FORMULA 1
Mercedes deverá remover FRIC antes do GP da Alemanha
Artigo técnico: suspensão FRIC-10-07-2014
Na iminência de ser considerado ilegal pela FIA, o sistema de suspensão FRIC (Front-and-Rear InterConnected) pode ser um dos principais segredos do sucesso dentro de alguns monolugares, como os Mercedes. Hoje, no VAVEL.com, explicamos a importância e funcionamento deste sistema face a uma suspensão convencional. (Hugo Picado de Almeida)
HUGO PICADO DE ALMEIDA
Esquema do sistema FRIC na frente dos Mercedes (Desenho: Giorgio Piola).
Ontem, a FIA emitiu um aviso ao pelotão da F1: o sistema FRIC (Front-and-Rear InterConnected), abordagem à suspensão dos monolugares que liga a sua componente dianteira à traseira, assim como ambos os lados dos eixos, utilizada por algumas das equipas poderá ser banida, com efeitos já no GP da Alemanha, no fim-de-semana de 18 a 20 de Julho.
À beira da ilegalidade
O comunicado de Charlie Whiting, director de corrida da FIA, anuncia que o sistema FRIC da maioria das escuderias em competição poderá ser considerado ilegal. Isto porque tais sistemas poderão estar a infringir o artigo 3.15. dos regulamentos técnicos da F1, onde se afirma que qualquer peça que afecte a aerodinâmica dos monolugares deve estar «rigidamente fixa» à carroçaria, e o entendimento da FIA será que os sistemas FRICS, nomeadamente o de equipas como a Mercedes, não respeita este critério, por emular o comportamento de uma suspensão activa (embora sem componentes electrónicos), algo proibido na F1 desde os anos 90.
Pormenor do sistema FRIC dentro do nariz do Mercedes (Foto: in Potenza Blog).
O que é, afinal, o sistema FRIC? E para que serve?
Longe de ser uma denominação oficial, o termo FRIC designa uma suspensão em que as suas várias partes ("front-and-rear") estão ligadas por meio de sistemas hidráulicos e, por isso, se comportam em estreita relação e reacção às forças aplicadas a cada uma das suas partes, quer entre esquerda e direita quer entre eixos -- frontal e traseiro. Esta será a inovação da Mercedes, uma vez que já várias equipas utilizam sistemas análogos desde 2008, mas geralmente afectando apenas um eixo.
Observemos alguns exemplos para tornar mais claro o funcionamento deste sistema:
Situação 1: carro em momento de travagem. O peso transfere-se para o eixo frontal e a asa dianteira aproxima-se do chão (VAVEL).
Situação 1: Imaginemos um piloto que vinha a acelerar numa recta. Ao abordar uma curva (digamos, à esquerda), o piloto pisa o travão. Isto faz com que o carro se balanceie para a frente, aproximando o nariz do chão (esta diferença ascendente ou descendente, entre a frente e a traseira, é conhecido por "pitch", ou nível). No momento da desaceleração, a traseira do carro fica mais solta e por isso instável. A ligeira subida da parte traseira, enquanto a frente aponta ao chão, dificulta também o efeito aerodinâmico que deveria ser produzido na asa da retaguarda.
Situação 2: quando em curva, a força exerce-se nos pneus do lado de fora da viragem (VAVEL).
Situação 2: Após a fase de desaceleração, o piloto curva então à esquerda, o que faz com que o monolugar role para a direita, exercendo por isso maior peso, e correspondetemente pressão sobre os pneus direitos, do lado exterior da curva. É frequente a velocidade e força exercidas serem demasiadas sobre os pneus do lado exterior, em curvas mais pronunciadas, daí que ocasionalmente vejamos os pilotos serem obrigados a virar para o lado de fora da curva para corrigir o balanço do carro.
Situação 3: quando o monolugar acelera, o peso é transferido para trás, elevando o nariz (VAVEL).
Situação 3: Uma vez feita a curva, o piloto torna a acelerar, sendo toda a força exercida no eixo traseiro e assim forçando o carro a "agachar-se", levantando o nariz e tornando, em consequência, mais leve -- ou solta -- a direcção.
FRIC vs sistema convencional
As vantagens de uma suspensão FRIC sobre um sistema convencional tornam-se tanto ou mais claras se atentarmos que todas estas alterações no balanço dos monolugares se sucedem em segundos ou mesmo fracções destes.Uma suspensão interligada permite contrariar todas as tendências do carro, independentemente da direcção das forças exercidas, fazendo com que todas as partes respondam em conjunto, como um todo, a qualquer dos três cenários anteriormente referidos.
A imagem abaixo é um bom exemplo de um sistema convencional em funcionamento. A Ferrari, que usa apenas ligação dentro do mesmo eixo, pode aqui ser vista em rolamento lateral. Note-se que Alonso está a curvar para a esquerda, pelo que a força é exercida sobre os pneus direitos do monolugar (vistos no lado esquerdo da imagem). É visível a aproximação do lado direito da asa dianteira ao chão, enquanto os pneus do lado esquerdo do carro perdem algum contacto com o asfalto, podendo causar uma situação de sobreviragem.
F14 T em rolamento lateral (Foto: Ferrari/Ercole Colombo).
Como também já dissemos, este sistema assenta em mecanismos hidráulicos. Na imagem à direita, podemos ver como este sistema interliga pneu direito e esquerdo a um bloco central por meio de tubos hidráulicos ligados às câmaras ora de alta ora de baixa pressão dos amortecedores, que por sua vez fazem a ligação ao bloco central, responsável pela ligação entre eixos e respectiva deslocação de fluidos entre lados esquerdo e direito da suspensão, permitindo nivelar os carros.
Pormenor do sistema FRIC num monolugar F1, com os canais hidráulicos a preto, na parte inferior da imagem (Foto: Sutton Images).
Além disto, a solução inovadora da Mercedes, liga, igualmente por sistema hidráulico, a frente e a traseira dos monolugares, usando o mesmo princípio que vimos aplicado a esquerda e direita, permitindo assim não apenas controlar o rolamento lateral mas também o ângulo do nariz.
Incerteza sobre decisão da FIA
A FIA mostrou abertura para adiar a proibição de uso do FRIC até ao início da próxima época, caso haja acordo entre todas as equipas, o que deverá provar-se difícil, já que as equipas mais lentas ou cujo sistema não seja tão extensivo poderão queixar-se de infracção por parte das scuderias mais bem sucedidas na implementação do FRIC. A decisão repentina da FIA poderá colocar em apuros algumas das equipas, já que estas dificilmente terão um plano B para correr sem o sistema, e certamente terão dificuldade em pô-lo à prova entre o final da sessão de testes em solo britânico -- a Lotus foi uma das equipas que correu sem o sistema na segunda sessão de ontem -- e o próximo GP, em Hockenheim.
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Minhas considerações sobre esse artigo – Ricardo Achcar
Luiz Pereira Bueno, Ricardo Achcar e Antonio Ferreirinha.
Impressiona-me ler sobre esse desenvolvimento com tantos detalhes supostamente técnicos de soluções encontradas por engenheiro não pilotos na F 1 e descritas com maestria jornalística capaz de colocar 99,9% dos leitores em posição de profunda elucubração em busca de interpretar mentalmente o que essa balela da engenharia rica nos traz a tona como elemento evolutivo do sistema de suspensão de um monoposto. Conversa fiada. Sinto muito.
Seguindo o roteiro do jovem Hugo Picado de Almeida autor esforçado da explicação das benesses do sistema...senão vejamos:
1 - EM MOMENTO DE TRAVAGEM: tudo certinho na explicação até o ponto em que lemos: “...A ligeira subida da parte traseira, enquanto a frente aponta ao chão, dificulta também o efeito aerodinâmico que deveria ser produzido na asa da retaguarda...”
Balela. No Pitch de um carro com entre-eixos muito acima de 2500 mm o vetor de “mergulho do carro” no eixo longitudinal do referido Pitch não altera sequer um grau de variação para qualquer lado que seja, para frente ou para trás o ângulo de ataque da asa traseira. Além desse fato sem discussão o grande problema nesse período – início até o final da frenagem e, portanto máxima transferência de massa para o eixo dianteiro encontra-se na relação de perda de velocidade e consequentemente progressiva e iminente perda de pressão aerodinâmica sobre o eixo dianteiro. Sem discussão. Nesse estágio, em alguns metros asas e barbatanas viram latas de enfeite.
Essa relação é absolutamente crítica e não há telemetria no mundo que consiga aferir a RESULTANTE - sendo o efeito dito RESULTANTE a perda progressiva metro à metro da eficiência da frenagem por ausência progressiva de pressão aerodinâmica na asa dianteira e demais... – quando o infeliz dito piloto, entre outras sem o famigerado e impossível elemento denominado ABS se encontrarem disponível para atrapalhar mais ainda a avaliação de pressão a exercer no pedal de freio. Nessa descrição a trezentos quilômetros por hora para setenta quilômetros os engenheiros de box ou de prancheta não tem qualquer espaço ou lugar de presença ou opinião balizada a dar.
Apenas o piloto naquela máxima “de que se vire!”.
2 - Situação 2: Após a fase de desaceleração, o piloto curva então à esquerda, o que faz com que o monolugar role para a direita, exercendo por isso maior peso, e correspondentemente pressão sobre os pneus direitos, do lado exterior da curva. É frequente a velocidade e força exercidas serem demasiadas sobre os pneus do lado exterior, em curvas mais pronunciadas, daí que ocasionalmente
vejamos os pilotos serem obrigados a virar para o lado de fora da curva para corrigir o balanço do carro.
Virar para o lado de fora significa esterçar, quando de fato na linguagem da pilotagem significa compensar. Compensar o que? Compensar o efeito de sincronismo das massas. Se não o fizer vai dar com a cara no “guard rail “..se houver e não for muro. Em pilotagem brasileira denominamos esse efeito por “chicote”.
Mas nada, absolutamente nada termina ai!
O chicote promove um efeito denominado por sincronismo das massas onde o RETORNO a prumo ultrapassa o ponto ideal –centro do carro - para o lado oposto sobrecarregando a mola traseira OPOSTA com a carga do peso natural do carro somado a pressão da carga do chicote. É justamente este retorno de pressão aumentado que faz com que o piloto perca o controle do carro. Esse fator multiplicado instantaneamente por um fator talvez quatro vezes maior foi o que fez com que o Kimi Raikonnen perdesse completo controle de sua Ferrari no CHICOTE de Silverstone. Ali, o BUMP divisor ELEVADO de retorno para a pista COMPRIMIU a mola traseira “N” vezes mais e o chicote de esterço ficou incontrolável. Dá para entender? Mandou enorme pressão de volta – estilingada da mola- incontrolável por esterço de volante.
A importância dessa explicação especialmente para quem tem o vídeo de Silverstone é observar uma cena onde o Felipe Massa ao sair de uma curva media alta com sua Williams LEVANTA A RODA INTERNA (à curva) DIANTEIRA DO SOLO por aproximadamente uma polegada.
Nesse momento ele apoia em TRAÇÃO/aceleração toda a massa no eixo “tracional” vide traseiro do carro e ao produzir enorme esforço “torcional“ sobre o eixo LONGITUDINAL do carro GERA em consequência uma brutal carga reforçada sobre a parte do eixo dianteiro externo assegurando o máximo absoluto coeficiente de aderência capaz de ser sustentado pelo pneu dianteiro externo e o carro...curva perfeito com máxima aceleração de “partida”para a reta que vier.
“Numa das memoráveis considerações do piloto e construtor Inglês Allan Saniforth, encontra-se uma frase definitiva:
“O coração do problema e seguramente o mais significante elemento não aerodinâmico em acerto de chassis, é a relação entre a capacidade de o pneu prover aderência e a carga vertical imposta sobre o mesmo.”
Em se tratando do eixo dianteiro eu me permito afirmar que essa combinação está intrinsecamente amarrada na interpretação correta da combinação ângulo do pino mestre, caster e Ângulo Ackermann do sistema direção para um personagem específico chamado o Pneu daquele Dia.
3 - Situação 3: Uma vez feita a curva, o piloto torna a acelerar, sendo toda a força exercida no eixo traseiro e assim forçando o carro a "agachar-se", levantando o nariz e tornando, em consequência, mais leve -- ou solta -- a direcção.
Isto se torna uma verdade absoluta - agachar-se sobre o eixo traseiro - , no entanto é necessário considerar sem perda de detalhe que o agachar sobre o eixo traseiro que supostamente implica em levantar do solo o eixo dianteiro, nesse caso descrito, desconsidera a brutal força do LSD – Limited Slip Differential mais conhecido como auto blocante capaz de ser programado num F-1 e outrosmonopostos a 30% ou menos de tração positiva o que equivale a 70% de tração sob responsabilidade da roda traseira externa a curva.
Nesse caso o primeiro efeito é “empurrar o eixo dianteiro” para linha reta em frente ou a famosa saída de frente.
No entanto se o efeito “torcional” exercido sobre o eixo longitudinal do chassi somado a força centrífuga que chega até a levantar a roda dianteira interna, a roda dianteira externa estará sendo submetida a um esforço de colagem ao solo limitado apenas pela “capacidade de o pneu prover aderência e a carga vertical imposta sobre o mesmo.”
Viva Allan Staniforth.
Portanto do ponto de vista da física das coisas, em se aplicando a geometria de suspensão adequada ao veículo, é o pneu o responsável final da saída de frente NO LIMITE da física ...e do construtor das “gomas”e nenhum outro fator criativo.
FRIC vs sistema convencional
As vantagens de uma suspensão FRIC sobre um sistema convencional tornam-se tanto ou mais claras se atentarmos que todas estas alterações no balanço dos monolugares se sucedem em segundos ou mesmo fracções destes.Uma suspensão interligada permite contrariar todas as tendências do carro, independentemente da direcção das forças exercidas, fazendo com que todas as partes respondam em conjunto, como um todo, a qualquer dos três cenários anteriormente referidos.
A imagem abaixo é um bom exemplo de um sistema convencional em funcionamento. A Ferrari, que usa apenas ligação dentro do mesmo eixo, pode aqui ser vista em rolamento lateral. Note-se que Alonso está a curvar para a esquerda, pelo que a força é exercida sobre os pneus direitos do monolugar (vistos no lado esquerdo da imagem). É visível a aproximação do lado direito da asa dianteira ao chão, enquanto os pneus do lado esquerdo do carro perdem algum contacto com o asfalto, podendo causar uma situação de sobreviragem.
Este segundo parágrafo é uma bobagem de dimensões razoáveis de quem certamente nunca foi piloto, especialmente de monoposto. Apenas gosta da coisa.
Que se fique logo sabendo que o pneu interno à curva em qualquer máxima condição contribui com apenas 20% do limite de aderência especialmente e unicamente se estiver bem assentado ao solo. Por outro lado, quando mais o pneu estiver ao solo, de 20% a 1% estará retirando igualmente carga proporcional de aderência sobre o pneu dianteiro externo que no bom linguajar segura todas!
Daí voltamos para: “capacidade de o pneu prover aderência e a carga vertical imposta sobre o mesmo.”
Viva Allan Staniforth.
O primeiro parágrafo teria completa e total validade se o assunto fosse lancha....
No nosso caso, baratinha de corrida, quanto mais peso for retirado sobre a carga vertical do responsável geral, o pneu dianteiro externo...bom, chega já foi demais!
Conclusão: o FRIC é burro. Não seria se fosse invenção do Chapman ou do Jack, o Brabham ou do inigualável Jim Hall.
Mas não, é fruto das caras que se encontram atrás da telemetria interpretando com ferramentas limitadas onde o piloto ficou mudo e calado. A F-1 e congêneres de imitação virou um joguinho de sabichões diplomados que interpretam cálculos no limiar do absoluto onde o homem piloto apenas levanta a cortina.
Por fim a Mercedes está dando um banho porque como já foi tecnicamente e indiscutivelmente explicado, genialmente separou a turbina da cânula alimentadora, distribuiu espetacularmente a massa (peso elevado suspenso) e não satisfeita resolveu o maior problema das turbinas. Adivinhem...cabeça fria...temperatura...só nisso ganharam no mínimo 6% de potência geral em todos os planos de curva de torque.
Mas o Williams nesse momento é melhor chassi. Sinto muito. Comparem gráficos de trechos de pista. A RBR ainda não absorveu bem o torque explosivo da dupla traquitana elétrica e o Vettel tem que mandar tração um pouco...depois do que fora antes ...acostumado.
PS: - Em 1965 eu coloquei pinças de freios extras nas rodas traseiras de um carro de turismo. Estas eram fixas ao chassi e acionadas ao frear sobre um meio disco de freio cortado soldado e preso a suspensão lado interno – um de cada lado no eixo traseiro. O objetivo era bloquear o mergulho do carro sobre o eixo dianteiro travando o movimento de transferência de massa da traseira. Tudo igual a essa porcaria de hoje mais burra por complexa. O veículo era de motor traseiro. Vocês não imaginam como funcionava. O horizonte não mexia quase nada. Acho que cedia na “deflecção” mínima dos pneus. Um sucesso no seco a 150 quilômetros por hora. No entanto a 80 km/h na chuva...quando o Allan Staniforth não havia ainda enunciado...parecia que tinha um par de skis nas rodas.
“...a capacidade de o pneu prover aderência (É) a carga vertical imposta sobre o mesmo.”
Daí, se mela, faz farelo ou vira meleca deixemos a engenharia de fábrica brigar com engenharia de pneus. Mas, perdoem os pilotos.
Viva Allan Staniforth.
Cordialmente, aos 76 anos de saco cheio de tanta bazofia automobilística.
FIA, considerações: - Então, por que a FIA quer proibir suspensões Fric agora? Porque Charlie Whiting, que dirige o departamento da FIA, que é responsável pelo policiamento dos aspectos técnicos dos carros de Fórmula 1, assim como o funcionamento dos próprios fins de semana de corrida, acredita que eles têm evoluído ao ponto em que eles violam o limitador de todo regulamento técnico sobre "dispositivos aerodinâmicos móveis". "Tendo visto agora e estudado quase todos os design atuais de frente e sistema de suspensão traseira interligados, a FIA, é formalmente da opinião de que a legalidade de todos esses sistemas poderia ser posta em causa", ele escreveu para as equipes nesta semana. Whiting sugere que a forma como o campo ajudam a controlar os sistemas de suspensão e rolagem poderia estar em violação do artigo 3.15 dos regulamentos técnicos da F1.
Nota do autor: Portanto apenas por se qualificarem como "dispositivos aerodinâmicos móveis.
Não porque ofereçam determinante vantagem...
Ler entre linhas é importante.
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Recebi ontem ou anteontem um e-mail do Ricardo com o artigo de Hugo Picado de Almeida e à seguir suas considerações sobre o sistema, os atuais carros e crise que ameaça a F.Um.
Confesso que caso tivesse visto antes este artigo minha leitura dele não passaria do primeiro paragrafo pois hoje com o advento da internet e a proliferação de "entendidos" em automobilismo a quantidade de baboseiras publicadas não me atrai nem um pouco.
Talvez um pouco complexo e técnico demais para quem nunca lidou diretamente com o automobilismo de competição o texto do Ricardo no entanto elucida muitas das questões que hoje envolvem a F.Um.
Espero que vocês gostem.
Um abraço Ricardo.
Rui Amaral Jr
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