Distintas Soluciones a Problemas Aerodinámicos

Un problema típico para la aerodinámica es que a velocidades de 300 Km/h, los coches deportivos de alto rendimiento como los que fabrica Ferrari se enfrentan a fuerzas aerodinámicas que tienden a levantarlos en el aire.

Se han utilizado frecuentemente los alerones para generar fuerzas descendientes y mantener el coche estable para así asegurar una buena conducción. Por razones estéticas, los fabricantes reciben fuertes presiones para evitar estos alerones. Es un reto considerable diseñar la carrocería de un coche cuyo comportamiento aerodinámico natural lo empuje firmemente contra el suelo, y a la vez satisfacer los requisitos estéticos.

Hasta hace poco, el diseño preliminar de un coche era desarrollado por un estilista que proponía una forma inicial que satisfacía los requisitos generales del fabricante. Sobre esta base, se construían uno o más modelos a escala y se probaban de forma experimental. Posteriormente se seguía un largo procedimiento de modificaciones a fin de obtener comportamientos aerodinámicos satisfactorios. Finalmente, se construía un modelo a escala natural y se probaba en el túnel de viento.

El principal objetivo del proyecto HIPEROAD era reducir drásticamente el tiempo utilizado en esta etapa de diseño preliminar de un coche de pasajeros de alto rendimiento. Para lograrlo, se tenía que introducir la tecnología de la simulación, pero el sistema también tenía que dar pistas de como mejorar las formas. El proceso de optimización tenía que buscar la mejora de los índices de rendimiento del coche pero con requisitos físicos y estéticos. El uso de tecnología de simulación como parte central de la herramienta de optimización implicaba un problema de tiempo, para cuya superación era necesario el uso de la computación paralela.

El HIPEROAD integra una interfase de reparación de datos CAD (CADRE), un generador de malla de 3D, un solver de dinámica de fluidos, un modelo de asistencia, un optimizador y un pos-procesador.

Otro problema que tuvo en su tiempo la Aerodinámica fue el ocurrido al “Mustang”, avión nacido en la guerra de Inglaterra para poder hacer frente a los Alemanes, este avión demostró un rendimiento excelente, pero solo a baja altitud; a gran altura, el avión mostraba unas prestaciones muy pobres; esto hizo que los ingleses lo adoptaran como avión de ataque al suelo.

El problema del Mustang era su motor; un Allison V-1710 que, además de dar poca potencia, tenía un turboalimentador que era inoperante. Sabemos que con la altura, la presión del aire disminuye, esto hace que la cantidad de aire que aspira un motor disminuya, con lo que su potencia se reduce en igual proporción. Para solucionar este problema, los motores incorporaban un compresor de aire (el turboalimentador) que ayudaba a mantener la presión y, en consecuencia, la potencia del motor. Ya hacia el año 1940, los fabricantes europeos dominaban a la perfección la fabricación de motores de aviación turboalimentados.