Em 2022, a Fórmula 1 embarcará em uma nova era de efeito solo em meio a um novo conjunto de mudanças de regras. Neste artigo é analisado o tour de force tecnológico que foi o Lotus 79 – o carro que levou Mario Andretti ao título de pilotos de 1978, o primeiro a ser conquistado em uma Fórmula 1 com um carro com tecnologia de efeito solo.
A ideia de usar a parte de baixo de um carro de corrida para gerar pressão negativa e efetivamente sugar o carro para a pista foi explorada pela primeira vez na série de carros esportivos Can-Am na década de 1960. Mas eram carros com carroceria larga e envolvente.
Conseguir que o princípio funcionasse em um monolugar de roda aberta e corpo magro inicialmente parecia inviável. O carro que fez esse avanço foi o Lotus 78 de 1977, que introduziu a F1 na era do efeito solo. Quarenta anos atrás, o sucessor do 78, o Lotus 79, tornou-se o primeiro carro de efeito solo a vencer o campeonato mundial, com Mario Andretti ao volante.
As proporções do 78 (como visto na imagem abaixo) eram muito diferentes das de seus contemporâneos, e aí estava a pista para a maneira radicalmente diferente de sua aerodinâmica funcionar.
A cuba central era extraordinariamente estreita e os sidepods ocupavam uma proporção muito maior da largura do carro, enquanto ao longo da parte inferior desses sidepods havia saias – escovas inicialmente, depois nylon sólido.
Essas saias deveriam fazer uma vedação entre a parte inferior da carroceria e a estrada, uma parte crucial na propagação da pressão negativa sob o carro. Essa pressão negativa foi criada pela modelagem interna dos sidepods, que tinham uma abertura na frente, logo atrás da suspensão dianteira, ostensivamente para alimentar os radiadores que foram colocados lá.
No entanto, foi a colocação e o ângulo desses radiadores, e a forma dos tanques de combustível auxiliares também alojados dentro dos sidepods, que criaram a forma de venturi interna tão crucial para explorar o fluxo de ar.
O canal pelo qual o ar passava mudava de seção à medida que voltava, com uma entrada estreita abrindo em uma ‘garganta’ central e depois uma nova expansão repentina em um difusor na saída do sidepod logo à frente da roda traseira e da suspensão.
O fluxo de ar segue o princípio de Bernoulli pelo qual a pressão diminui à medida que a velocidade aumenta – a forma de venturi manipula o fluxo de ar para acelerar e, assim, reduzir a pressão. Mas, além disso, a proximidade com o solo da entrada do sidepod ampliou enormemente o efeito, acelerando o ar à medida que era sugado pelo pequeno espaço entre a superfície da pista e a parte inferior do radiador.
O aumento na velocidade do ar à medida que o espaço entre a superfície da estrada e a abertura é reduzido é muito mais do que proporcional – ou seja, acelera muito repentinamente, pois o espaço se aproxima de quase nada (daí o ‘efeito solo’).
Com as saias impedindo que o ar escape pelas laterais, a aceleração do ar através do canal – e, portanto, sua redução de pressão – foi espetacular. Esta pressão mais baixa aplicada em toda a largura do piso.
A diferença entre a pressão de ar do subsolo e a do fluxo de ar livre de pressão muito mais alta acima significava que o carro estava efetivamente sendo sugado para o chão. Além disso, essa força descendente não criava praticamente nenhum arrasto, ao contrário da criada pelas asas da parte superior do corpo pressionando o carro.
Os engenheiros Peter Wright e Tony Rudd trabalharam no conceito em um túnel de vento quando estavam na equipe BRM no final dos anos 60, mas esse modelo não tinha saias e o estudo foi abandonado.
Em meados dos anos 70, eles estavam na Lotus e, quando o chefe da equipe, Colin Chapman, lhes atribuiu a tarefa de reconsiderar a configuração básica de um carro de F1, eles relembraram seus experimentos de BRM e foram ao túnel de vento para investigar mais.
As experiências iniciais sem saias mostraram alguma promessa. Mas quando equipado com saias, o modelo realmente puxou a correia móvel do túnel de vento para cima – e esse foi o momento mágico em que perceberam que haviam decifrado o código do efeito solo em um monoposto de rodas abertas.
Trabalhando em torno desse conceito, o carro foi projetado por Ralph Bellamy e Tony Southgate e estava testando em segredo com Mario Andretti em meados de 1976. Ele estreou na corrida de abertura da temporada de 1977, na Argentina, e Andretti deu ao carro sua primeira vitória em Long Beach três corridas depois.
A força descendente gerada pelo piso é uma multiplicação da pressão negativa e da área sobre a qual ela é aplicada. Portanto, o carro não só tinha a largura máxima permitida pelos regulamentos, como também era mais longo na distância entre eixos do que era típico da época, de modo a fornecer o comprimento máximo do piso.
Inicialmente, escovas de nylon bem compactadas foram usadas como saias laterais, pois havia dúvidas de que saias sólidas seriam permitidas, pois precisariam ser móveis para permitir solavancos na pista e mudanças na atitude do carro.
Dispositivos aerodinâmicos móveis foram proibidos.
As escovas eram obviamente mais porosas, permitindo que o ar escapasse, mas quando foi apontado que tanto a Brabham quanto a McLaren haviam usado saias de borracha alguns anos antes (com o propósito completamente diferente de desviar o ar do piso), percebeu-se que um precedente foi estabelecido e, embora o carro tenha sido lançado com as escovas ‘excluidoras de rascunho’, ele correu com saias de nylon sólidas.
Estes mantiveram um selo com a pista mesmo em solavancos e mesmo quando o carro arremessou, mergulhou e rolou. Isto foi conseguido através de um mecanismo de mola, sendo sugado pelo piso de baixa pressão e empurrado para baixo pelas molas. Para evitar o desgaste excessivo, a parte inferior das saias tinha tiras resistentes do tipo Teflon. Estes foram posteriormente substituídos por pontas de cerâmica ainda mais resistentes.
Demorou algumas corridas antes que todo o potencial do carro fosse aparente. Inicialmente, não era mais do que competitivo com os melhores carros convencionais. A forma de venturi foi corrigida e trouxe o centro de pressão aerodinâmica mais para frente do que o ideal, necessitando de uma asa traseira maior para equilibrar o carro, o que significava que ele sofria de alto arrasto e era lento nas retas.
Mas nas curvas Andretti e seu companheiro de equipe Gunnar Nilsson estavam desfrutando de uma vantagem de downforce de cerca de 15% sobre o melhor do resto.
Em Zolder, para a quinta rodada, Andretti estabeleceu a pole por uma margem de 1,5s sobre Brabham-Alfa de John Watson – e o mundo da F1 finalmente percebeu que havia algo muito complicado sobre o 78.
Chapman não estava presente quando Andretti marcou aquele tempo, e quando ele apareceu mais tarde, ele teria ficado furioso com seu piloto por revelar toda a extensão da vantagem de desempenho do carro.
Nilsson venceu essa corrida e Andretti mais tarde venceria mais três.
Poderia ter sido muito mais, mas pela falta de confiabilidade dos motores Nicholson Cosworth de desenvolvimento especial da Andretti – e foi isso que o manteve do título daquele ano, que foi conquistado por Niki Lauda em uma Ferrari sem efeito solo.
Para o ano seguinte, as falhas mais óbvias do 78 foram corrigidas com um novo design, o Lotus 79 (veja a imagem acima), mas o 78 foi usado no início da temporada e ainda era o mais rápido, Andretti e Ronnie Peterson vencendo uma corrida cada. Com essas vitórias e outras posteriores com o modelo 79, Andretti e Peterson terminaram a dobradinha no campeonato de pilotos de 1978 (embora Peterson tenha sido tragicamente morto em Monza com duas corridas ainda pela frente).
O Lotus 78 havia iniciado uma revolução e esse conceito de carro traria ganhos cada vez mais espetaculares à medida que o princípio era mais plenamente explorado ao longo dos anos – até que finalmente foi proibido pelos regulamentos de fundo plano de 1983.
Com o tempo, as equipes encontrariam maneiras de criar um efeito de piso subterrâneo sem venturis laterais ou saias laterais, mas foram os Lotus 78 e 79 que mostraram o que havia a ganhar.
Fonte: Fórmula 1
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