ha alguns dias e ja entrando no clima de le mans 2016 o canal oficial da ford racing performance publicou um video chamado aero and design sobre o ford gt lm gte que foi reproduzido em uma porçao de sites de todo o mundo e deixou muita gente salivando a principio afinal com este titulo fica a impressao de que finalmente viriam as respostas para aquelas laterais recortadas em um grau que jamais foi visto em um carro de rua e que foram fielmente preservadas no modelo de competiçao [youtube id= vn1jrlqygva width= 620 height= 349 ] e entao vieram palavras como as de bernie marcus aerodinamicista da ford performance se voce olhar a carenagem vera aquele destaque na area dos para lamas traseiros e um recurso aerodinamico bastante peculiar mas e um item de estilo tambem ou de garen nicoghosian gerente de design externo do ford gt alem de unir os paineis da carroceria aquele componente tambem hospeda os intercoolers e uma bela peça de escultura mas ao mesmo tempo ela performa uma serie de funçoes de certa forma e representativo de o que o carro se trata nao ha nada presente acidentalmente no carro nao sei de voces mas a equipe do flatout ficou algo desapontada com a quebra de expectativa contudo no meio desta ensaboada angloamericana tres imagens de cfd computational fluid dynamics ou dinamica de fluidos computacional do ford gt aparecem com apenas 15 laminas de fluxo contornando a carroceria e nenhum comentario elas adicionam pouco mas me deixaram pensativo um carro deste calibre e com a missao de extrema responsabilidade de representar o retorno da ford a le mans em 2016 nao pode ter elementos desta natureza a toa por mera estetica e entao comecei a estudar as fotografias que eu mesmo tirei no salao de detroit deste ano e a procurar por imagens de outros angulos do gt e entao me dei conta do obvio estava bem ali na nossa cara o tempo inteiro antes de apontarmos o pulo do gato contudo e preciso passarmos por alguns conceitos relacionados a arrasto aerodinamico e efeito venturi de aceleraçao de escoamento arrastando a massa de ar quando pensamos em arrasto aerodinamico nos automoveis o senso comum nos leva a pensar em uma frente baixa e em cunha em oposiçao a uma dianteira chapada e alta como a de um caminhao como a soluçao de todos os problemas se este raciocinio esta correto por outro lado esta longe de ser completo voce consegue arrastar algo que esta adiante nao voce empurra entao o nome ja da o indicativo no arrasto aerodinamico o problema maior nao esta na frente do corpo mas sim atras dele e uma força que te puxa por tras e nao uma que te resiste pela frente nos pontos 1 ha um ganho de pressao e reduçao de velocidade do fluxo mas bem menos grave que nos pontos 2 para entendermos por que isso acontece antes de mais nada e preciso encararmos o ar como fluido viscoso nao como um espaço vazio quando a carroceria de um carro em velocidade penetra este fluido algumas coisas acontecem o fluido impoe a sua resistencia ao movimento ele se escoa a sua volta e por ser viscoso uma fina camada se adere ao corpo como um filme de oleo ou para visualizar com mais dramaticidade mel por causa da viscosidade este fluido escoando bem colado na carroceria fica com uma velocidade muito menor que o fluido escoando alguns milimetros acima e assim por diante afinal se e viscoso ele adere entao nao apenas visualize o ar como fluido mas visualize este fluido escoando na carroceria como varias camadas sobrepostas em degrade todas em contato uma com a outra como se fossem paginas de um livro quanto mais proximo da carroceria mais lenta a velocidade do ar entao existem forças de cisalhamento entre estas paginas fricçao logicamente a partir de certa altura em relaçao ao corpo a influencia da carroceria em relaçao a velocidade do fluido fica minima camada limite e o nome desta regiao onde ha a adesao do fluido ao corpo sua consequente desaceleraçao pela adesao viscosa e a notoria fricçao entre as camadas de ar por diferença de velocidade ela e absolutamente fundamental pra entendermos o arrasto aerodinamico que resulta no caos que ocorre na traseira dos veiculos ilustrados acima esta vendo que no exemplo da direita o ar se comporta de forma aparentemente caotica formando pequenos turbilhoes em parafuso os vortices isso e o que acontece quando a camada limite perde adesao suficiente ao corpo lembre se de que ha diferença de velocidade entre as laminas de ar dentro da camada limite e a fricçao causada por esta diferença de velocidade que faz as laminas tropeçarem de cima pra baixo e enrolarem entre si perdendo ainda mais velocidade e no pior dos casos formando uma grande zona de perturbaçao aerodinamica cumulativa que gera um turbilhao um emaranhado que fica pendurado para muito atras do corpo na area conhecida como esteira aerodinamica se arrastando lembre se que o fluido e viscoso e ha adesao e interaçao inclusive entre suas camadas e gerando resistencia ao movimento ali esta a força do arrasto veja as imagens abaixo existem formas positivas de se utilizar pequenos vortices para ajudar a prevenir a formaçao deste turbilhao soa contraditorio e abordaremos estes geradores de vortices num post futuro para nao desviarmos do assunto principal dentre as varias causas que fazem a camada limite descolar da superficie a principal e a transiçao muito repentina de uma regiao de fluxo de alta velocidade e em decorrencia de baixa pressao para uma de baixa velocidade e em decorrencia de alta pressao como o fim do teto ou a traseirona de um carro e quanto maior a area chapada desta traseira maior tendera a ser o turbilhao e o arrasto portanto de cara ja vemos uma vantagem nesta soluçao do ford gt note como o painel traseiro se resume apenas a seçao central e ao suporte das lanternas a tal esteira aerodinamica fica bem estreita esta e uma grande vantagem mas o buraco e mais fundo o video abaixo e bastante didatico ele mostra o arrasto gerado por uma bola e modificaçoes feitas para reduzir a perturbaçao aerodinamica atras do corpo assista o pensando nas questoes de viscosidade do ar adesao e descolamento da camada limite que falamos acima [youtube id= bom7bluupzq width= 620 height= 349 ] o video tambem e importante para entendermos o tal do conceito de forma de gota como o fluxo aerodinamico encontra dificuldades em se manter estavel numa transiçao brusca de alta para baixa velocidade despedir se do corpo de forma gradual e a soluçao ideal para evitar o descolamento brusco da camada limite e assim reduzir o arrasto por isto caudas longas e com esta silhueta foram utilizadas por muito tempo no automobilismo em uma epoca no qual a grande preocupaçao era apenas o arrasto downforce e mesmo asas eram relativa novidade mas conforme o esporte a motor evoluiu descobriram que isso tinha alguns penaltis sendo o maior o fato de que este rabao movia o centro de pressao aerodinamica para tras e como se em altas velocidades uma mao invisivel pressionasse a extremidade traseira para baixo deixando a frente leve e por consequencia virtualmente sem direçao a inercia tambem fazia dos long tails carros bastante perigosos em curvas de media alta acelerando o ar a questao e que o escoamento de ar num corpo pode ser acelerado com alguns macetes sendo o principal deles o conceito do tubo de venturi nao havendo perdas energeticas ou compressao forçada do fluido a soma das energias de pressao potencial e de velocidade cinetica deve ser constante entao se num tubo fizermos este fluxo acelerar por exemplo reduzindo o diametro do canal necessariamente a pressao precisa cair pois energia nao pode ser criada do nada nem desaparecer esta e a explicaçao grosseira do tubo de venturi acelerador de fluxo essencial para o funcionamento dos carburadores veja como eles funcionam neste texto do fim dos anos 1960 para ca os aerodinamicistas do automobilismo perceberam que o principio da asa que ja era usada nos monopostos e carros de turismo podia ser estendida ao formato do proprio veiculo em si o tal do carro asa sendo um dos principais o lotus 78 de peter wright e colin chapman o principio da asa e similar ao conceito do tubo de venturi mas em vez do ganho de velocidade do fluxo rolar pelo estreitamento do corpo/tubo ele acontece por um desenho assimetrico entre a porçao superior e a inferior do perfil da asa o perfil mais longo e aquele no qual o ar precisara acelerar mais gerando queda de pressao veja abaixo no caso dos carros asas o efeito fica muito intenso porque ha uma combinaçao de conceitos a silhueta do perfil da carenagem e de asa mas o volume entre o asfalto e o assoalho forma um estreitamento de duto similar ao tubo de venturi e por isso que antigamente as equipes de formula 1 usavam saias e escovas contornando as laterais e que se arrastavam no solo dramatizar ainda mais o efeito de tubo hoje em dia nomes como carro asa e efeito solo sao coisa de velho nostalgico como eu mas os difusores presentes em monopostos e em carros de turismo inclusive de rua sao exatamente a mesma coisa para nao deixar o downforce absurdo os orgaos reguladores limitam cada vez mais o comprimento dos difusores o que reduz a sua capacidade de acelerar o fluxo de ar uma nova perspectiva voce ja tinha ate esquecido que o post era sobre o ford gt mas precisavamos passar pelos conceitos de arrasto e de aceleraçao de escoamento aerodinamico para explicar o grande barato deste cara e o por que daqueles enormes recortes nas laterais traseiras na foto abaixo começando pela dianteira podemos notar que ha duas grandes saidas de ar o fluxo entra pela pequena grade dianteira passa pelo radiador inclinado e sai por estes enormes dutos a ideia e reduzir a pressao do fluxo e como ja sabemos aumentar a velocidade do mesmo como voces devem ter notado quase todas as conversas demonstraçoes e estudos de aerodinamica priorizam o perfil da lateral principalmente porque o calice sagrado e aumentar o downforce e reduzir o arrasto para aumentar o downforce de fato voce precisa reduzir a pressao do fluxo de ar sob o veiculo entao a visao de perfil e o angulo mais adequado mas sera que existem outras formas e perspectivas de se reduzir o arrasto como fazer do habitaculo e do cofre do motor um shape de gota que sacada a dos caras sairam do plano bidimensional e viram a coisa em outro eixo esta vendo as setas brancas representam o fluxo dos gases de escape os canos nao estao ali a toa liberam espaço no assoalho para difusores colossais como os que estao no ford gt de competiçao e ao despejar gases quentes ou seja de baixa pressao ha uma tendencia a acelerar o fluxo de ar naquela regiao prevenindo o descolamento abrupto de camada limite nesta regiao central favorecendo o termino do shape de gota da imagem acima estes beneficios se somam a reduçao da area do painel traseiro como vimos la em cima mas ainda tem mais sim o espaço formado entre a parede dos para lamas e a parede do cockpit e um acelerador de fluxo aerodinamico dois canais de venturi combinados ao bom escoamento aerodinamico da forma de gota esta dupla nao apenas derruba o arrasto aerodinamico do ford gt como de quebra pode aumentar a estabilidade direcional do veiculo em altas velocidades agindo como uma especie de leme sao dois beneficios muito importantes para provas de longa duraçao e altissima velocidade como as do le mans series com pouco arrasto a velocidade final fica maior e consome se menos combustivel com mais estabilidade direcional o carro fica mais confiavel e facil de ajustar sem precisar de sacrificios ou remendos dinamicos apesar do desfoco da fotografia abaixo podemos ver a curvatura dos canais note que ha uma saida de ar quente no meio dele nao esta a toa o ar quente reduz a pressao e tende a aumentar a velocidade do fluxo sacada ja utilizada pela formula 1 ha alguns anos embora estes enormes recortes nas laterais sejam abertos no topo formando um canal em vez de um duto e importante notar que os braços que conectam os para lamas ao corpo da carroceria agem como defletores o que os caras da ford fizeram foi utilizar os mesmos conceitos ja consagrados no automobilismo mas viraram a miniatura 90 graus no eixo horizontal nao e uma revoluçao ate porque o nissan gt r lm nismo ja empregou conceito similar leia mais a respeito aqui mas o ford gt nao apenas e um carro de rua como conseguiu resolver um problema de packaging que os japoneses ou nao conseguiram ou falharam pelo excesso de radicalismo no conceito mecanico o ford tem motor central traseiro e traçao traseira genial sem duvida mas no ambito da teoria agora e vermos como tudo sai na pratica a verdade mora no cronometro
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