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Tema – Partes Aerodinâmicas usados no Fórmula 1
Equipe Minerva eRacing UFRJ
Aluno: Lucas Fonseca Alexandre de Oliveira
O papel da aerodinâmica nos veículos de Fórmula 1
	Todo veículo que se move em alta velocidade tem que ser capaz de reduzir a força de arrasto e aumentar a força vertical descendente de forma a ter um bom desempenho e um menor consumo de combustível. A força de arrasto pode ser calculada pela seguinte fórmula , de forma que fica evidente que a área transversal do carro desempenha um papel importante, por isso os projetistas dos carros de Fórmula 1 procuram sempre reduzi-la. Uma outra força é a chamada „Downforce“, uma força vertical orientada para o solo que aumenta a aderência do carro ao chão conferindo-lhe maior estabilidade, principalmente na hora da curva. Os avanços na aerodinâmica dos carros foram tantos que hoje um carro de fórmula 1 em plena aceleração seria capaz de andar no teto devido a intensa magnitude do Downforce.
	Muitos componentes foram desenvolvidas ao longo do Fórmula 1 que visavam aumentar o Downforce. Uma parte deles foram sendo banidos pela FIA, Federation Internationale de l’Automobile como o difusor e o „efeito solo“ ou carro asa, outros permaneceram como elementos cruciais que todo carro da competição hoje possui, como o aerofólio e a asa dianteira.
	O aerofólio foi inserido nos anos sessenta e se localiza sobre o eixo das rodas traseiras do carro. Seu princípio é o mesmo que o do aerofólio usado no avião, devido ao seu formato o ar escoa com velocidades diferentes sobre as superfícies superior e inferior gerando uma diferença pressão no que é chamado Efeito Bernoulli. A equação de Bernoulli nos diz que:
Logo, ao longo de uma mesma altura se a velocidade aumentar a pressão vai diminuir. Devido a diferença de pressão entre as superfícies do aerofólio surge uma força que nos aviões que é chamada de força de sustentação e é orientada para cima. Nos carros devido ao o uso do aerofólio invertido a força é orientada para o solo dando mais estabilidade ao carro, sendo chamada de Downforce. 
	A Asa dianteira é semelhante ao aerofólio, ela fica localizada na frente do carro sendo o primeiro elemento do carro a ter contato com o ar. Além de ser responsável pelo Downforce ela também corta o ar de forma que ele não chegue aos pneus diminuindo assim a força de arrasto. Em condições ideais a asa dianteira é capaz de produzir 25% do Downforce total que age sobre o carro.
	Ambos componentes podem ter o ângulo variado, de forma a aumentar ou diminuir o Downforce. 
	Outro elemento que foi muito usado é o Difusor, ele é um componente localizado parte inferior do carro que canalizava o fluxo de ar. Ele se utiliza do mesmo princípio que rege o aerofólio. Ao aumentar a área na parte traseira do carro em relacao a distancia da base do carro até o chão, pelo efeito Bernoulli, a velocidade na região do difusor diminui aumentando a pressão. Assim cria-se um região de baixa pressão embaixo do barro e alta pressão na região do difusor. A diferença de pressão entre as superfícies superior e inferior do carro é aumentada causando por fim aumentando o Downforce. O efeito gerado pelo difusor chegava a gerar 15% do Downforce total.
	Existem ainda outros componentes no carro que se utilizam do fluxo de ar para obter um melhor desempenho. Em cima da cabeça do piloto há uma abertura, que capta o ar para os cilindros do motor. Nas laterais do carro há umas abertura que que recolhem o ar que será utilizado para refrigeração de alguns componentes do carro.
	A aerodinâmica desempenha um papel importante na dinâmica do carro estudos mostram que uma melhora de 1% na aerodinâmica conferem ao carro 0.1 segundos de vantagem.
Foto 1 - Difusor 
Foto 2 - Aerofólio 
Foto 3 - Asa dianteira
RESUMO
Introdução: Quando carros andam a altas velocidades as forças aerodinâmicas passam a ter um papel importante no desempenho do carro. Por isso os projetistas se preocupam com a forma do carro além de acrescentar outros componentes ao mesmo de forma a melhor aproveitar os efeitos aerodinâmicos do escoamento do ar ao redor do carro. Peças como aerofólio e asa dianteira são elementos que todo carro de F1 possui. Outros elementos já desempenharam um papel importante mas foram banidos pela FIA, como o Difusor.
Aerofólio: O aerofólio usado no carro é similar ao usado no avião, apenas que aqui ele é invertido. Ele se encontra sobre o eixo das rodas traseiras. Devido ao seu formato o ar escoa com velocidades diferentes nas superfícies superior e inferior gerando uma diferença de pressão, segundo a equação de Bernoulli. Essa diferença de pressão gera uma força orientada para o solo, chamada de Downforce, que aumenta a aderência do carro ao chão conferindo-lhe maior estabilidade.
Asa Dianteira: A asa dianteira é equivalente ao aerofólio, mas se localiza na parte dianteira do carro. Além de gerar quase 25 % do Downforce total que age sobre o carro, ele também separa o escoamento de ar de forma que o mesmo não atinja as rodas reduzindo assim a força de arrasto.
Difusor: Elemento localizado na parte traseira do carro. Ao aumentar a área para o ar que está escoando na parte de baixo do carro, ele cria uma região de alta pressão na saída do escoamento originando uma região de baixa pressão embaixo do carro. A diferença de pressão entre as partes superior e inferior do veículo geram um Downforce. Esse elemento foi banido pela FIA.
Outros componentes: Sobre a cabeça do piloto há uma abertura que capta do ar e o envia direto para os cilindros do motor. Para obter um melhor desempenho é necessário que o ar esteja escoamento sem turbulência, o que é adquirido pela repartição do escoamento feita pela asa dianteira e pela forma do chassi do carro. Outro elemento são as aberturas laterais que recolhem o ar para resfriamento de componentes internos.
BIBLIOGRAFIA
[1]https://www.flatout.com.br/dez-inovacoes-incriveis-na-formula-1-que-foram-banidas-pela-fia/ Acessado em 17/12/2016
[2] Road Vehicle Aerodynamics, Second Edition, A. J. Scibor-Rylski.
[3] Introdução à mecânica dos Fluidos, sexta edição, Fox & Mcdonald
[4] https://de.wikipedia.org/wiki/Diffusor_(Motorsport) Acessado em 18/12/2016
[5]http://www.aer.mw.tum.de/fileadmin/tumwaer/www/pdf/lehre/hochleistungsfzg/WS1011/Hochleistungsfzge_Kap1.pdf - acessado em 19/12/2016

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