A série GT é uma categoria importante do automobilismo devido à sua popularidade. Tornou-se, ou sempre foi, uma espécie de série de corridas pagas, porque é sustentada economicamente por pilotos cavalheiros (“gentlemen drivers”). A corrida GT é um exemplo claro de série que é uma espécie de propaganda automotiva para vender carros. Atualmente os regulamentos da FIA definem três categorias para corridas de GT, apenas uma delas roda com protótipos que é o GTE. Este reúne o melhor dos carros de grande turismo (GT), os melhores pilotos e estes carros também são profundamente modificados em relação à versão de estrada. Consequentemente, esta categoria é a mais cara das três.

Equilíbrio de Desempenho (BoP)

Embora existam razões políticas para BoP, o objetivo é evitar longos períodos de domínio de um fabricante. Na verdade, as corridas de GT são uma espécie de série de corridas que funcionam como propaganda para os fabricantes. Assim, o BoP tenta evitar que um carro possa correr em um ritmo diferente em relação ao outro. Além disso, também evita que erros de cálculo do projeto possam representar uma temporada perdida para um fabricante. BoP do ponto de vista aerodinâmico é feito com base em seções de teste de túnel de vento. Assim, todos os modelos são definidos pelos regulamentos, então as modificações permitidas são definidas de acordo com os resultados do túnel de vento para esses carros. Uma janela de BoP em uma faixa em que downforce e arrasto para cada carro pode variar. Para corridas de GT, essas janelas são mais simples, definidas com base na correlação de arrasto e potência do motor, downforce e eficiência, que indiretamente também está relacionada ao arrasto, e potência do motor com peso e aerodinâmica do veículo. Como o BoP é uma janela, também é possível que as equipes explorem alguns ajustes, ainda que em quantidades limitadas. A diferença entre as janelas BoP da série GT é o tamanho dessas janelas, GTE é a maior, enquanto GT3 e GT4 são menores. Cada carro só pode competir se estiver dentro da janela BoP. Como um procedimento BoP adicional, a federação pode ajustar o peso e a potência do motor se um carro estiver exibindo uma vantagem. Na verdade, esses dois parâmetros são os mais usados para equilibrar, porque a aerodinâmica depende muito da carroceria e isso é mais difícil de controlar. BoP é um ajuste contínuo durante o campeonato.

GT4

GT4 (Figura 2) é a regulação mais básica. Os carros são mais semelhantes aos carros de rua. Visando a redução de custos, os carros são homologados apenas uma vez em uma janela definida. Portanto, nenhuma modificação é permitida até a próxima homologação.

Diretrizes do GT4

Semelhante aos carros GT3, nas corridas GT4 existem apenas diretrizes que definem as modificações permitidas. No que diz respeito à aerodinâmica, as únicas modificações são o divisor (splitter) dianteiro, a inclusão de planos de mergulho e uma asa traseira. O divisor dianteiro deve ter uma distância ao solo não inferior a 40 mm, não deve sobressair do para-choques mais de 100 mm nas laterais do carro e 80 mm em relação à linha central do carro. Um plano de mergulho é permitido por lado, mas não deve se projetar da linha divisora. A asa traseira, principal dispositivo aerodinâmico, deve ter corda máxima de 300 mm e não ultrapassar as linhas de contorno do carro quando visto de cima. Em termos de altura, a asa traseira não deve ultrapassar 180 mm do ponto mais baixo da tampa do convés. A largura máxima da asa é a mesma distância entre as colunas A.

GTE

As modificações do carro GTE são baseadas em caixas, que são zonas imaginárias que definem o alcance espacial da modificação. Em termos de tamanho, define altura e largura de seções específicas do carro. A forma do corpo não pode estar fora das caixas. De acordo com o regulamento, existe um carro de referência que se enquadra no regulamento. Deve ter 2 portas ou ser 2+2 lugares, capota fechada ou aberta e, principalmente, homologada para circulação rodoviária. Assim, o carro deve estar disponível no mercado e seu fabricante deve ser certificado pela FIA. Existem limitações de acordo com os materiais. Por exemplo, peças de titânio são usadas apenas em asas e rodas. No entanto, pode ser usado se o chassi for do tipo monocoque de carbono. Esta lacuna provavelmente se deve ao fato de alguns monocoques de carbono utilizarem titatinum em sua composição de fibra de carbono.

Boxes

O GTE é o campeonato GT mais importante, é o único que tem um regulamento técnico específico que as caixas de modificação do carro. São os volumes laterais, para-choque dianteiro, divisor dianteiro, fundo plano (Figura 4), aerofólio traseiro e difusor traseiro. Os volumes laterais definem largura máxima de 2050 mm. Porém, como pode ser visto na Figura 4, a modificação na superfície não pode ultrapassar o volume da caixa. O pára-choques dianteiro não deve exceder uma altura de 350 mm a partir do fundo plano. O volume do divisor dianteiro só pode ir mais longe em relação à carroceria original em 100 mm. Além disso, deve ser uma superfície inferior e superior contínua, sem abas ou aberturas. O divisor deve estar a uma altura de 150 mm do fundo plano. Na verdade, o fundo plano também é restrito. A asa inferior deve ser plana em todo o comprimento da viatura e não deve sobressair lateralmente ultrapassando o perímetro da carroçaria.

A asa traseira é composta por apenas um elemento, portanto sem flaps. Suas dimensões não devem ultrapassar 300 mm de corda e por dentro uma caixa com volume de 1800x450x150 mm. Além disso, a asa traseira é restrita em termos de altura, não deve ser mais alta que o teto do carro e nenhum elemento da asa pode exceder mais de 100 mm da saliência traseira. O difusor traseiro não deve sobressair mais de 100 mm do perímetro da viatura, os perfis de asa são proibidos. Além disso, o difusor traseiro é limitado em altura a partir do fundo plano, 260 mm e sua largura máxima é de 1.400 mm. O para-choque traseiro definido de acordo com a projeção vertical do para-choque traseiro original do carro, o desenho da forma é livre, mas as restrições são a altura, não deve ser superior a 350 mm do fundo plano.

GT3

O GT3 é semelhante ao GTE, mas não compete no Campeonato Mundial de Endurance (WEC). Esta categoria é geralmente dedicada a jovens condutores. É mais acessível, pois os carros não são profundamente modificados. O GT3 não possui uma regulamentação muito restritiva, enquanto o GTE possui. Na verdade, este possui o chamado Balance of Performance (BoP). Isso aproxima todos os carros em termos de desempenho. Por exemplo, se o carro é mais rápido nas curvas do que os rivais, então é adicionado mais peso através de lastros. Da mesma forma, se este carro for mais rápido nas retas, a potência do motor é reduzida. GT3 tem regras muito simples, uma espécie de guia.

Diretrizes do GT3

As diretrizes do GT3 que se referem aos dispositivos aerodinâmicos definem que o divisor dianteiro deve ter um balanço máximo de 100 mm a partir do perímetro do para-choque dianteiro, o balanço do difusor traseiro deve ir até o balanço do para-choque traseiro. As limitações relativas ao fundo plano apenas limitam que não ultrapasse o perímetro da viatura. No entanto, é gratuito em termos de comprimento de fundo plano. A posição da asa traseira é fixada verticalmente e em relação ao ponto de balanço, que é de 100 mm. As persianas são permitidas nos para-lamas.

Análise aerodinâmica

Os ajustes permitidos para as equipes em termos de aerodinâmica são baseados na parte inferior da asa dianteira e na asa traseira. O primeiro é um sistema fechado (Figura 7), o que significa que não está em conexão com o campo de escoamento. Na verdade esta é uma denominação termodinâmica, pois não está conectada com o campo de escoamento externo. O único ponto que pode ser uma conexão são os divisores ou persianas. Estas são aberturas nos arcos das rodas. Existe a condição limite de saída para a parte inferior da asa dianteira, que orienta o fluxo para o piso plano e para as aberturas.

Embora alterem as condições de pressão na região, esses dispositivos têm um pequeno efeito na aerodinâmica geral. Na verdade, nos carros GT a aerodinâmica é regida pelo piso plano e pelo difusor. O efeito dessa configuração é um carro aerodinamicamente instável, porque a eficiência do divisor está ligada à altura do veículo. Portanto, os carros GT são muito sensíveis à altura do percurso e o principal indicador aerodinâmico tornou-se a relação entre o equilíbrio frontal e a altura do percurso (Fbal/mm). Esses carros são 2x mais sensíveis à UR do que outros carros de rodas fechadas, como os protótipos LMP e os antigos DTM. Todo o ar que está passando por baixo do carro, seja sob o piso plano ou ao lado dos arcos das rodas, que é por onde o ar sai do carro. O problema dos sistemas fechados é a prontidão para levantar, porque os divisores nas cavas das rodas causam um campo de pressão que aumenta a força descendente. No entanto, em casos de pistas onduladas, uma sutil variação de UR pode levar a parte inferior da asa dianteira a ser conectada ao campo de fluxo, tornando a frente propensa a levantar. Para evitar essa situação, são colocadas persianas na parte superior dos arcos das rodas, criando assim uma conexão com o fluxo superior. As venezianas conectam a parte interna dos guarda-rodas ao fluxo externo (Figuras 7 e 8), o objetivo é alterar a condição de pressão dentro delas. Por exemplo, parte do ar que corre dentro do arco da roda é sugado pelo campo de fluxo externo através das persianas. Assim, qualquer variação da pressão na parte superior irá alterar a pressão dentro do arco da roda e isso é sentido pelo divisor dianteiro. Quando o carro sobe, o campo de fluxo de pressão atua como uma bolsa de compressão, que levanta a frente do carro. As persianas são necessárias, pois criam a evacuação do ar para o interior, reduzindo assim o efeito de elevação na frente. O problema com o uso de persianas é que também aumenta o arrasto. No entanto, eles podem ser regulados em termos de quantidade de slots fechados. As persianas abertas reduzem a sensibilidade do carro à UR, mas geram mais arrasto, porque o ar que flui através da persiana sai sob turbulência, criando assim esteira e arrasto. Outro problema é a conexão com o ar circundante externo (Figura 7), o que significa que esta é uma condição de contorno fixa do lado de fora. Por exemplo, como a pressão externa é fixa, a geração da força descendente será mais constante em relação à distância ao solo. A quantidade de ar sugada pelas persianas depende de sua geometria e posição. De qualquer forma, quanto maiores forem as persianas, maior será o tamanho da esteira e maior será o arrasto. É possível introduzir o flap Gurney para melhorar o efeito de sucção nos arcos das rodas, ao mesmo tempo que aumenta a pressão na frente. Portanto, o uso de persianas aumenta o arrasto, pois induz uma esteira na aerodinâmica do veículo. Essa esteira afeta a eficiência da asa traseira, portanto, qualquer modificação na parte inferior da asa dianteira deve ser feita com cuidado para garantir um aerobalanço adequado.

Conclusão

A Figura 9 ilustra dois histogramas que comparam a aerodinâmica dos carros de corrida GT e de alto desempenho. Basicamente, o comportamento é o mesmo, a diferença é que os carros de corrida GT são aerodinamicamente mais eficientes. O arrasto é mais produzido pela carroceria do carro, enquanto o downforce é mais gerado pela parte inferior da carroceria. Portanto, em termos de downforce, a traseira tem um efeito menor. Rodas e aberturas de resfriamento apenas aumentam o arrasto. Na verdade, os espaços em branco de resfriamento geralmente não são totalmente abertos, dependendo da situação, a abertura total pode levar a mais arrasto, mas custa algum resfriamento do motor.

Resumindo, os carros de corrida GT são muito sensíveis à altura do carro, não apenas por causa do uso da parte inferior da asa dianteira, mas também porque a força descendente do carro depende inteiramente da parte inferior da carroceria (Figura 10). A asa traseira é um bom complemento para o downforce, mas sua eficiência é muito baixa quando comparada com a parte inferior da carroceria. A parte superior do carro tem um impacto menor no downforce, gera mais arrasto do que downforce, a única seção de uma melhoria significativa no downforce é a asa traseira. No entanto, a eficiência (CzS/CxS) é maior na parte inferior da carroceria, principalmente na parte inferior da asa dianteira.

Referências

• Este artigo é baseado em minhas notas de aulas de Aerodinâmica Industrial que foram realizadas na Dallara Accademy.