Cliente: KARBONIUS Composites

Proyecto

Diseño alerón

Diseño de un alerón trasero de doble etapa de fibra de carbono, con inclinación regulable y pilares aligerados de aluminio.

La primera fase del proyecto fue la selección del perfil aerodinámico óptimo y la determinación de las proporciones idóneas del flap respecto a la etapa principal.

El diseño estético se caracteriza por la curvatura del alerón.

En lugar de ser una extrusión, como la mayoría de los disponibles en el mercado, se hizo un barrido, de tal manera que le dotase de carácter y de una estética que lo diferenciase de los demás alerones.

Fases desarrolladas en el proyecto

Aunque se trata de una pieza cuyo objetivo es mejorar el comportamiento aerodinámico del coche, no se puede dejar de lado el diseño estético. Se buscaba un aspecto deportivo, agresivo, pero al mismo tiempo elegante.

Se decidió hacer un alerón de dos etapas, para hacerlo más eficiente; hacerlo curvo, para seguir la línea del maletero del coche; diseñar unos pilares de aluminio aligerados y un sistema de regulación que permita cambiar el ángulo de ataque en función de las condiciones.

Al tratarse de un componente aerodinámico, esta fase toma gran importancia. Lo primero, es seleccionar el perfil aerodinámico óptimo, para ello se utilizó una herramienta basada en el código Xfoil. Uno de los requerimientos del cliente era mantener la posibilidad de fabricar el alerón con una sola etapa, por lo que la primera etapa no podía ser pequeña, ya que desprendería demasiado. Una vez dimensionada la primera etapa, habría que determinar su ángulo respecto a la horizontal, el ángulo de la segunda etapa (flap) relativo a la primera etapa, la superposición del flap sobre la etapa principal (overlap) y el hueco entre las dos etapas (gap).

Gracias a la simulación fluidodinámica, en este caso en 2D, se determinó el rango óptimo del ángulo de la etapa principal, siendo uno de los extremos del rango la máxima eficiencia y el otro la máxima sustentación negativa. Estas primeras simulaciones se realizaron como si el alerón fuera un elemento aislado, sin embargo,la realidad es que va anclado al coche, por lo que se planteó la posibilidad de hacer una simulación 2D incluyendo el perfil del coche, lo que nos permitió conocer el aire con el que el aire incide contra el alerón.

Ya sólo faltaba definir la laminación para la fabricación del alerón. Para ello, tuvimos en cuenta los materiales que nuestro cliente, Karbonius Composites, suele utilizar, en este caso carbono preimpregnado (prepreg).

Utilizando nuevamente la simulación, determinamos la laminación, y los refuerzos necesarios para obtener un alerón ligero pero rígido.

Imágenes del proyecto