Fórmula 1: a ciência, a engenharia e a inovação por trás da velocidade

Morio/Wikimedia Commons

Ao assinar, você concorda com nossos Termos de Uso e Políticas. Você pode cancelar a assinatura a qualquer momento.

Todos os anos, vinte pilotos e dez equipes correm para serem coroados campeões mundiais. Isso é corrida de Fórmula 1 resumida em uma linha.

A Fórmula 1, ou F1, é uma sensação mundial. Milhões de pessoas em todo o mundo assistem a este esporte por vários motivos. Uma das coisas mais fascinantes sobre o esporte é a velocidade e agilidade dos carros de F1. Os carros de corrida podem atingir velocidades de 220 mph (350 km/h)!

Embora seja divertido ver os pilotos competirem entre si pela posição vencedora, a ciência, a engenharia e a inovação por trás da construção do carro são igualmente fascinantes (se não mais!).

Aqui, tentamos entender os vários fatores de engenharia que contribuem para a velocidade dos carros de F1, incluindo aerodinâmica, potência do motor e outras técnicas inovadoras de engenharia. Cada equipe de F1 se esforça para otimizar o desempenho de seus carros nessas áreas para ganhar vantagem competitiva sobre seus rivais.

Então vamos ficar presos!

Oracle Red Bull Racing via GIPHY

O fluxo de ar desempenha um papel crucial no design dos carros de F1, dadas as altas velocidades que atingem. Portanto, a aerodinâmica de um carro de F1 é tão importante quanto o motor (que discutiremos na próxima seção).

Há três coisas principais nas quais a aerodinâmica ajuda - reduzindo o arrasto, gerando downforce e minimizando a sustentação. Isso é feito controlando o design dos recursos aerodinâmicos, como as asas dianteira e traseira, bargeboards e difusores.

O arrasto é um tipo de resistência do ar que reduz a velocidade do carro à medida que ele se move. Atua de forma oposta ao movimento relativo do veículo em relação ao ar. Pense em pássaros; eles têm corpos aerodinâmicos que reduzem o arrasto e permitem que voem com mais eficiência. É o mesmo com os carros de F1.

A carroceria do carro é aerodinâmica suavizando os contornos da carroceria, minimizando arestas vivas e reduzindo a área frontal do carro, o que ajuda a reduzir a turbulência e o arrasto.

Ank kumar/Wikimedia Commons

As características aerodinâmicas também ajudam a minimizar a sustentação, que é a força ascendente que atua sobre o carro enquanto ele se move. Ele mede a diferença de pressão acima e abaixo do veículo enquanto ele se move pelo ar circundante. A quantidade de sustentação depende principalmente da forma e orientação da carroceria do carro.

As asas dianteira e traseira trabalham em conjunto com os difusores embaixo do carro para criar uma área de baixa pressão, gerando downforce. A força descendente neutraliza a sustentação para aumentar a aderência e a estabilidade do veículo, permitindo que o motorista faça curvas em velocidades mais altas sem perder o controle.

As equipes usam túneis de vento para testar várias formas e designs de carroceria para minimizar o arrasto e maximizar a força descendente (embora a velocidade usada no teste de túnel de vento seja limitada a um máximo de 180 km/h, o que não permite que eles testem todos os aspectos do carro desempenho total e há limites de quanto tempo pode ser gasto no túnel de vento, com base em onde a equipe se classificou na última temporada).

Esses testes de túnel de vento ajudam as equipes a otimizar os recursos aerodinâmicos do carro para melhorar o desempenho na pista antes de cada temporada de corrida.

Os motores usados ​​na F1 são equipamentos muito sofisticados e, obviamente, desempenham um papel importante na velocidade e no desempenho do carro.

Swaroopvarma/Wikimedia Commons

As regras da F1 definem as especificações do motor. Desde 2014, os motores da F1 devem ser motores V6 híbridos de quatro tempos com cilindrada de 1,6 litros e um turbocompressor para aumentar a potência (com diâmetro de 80 mm e curso de 53 mm). O turbocompressor força mais ar para dentro do motor, o que resulta em mais potência. Isso é conseguido usando gases de escape para girar uma turbina, que aciona um compressor que força mais ar para dentro do motor.

A potência produzida por um motor de F1 depende de sua velocidade de rotação e, desde 2021, está limitada a 15.000 rotações por minuto (rpm). Em comparação, um carro de estrada com dimensões semelhantes geralmente opera em torno de 6.000 rpm, metade de um carro de F1!