Antes de nada, creo que es importante explicar brevemente la terminología en un ala:

  • Leading edge: Es la parte posterior del ala.
  • Trailing edge: Es la parte anterior del ala.
  • Chord line: Línea recta imaginaria entre leading y trailing edge.
  • Camber line: Línea curva que une el leading edge con el trailing edge.
  • Max thickness, t: Es el grosor máximo del ala.
  • Angle of attack: Es el ángulo de ataque. Es el ángulo entre el flujo de aire y la línea de cuerda (chord line) del ala.

De momento, quedaros con esos términos.

Para explicar que es el camber en un alerón, os voy a dejar por aquí una foto de uno de mis artículos anteriores:

La imagen muestra un perfil NACA 2412. Estos números lo que indican es lo siguiente:

  • El primer 2 indica un 2% de camber
  • El 4 indica que dicho camber se aplica a un 40% de la longitud del ala. Dicho de otra forma, el ala será “más gorda” o alcanzará su espesor máximo, a un 40 % de la longitud total del ala. (mirar ilustración 1)
  • El 12 indica el % máximo thickness (espesor) del ala.

Para generar este perfil usé la página www.airfoiltools.com

Una vez hecha esta introducción, podemos empezar a desarrollar el concepto de camber.

¿Qué es el camber?

Camber se refiere a cómo de curvada es un ala por una de sus superficies. En el caso anterior la parte inferior es mas curvada que la superior.

  • Cuanto más aumentemos el % camber, más curvada dicha superficie será.
  • Cuanto mas disminuyamos el % camber, mas plana dicha superficie será.
  • Si llegamos a un 0% de camber, tendríamos un perfil simétrico:

Ahora bien: ¿por qué querríamos tener más o menos camber?

Si pincháis en mi primer artículo sobre Gurney Flaps, está explicado que la curvatura en una de las superficies del ala genera lift (sustentación) en un ala de un avión, y downforce en un alerón de un coche de carreras. Para más detalles https://www.graining.es/tecnica-f1-gurney-flaps/

Bien, pues si aumentamos el camber, estamos aumentando la “curvatura” de la superficie, y esto, nos dará más downforce.

La clave es: ¿por qué nos da más downforce?

La respuesta a esta pregunta es mas simple de lo que pueda parecer.

Imaginaros una pelota llegando al punto mas alto de una colina para acto seguido, comenzar a bajar rápidamente, ¿Qué le pasa a la pelota? Que acelera, dicho de otra forma, su velocidad aumenta.

Si aplicamos este concepto al aire, es la misma idea, el aire se acelerará por la parte más curvada del ala y, como expliqué en mi primer artículo sobre Gurney Flaps y menciono de nuevo en el artículo sobre Endplates (https://www.graining.es/tecnica-f1-e ndplates/), velocidad y presión son inversamente proporcionales (cuando uno aumenta el otro disminuye). Esto generará un gradiente de presión (diferencia de presión) entre la superficie mas curvada y la más plana.

Hasta aquí la definición de lo que es camber y lo que produce.

El camber, además tiene otros efectos, o ventajas asociados. Éste nos permite usar el alerón a mayores ángulos de ataque que el mismo alerón con menos camber.

A más ángulo de ataque, más downforce generaremos (hasta ciertos límites…).

En la siguiente imagen podéis ver un gráfico sobre un perfil con diferentes valores de camber y ángulo de ataque.

De la imagen anterior:

  • A más camber, mas downforce, hasta 9 grados de ángulo de ataque (aprox).
  • A partir de 9 grados, el ala con 9% de camber es mas eficiente y genera más downforce.

Esto se debe a que, para ángulos mas grandes, el aire no es capaz de mantenerse pegado al ala.

En las siguientes imágenes, podéis ver imágenes de simulaciones a 8 grados de ángulo de ataque con distintos valores de camber:

Comentarios finales:

  • A más camber, más downforce.
  • A medida que aumentamos el camber, el flujo comienza a separarse.
  • Es probable que para valores más altos que 12% de camber, el ala empiece a entrar en pérdida (el fluido se despegue aún más y deje de funcionar) y genere menos downforce.

Actualmente en formula 1, los alerones llevan cierto camber.

La foto la rescato de uno de mis artículos ya que se ve bastante bien el perfil del ala (cortesía de Xavier Gázquez).

 

Autor del artículo: Pablo García/@pablogarcia_93

Imágenes: Simon McBeath – Pablo García – xaviimages