Como Se Configura um Carro de Fórmula 1?

A configuração de um carro de Fórmula 1 é um processo complexo que exige um profundo conhecimento de aerodinâmica, mecânica e eletrônica. Cada aspecto do carro, desde a suspensão até os pneus, deve ser ajustado minuciosamente para maximizar o desempenho na pista.

Neste artigo, exploraremos os principais elementos envolvidos na configuração de um carro de Fórmula 1 e os passos que as equipes tomam para garantir que seus veículos estejam em condição ideal para cada corrida.

Como Se Configura um Carro de Fórmula 1?

O que significa ‘configuração do carro’?

Encontrar a configuração perfeita para um carro de Fórmula 1 é uma tarefa quase impossível. Os carros são compostos por milhares de componentes interativos, dos quais apenas uma pequena parte pode ser ajustada pelas equipes a cada corrida. No entanto, quando esses ajustes são feitos, os efeitos podem ser sentidos em todo o carro. A “configuração do carro” refere-se, portanto, ao compromisso ideal entre todos os diferentes elementos do carro; a harmonia é o objetivo evasivo para os engenheiros.

As configurações variam de pista para pista porque cada circuito tem suas próprias características, apresentando um desafio único para os pneus e a aerodinâmica. O estilo de pilotagem singular de cada piloto também é um fator importante que os engenheiros devem considerar, e nenhuma configuração de piloto será idêntica. Se o compromisso certo for encontrado, o piloto se sentirá confiante para extrair o máximo desempenho do carro.

Do lado aerodinâmico, o nível da asa traseira e o ângulo da asa dianteira podem ser ajustados, assim como a altura dianteira e traseira do carro pode ser afinada para alterar o comportamento aerodinâmico. As configurações da suspensão, como cambagem, ângulos de convergência/divergência, rigidez e desempenho das rodas traseiras também podem ser modificadas, assim como a distribuição de peso — deslocada para frente ou para trás dentro dos limites permitidos pela FIA. Algumas configurações, como o diferencial, o balanceamento de frenagem e os freios traseiros, podem até ser alteradas pelo piloto em seu volante durante a pilotagem na pista.

É raro que os pilotos usem configurações de carro idênticas, e isso normalmente só acontece se um piloto teve pouco tempo de pista ou está tendo dificuldades com o equilíbrio. Parâmetros maiores como níveis de asa e altura do carro serão muito semelhantes, mas detalhes menores como equilíbrio aerodinâmico e mecânico podem diferir consideravelmente dependendo do estilo do piloto.

Que preparativos as equipes de F1 fazem antes do fim de semana de corrida?

Centenas de horas de trabalho são gastas na preparação da configuração do carro antes de cada fim de semana de Grande Prêmio, com o objetivo de entregar o carro à pista na forma ideal. Uma grande parte do trabalho pré-evento envolve a execução de simulações, tanto num simulador Driver-in-Loop (DiL) quanto em simulações computacionais, para testar e investigar possíveis configurações e determinar seu potencial. Com simulações eficientes, a equipe pode começar forte na sexta-feira e focar no ajuste fino para a classificação e a corrida, considerando elementos como temperatura da pista, direção do vento e condição dos pneus.

Milhares de voltas são completadas no mundo virtual em simuladores de última geração, que usam mapas de pista escaneados em 3D com tecnologia lidar e modelos virtuais detalhados do carro. Os pilotos de simulador testam várias opções de configuração e continuam o programa durante a sexta-feira do fim de semana de corrida, às vezes trabalhando durante a noite, para reagir e maximizar os aprendizados obtidos na pista.

Antes do fim de semana de corrida, os engenheiros também executam simulações computacionais off-line usando um arquivo de linha de corrida gerado a partir do simulador DiL. Os engenheiros podem completar milhares de voltas virtuais por dia usando esse método, pois as voltas podem ser executadas em paralelo e em ritmo acelerado, enquanto o DiL deve operar em tempo real.

As simulações computacionais produzem milhares de gigabytes de dados, incluindo informações cruciais sobre pressões dos pneus, e essas informações são geradas em gráficos e esquemas, que são úteis para compreender os níveis corretos de asa, altura do carro e outros parâmetros em uma variedade de configurações e condições. Esse poder computacional fenomenal permite que os engenheiros comparem lado a lado as mudanças de configuração, compreendendo como o carro reagirá aos menores ajustes.

É claro que essas simulações nunca podem ser 100% precisas, e a qualidade da simulação depende da qualidade dos dados e de quão fielmente o modelo representa a física do carro e dos pneus. Mas em um mundo com testes de pista limitados, essas ferramentas são cruciais para oferecer o passo inicial no processo de configuração: decidir qual direção seguir no fim de semana de corrida.

Além disso, o ajuste incorreto dos componentes da suspensão pode levar ao aumento do desgaste dos pneus, o que é um fator crítico a ser monitorado durante cenários de corrida mais longos.

Como a configuração do carro evolui ao longo do fim de semana de corrida?

Uma vez que os engenheiros sabem qual configuração base usarão na primeira sessão de treino de sexta-feira, cabe aos mecânicos e engenheiros garantir que cada carro entre na pista com os ajustes e componentes corretos. As sessões de sexta-feira são cruciais para encontrar a direção certa da configuração a ser usada na classificação e na corrida, portanto é tudo sobre maximizar o tempo de pista e as condições.

Os engenheiros podem mudar quantos parâmetros quiserem no carro, mas quanto mais mudanças fizerem, mais difícil será entender os efeitos que cada ajuste tem no desempenho, especialmente durante as sessões ao vivo. Ao alterar parâmetros, geralmente se tenta resolver um problema com uma solução. Mas há ocasiões em que são necessárias várias mudanças.

Entre as sessões é quando mudanças mais substanciais na configuração são aplicadas aos carros, como o ajuste da força aerodinâmica para otimizar a velocidade em linha reta, adaptando-se à temperatura evolutiva da pista e às condições. Entre cinco a dez mudanças de parâmetro são normalmente feitas entre as sessões, dependendo do progresso obtido com a configuração.

Na semana que antecede o fim de semana de corrida, o grupo de engenharia de corrida discute e decide os planos de execução para cada sessão. Como nos testes de pré-temporada, os planos de execução incluem um cronograma detalhado de quantas voltas precisam ser completadas e quais os objetivos para cada tentativa.

Alguma influência no plano de execução virá de outros departamentos, que apresentarão itens prioritários, como novas peças a serem testadas ou dados específicos a serem coletados. O grupo de engenharia de corrida então prioriza esses itens e encaixa o máximo possível no plano para cada sessão. O DiL e as simulações computacionais também indicam diferentes áreas que devem ser incluídas nos planos de execução.

Cada volta nos treinos gera entre 60 e 100MB de dados, dependendo do número de sensores no carro, e esses números se multiplicam por quatro na fase de pós-processamento. As equipes recebem telemetria ao vivo em apenas 10 milissegundos na garagem para que os engenheiros acompanhem, e em apenas 30ms nas fábricas durante etapas europeias.

Uma vez concluídas as voltas, a transferência completa dos dados leva 20 segundos por volta para serem gerados e disponibilizados para a garagem e fábricas. Todos esses dados são analisados tanto na pista quanto na fábrica para entender os pontos fortes e fracos do carro. Elementos como temperaturas dos pneus, desgaste, pressões e o comportamento geral do carro de corrida também são monitorados, para garantir que sabemos se o carro está dentro da janela correta de desempenho.

Ao final de cada dia, os grupos na pista e na fábrica fazem reuniões de análise, com engenheiros e pilotos compartilhando feedbacks e descobertas para refinar a direção da configuração ou encontrar uma nova abordagem. A configuração do carro tende a ser ligeiramente diferente entre a classificação e a corrida. Na classificação, a prioridade é ter um carro mais responsivo, então adiciona-se mais dianteira, à custa do desgaste dos pneus traseiros. Já na corrida, é necessário mais subesterço para proteger os pneus traseiros, que se desgastam mais rápido.

Equilibrando Velocidade em Linha Reta e Desempenho em Curvas

Um dos aspectos mais cruciais da configuração de um carro de Fórmula 1 é encontrar o equilíbrio ideal entre a velocidade em linha reta e o desempenho nas curvas. A asa traseira desempenha um papel significativo nesse equilíbrio, pois afeta diretamente a quantidade de arrasto e carga aerodinâmica gerada pelo carro. Um ângulo maior da asa traseira produzirá mais carga aerodinâmica, o que é essencial para o desempenho em curvas, mas também criará mais arrasto, reduzindo a velocidade máxima do carro nas retas.

Em circuitos com longas retas, como Monza ou Spa-Francorchamps, as equipes geralmente optam por uma configuração de baixa carga aerodinâmica para maximizar a velocidade em linha reta. Isso envolve o uso de um ângulo menor da asa traseira, o que reduz o arrasto e permite que o carro atinja velocidades máximas mais altas. No entanto, isso reduz o desempenho nas curvas, pois o carro terá menos aderência nos trechos sinuosos.

Em contrapartida, em pistas com muitas curvas de alta velocidade, como Silverstone ou Suzuka, as equipes priorizam o desempenho em curvas adotando uma configuração de alta carga aerodinâmica. Isso envolve o uso de um ângulo maior da asa traseira, que gera mais pressão aerodinâmica e permite que o carro mantenha mais velocidade nas curvas. Contudo, essa configuração também cria mais arrasto, limitando a velocidade nas retas.

Encontrar o equilíbrio ideal entre a velocidade em linha reta e o desempenho em curvas é um processo delicado que requer testes extensivos e análise de dados. As equipes usam simulações computacionais e testes em túnel de vento para avaliar diferentes configurações da asa traseira e determinar a melhor configuração para cada pista. O objetivo final é encontrar um compromisso que permita ao carro ser rápido nas retas, mas com aderência suficiente para contornar as curvas de forma eficiente.

O Papel do Piloto na Configuração do Carro

Enquanto os engenheiros e mecânicos trabalham incansavelmente para otimizar a configuração do carro, o piloto desempenha um papel crucial no processo. O piloto é quem, em última análise, precisa conduzir o carro na pista, e seu feedback é inestimável para ajustar a configuração ao seu estilo de pilotagem e às exigências específicas de cada circuito.

Durante as sessões de treino, os pilotos completam inúmeras voltas, testando diferentes configurações e fornecendo feedback detalhado aos engenheiros. Eles relatam diversos aspectos do comportamento do carro, como o equilíbrio entre sobresterço e subesterço, a eficácia dos freios e o nível de aderência dos pneus. Esse feedback ajuda os engenheiros a entender como o carro está se comportando e quais mudanças precisam ser feitas para melhorar sua competitividade.

Cada piloto possui um estilo de pilotagem único, que pode influenciar significativamente a configuração ideal para seu carro. Alguns preferem um carro com dianteira mais acentuada, permitindo maior velocidade nas entradas de curva, enquanto outros preferem uma traseira mais estável para melhor tração na saída de curva. As preferências do piloto devem ser consideradas ao determinar a configuração ideal, pois um carro que não se adapta ao seu estilo pode limitar seu desempenho na pista.

Pilotos experientes, como o heptacampeão mundial Lewis Hamilton, têm um profundo entendimento de como diferentes alterações na configuração afetam o comportamento do carro e conseguem fornecer feedback preciso aos engenheiros. Esse nível de expertise é crucial na otimização do desempenho e na busca pelo elusivo “ponto ideal” que permite ao piloto extrair o máximo do veículo.

Além de fornecer feedback, os pilotos também devem adaptar seu estilo de pilotagem à configuração do carro e aos desafios específicos de cada pista. Isso pode envolver ajustar os pontos de frenagem, modificar os comandos de direção ou alterar a aplicação do acelerador para otimizar o desempenho. A capacidade de se adaptar e tirar proveito da configuração do carro é o que separa os grandes pilotos dos apenas bons.

Partes deste artigo foram fornecidas por um comunicado de imprensa da Mercedes.

Traduzido do artigo original em inglês “How Do You Set Up a Formula One Car?“