En el primer article de la sèrie dedicada als túnels de vent, vam revisar el paper d’aquestes instal·lacions en la història del WRC, des dels anys 70 fins al 2016. Ara és el moment de revisar el paper que han tingut en l’actual generació de cotxes del WRC, des dels primers passos de disseny fins al desenvolupament continu de les diferents evolucions dels cotxes.
ETAPA DE DISSENY (2015-2016)
Per al disseny inicial de la generació de cotxes del WRC 2017, la majoria dels fabricants van seguir la ruta de disseny clàssica: una vegada completat el disseny inicial, el flux al voltant del cotxe i les forces que genera es modelen i simulen numèricament a través de programari CFD (dinàmica de fluids computacional), normalment paquets comercials com Ansys/Fluent o Star CCM+ o programari d’accés obert com OpenFOAM. Una vegada els resultats numèrics són satisfactoris, es construeix un model a escala per a la seva avaluació i ajustament en el túnel de vent.
L’ús de models a escala en les primeres etapes de desenvolupament presenta múltiples avantatges: és més fàcil treballar (i modificar) models a escala, i poden preparar-se fins i tot abans que es disposi del model a escala real. A més, el nombre d’instal·lacions a escala disponibles és major que les de grandària real, i són més barates.
L’avaluació del Citroën C3 WRC es va dur a terme en el túnel de vent R.J.Mitchell de la Universitat de Southampton (integrat en la National Wind Tunnel Facility del Regne Unit), amb un model a escala del 40%. El túnel de vent R. J. Mitchell és un túnel de vent de baixa velocitat, gran i àmpliament equipat, amb una secció de treball de 3,5 m x 2,4 m (11’x 8′) i una velocitat màxima de vent de 144 km/h (90 mph). Com tots els altres túnels de vent que esmentarem en aquest article, està equipat amb un tapís mòbil, amb la cinta rodant a la mateixa velocitat que l’aire dins del túnel de vent, per reproduir les condicions reals a les quals s’enfrontarà el cotxe en un tram de ral·li.
Fins i tot a petita escala, els models contenen tants detalls com sigui possible, per a permetre la reproducció òptima del futur cotxe a escala completa.
Una altra curiositat que es mostra en aquest vídeo és l’estudi de solucions alternatives per al C3 WRC, com una petita aleta davant de les rodes posteriors, similar a les del Fiesta WRC. El vídeo confirma que van ser considerades però descartades.
Per a l’avaluació aerodinàmica inicial del Toyota Yaris WRC, l’equip de Tommi Mäkinen va seleccionar el túnel de vent Petronas AMG (velocitat màxima del vent de 173 km/h o 107 mph) de l’equip Mercedes F1, situat a Brackley, també amb un model a escala del 40%. Els models utilitzats incloïen també tot tipus de detalls, així com solucions que van ser descartades després de les proves, com les plaques que surten de les obertures dels parafangs posteriors que es mostren en la imatge de baix.
Una vegada que el disseny és refinat amb el model a escala, el següent pas és l’avaluació del cotxe a escala completa en el túnel de vent. En aquesta etapa, es requereixen instal·lacions més grans i més cares. També es limitat el nombre d’instal·lacions adequades, a causa dels requisits quant a grandària, potència (necessària per a aconseguir velocitats superiors a 200 km/h) i elements addicionals com un tapís mòbil. Aquest element és necessari per als vehicles amb poca distància al terra, com els cotxes de ral·li (en configuració d’asfalt), per a reduir al mínim la incertesa durant l’avaluació del seu rendiment aerodinàmic.
No hem trobat proves que Hyundai utilitzés models a escala durant el disseny del Hyundai i20 Coupé WRC, però el cotxe a escala real va ser avaluat al túnel de vent de Hyundai disponible en el Centre de Recerca i desenvolupament de Namyang (velocitat màxima del vent 200 km/h o 124 mph). Només hi ha unes poques imatges disponibles d’aquesta instal·lació, així que recomanem la visiteu i que la conegueu en detall, simplement fent clic en el vídeo de sota (per JP Performance).
El desenvolupament inicial del VW Polo WRC 2017 es va dur a terme al 2015 en el túnel de vent disponible en les instal·lacions de Volkswagen a Wolfsburg. No obstant això, a causa de la falta de tapís mòbil, la majoria de les proves es van desenvolupar en el túnel de vent de l’Institut de Recerca de Sistemes Automotors i Motors de Vehicles (FKFS) de la Universitat de Stuttgart (velocitat màxima del vent 260 km/h o 162 mph).
M-Sport va optar per l’alternativa de disseny més radical: el paquet aerodinàmic del Ford Fiesta WRC va ser dissenyat només amb el suport de tècniques de simulació numèrica (CFD). La raó va ser el curt temps que van tenir per a completar el procés, ja que els detalls de la nova evolució del cotxe de carretera del Fiesta (en el qual es va basar) van arribar al juny de 2016, just set mesos abans del primer ral·li de la temporada 2017. Per tant, van haver de construir el cotxe només amb la informació obtinguda amb els resultats numèrics.. Òbviament, van fer els corresponents tests en diferents trams (com tots els altres equips) però encara així, s’havien saltat una part important del procés de disseny.
Tot i així, el disseny va demostrar ser realment eficient, ja que el cotxe va guanyar la prova que encetava la temporada 2017 (Monte-Carlo), així com els dos títols mundials (Pilots i Constructors) d’aquell any.
No va ser fins a un any més tard quan M-Sport finalment va dur a terme la validació dels resultats numèrics (CFD) en un túnel de vent. Gràcies al major suport de Ford Performance, una de les unitats del Fiesta WRC alineades en el Ral·li Mèxic 2018 va ser enviada a Concord, prop de Charlotte, NC (els EUA), al túnel de vent Windshear (290 km/h o 180 mph). Aquesta instal·lació, on se solen avaluar els models de Ford Nascar, permet disposar els cotxes en diferents angles, per una reproducció òptima de les condicions que un cotxe de ral·li s’enfronta en un tram. Allí, sota la supervisió dels enginyers d’aerodinàmica de Ford Performance, es va validar el disseny del Fiesta WRC, tal com vam revisar en un post anterior sobre aquesta prova.
FASE DE DESENVOLUPAMENT (2017-2020)
Tn bon punt es va produir el debut de la generació de cotxes WRC 2017, els equips van començar a identificar les deficiències i les oportunitats de millora. El procés de desenvolupament dels cotxes WRC 2017 va començar llavors, i de nou, els túnels de vent van continuar jugant un paper molt important.
Una vegada que el cotxe ha entrat en competició, l’avaluació en el túnel de vent es fa habitualment amb models de mida real, permetent una millor reproducció de les condicions reals… però a un cost major, i amb el problema afegit d’una reduïda gamma d’instal·lacions disponibles. La raó és que l’ avaluació òptima d’un cotxe a escala real requereix un túnel de vent optimitzat, amb tapís mòbil i angles de lliscament variables, per a avaluar l’aerodinàmica en les corbes, i no hi ha moltes instal·lacions amb totes aquestes característiques disponibles.
L’avaluació del Ford Fiesta WRC que es va fer en les instal·lacions de Windshear tenia un segon objectiu: avaluar noves modificacions del paquet aerodinàmic del cotxe, com el paquet aerodinàmic posterior modificat que es va introduir en el Fiesta WRC de Ogier/Ingrassia en el Ral·li Finlàndia 2018.
Toyota també ha validat en el túnel de vent la majoria de les modificacions implementades en el cotxe. Aquest és el cas del nou paquet aerodinàmic davanter del Yaris WRC, que va ser validat en el túnel de vent de Toyota Motorsport GmbH en Colònia, Alemanya (velocitat màxima del vent de 252 km/h o 157 mph), amb un cotxe de mida real, l’agost de 2018. La validació es va realitzar uns quants mesos després de la introducció del nou paquet aerodinàmic en el cotxe, que va tenir lloc al gener de 2018 al Ral·li de Monte-Carlo.
Les últimes modificacions aerodinàmiques homologades per al Yaris WRC van ser avaluades de nou en el túnel de vent de Mercedes F1 Petronas AMG, amb una maqueta a escala, com es mostra en aquest vídeo de Mercedes i en les fotos de baix.
Les imatges mostren el model a escala utilitzat en 2019 per a avaluar el nou disseny de l’aleró posterior, que va ser homologat al setembre de 2019 i introduït en el Ral·li de Turquia aquell mateix any.
També Hyundai ha validat el redisseny complet de l’últim paquet aerodinàmic del i20 Coupé WRC implementat al llarg del 2020 en un túnel de vent. Sorprenentment, no sols en les instal·lacions de Namyang, sinó també en l’històric túnel de vent de Pininfarina (250 km/h o 155 mph), també amb un cotxe de mida real.
En resum, el paper dels túnels de vent en el disseny i desenvolupament dels cotxes WRC continua sent tan important com ho ha estat en el passat. Així que, hores d’ara, han d’estar molt ocupats treballant en el disseny de la nova generació de cotxes WRC per al 2022.
