. Pero en 1998 las nuevas reglas impuestas por la FIA obligaron a los equipos a utilizar neumáticos traseros con un mínimo de 4 canales de dibujo, y delanteros con 3 canales, con una profundidad de dibujo mínima de 2,5 mm y separadas por un mínimo de 5 cm. Estos cambios crearon nuevos desafíos para los fabricantes, que ahora disponían de menor adherencia.La presión de un neumático ha de mantenerse lo más estable posible para tener una distribución de presiones óptima en la zona de contacto con el suelo.
Para evitar que los cambios de temperatura modifiquen la presión de los gases que contiene la rueda, el aire
se reemplaza por otros gases, principalmente nitrógeno
para alargar su vida útil, además de no ser inflamable
. El aire atmosférico
contiene oxígeno
y vapor de agua
que, en el interior de la cámara de un neumático, oxidan el revestimiento de goma que aseguran su estanqueidad
. De existir fugas del gas interno disminuiría la presión del neumático, empeorando la distribución de la presión en la zona de contacto con el suelo y haciendo que el neumático se caliente más deprisa debido al mayor rozamiento. Parte del caucho que llevan los neumáticos se acumula a lo largo de la pista dejando visibles manchas oscuras, habitualmente en los pianos y entradas y salidas de curva. El comportamiento del neumático es mejor en un rango de temperaturas
determinado; por ejemplo, unos neumáticos de seco convencionales, están pensados para funcionar de forma óptima entre 90 y 110 °C
. Sólo en ese rango de temperaturas alcanzan su máximo coeficiente de adherencia
. Cada fabricante proporciona la temperatura recomendable para sus neumáticos, aunque no varían mucho de las de un neumático de seco convencional.Los neumáticos
son diseñados para soportar fuerzas
mucho mayores que uno convencional, por lo que se fabrican con nylon
, fibra de poliéster
y cauchos
blandos. Durante la carrera el neumático puede llegar a soportar más de una tonelada procedente de la carga aerodinámica, fuerzas laterales de 4 g
y fuerzas longitudinales de hasta 5 g. Se limita el número de ruedas de cada coche a cuatro, no existiendo la posibilidad de existir tres ejes o ruedas gemelas. En los años 1970, los Tyrrell P34
tenían cuatro llantas
delanteras con un diámetro de 10 pulgadas
.
En 2001 Michelin volvió a la Fórmula 1 para competir con Bridgestone. Antiguamente, Goodyear o Dunlop también participaron en esta competición. Debido a la decisión de la FIA de imponer un único fabricante de neumáticos en el Mundial a partir de 2008, Michelin anunció que dejaba la Fórmula 1 después del campeonato de 2006. De este modo, Bridgestone fue el único proveedor de neumáticos desde el año 2007 hasta el 2010. Bridgestone anunció su retirada de la Fórmula 1 al acabar el campeonato de 2010. A partir de entonces, la compañía industrial italiana Pirelli tomó el relevo, siendo el único proveedor hasta 2016.
Hay cuatro tipos de compuestos de neumáticos de seco (super blandos, blandos, medios y duros), otro de neumáticos de lluvia y un cuarto tipo de neumáticos de lluvia extrema. Un juego de neumáticos es un conjunto de dos neumáticos delanteros y dos traseros del mismo tipo de compuesto. Desde 2007 cada piloto recibe en cada Gran Premio dos tipos de neumáticos de seco, que son previamente seleccionados por el fabricante de neumáticos, y no puede utilizar más de 7 juegos de cada tipo de neumáticos de seco, además de 4 juegos de neumáticos de mojado y 3 juegos de neumáticos de lluvia extrema. Ningún piloto puede utilizar más de dos juegos de cada tipo de neumáticos de seco durante las dos primeras sesiones de los entrenamientos. Los neumáticos más blandos que provea Pirelli a cada pista deben tener una raya blanca visible al público. El establecer sólo cuatro tipos de neumáticos y un proveedor supone una reducción en el grado de desigualdad entre equipos, en los ensayos que se realizan y en los costes de desarrollo.
