Apoio aerodinâmico (downforce)

O apoio aerodinâmico, conhecido pelo termo inglês downforce, é a força descendente que o fluxo de ar por cima e por baixo de um automóvel em movimento gera para o pressionar contra o piso. Trata-se, na prática, da sustentação aerodinâmica invertida: enquanto a asa de um avião tem uma forma concebida para o elevar, as superfícies aerodinâmicas de um automóvel são moldadas para empurrar a carroçaria em direção ao asfalto. O objetivo é simples mas eficaz: ao carregar mais os pneus sem acrescentar qualquer massa real, o apoio aerodinâmico permite-lhes transmitir maiores forças em curva, na travagem e na tração, possibilitando velocidades mais altas a contornar curvas e distâncias de travagem mais curtas.

A força nasce do mesmo princípio que eleva um avião, ou seja, de uma diferença de pressão entre duas superfícies. Uma asa traseira é um perfil aerodinâmico invertido que acelera o ar pela superfície inferior, criando baixa pressão por baixo e pressão mais alta por cima, sugando a traseira para o solo. Por baixo do automóvel, um fundo cuidadosamente moldado e um difusor traseiro aceleram o ar por uma fenda estreita e depois expandem-no, gerando uma zona de baixa pressão que puxa todo o subchassis para baixo, um efeito muito eficiente porque acrescenta pouca resistência. Splitters dianteiros, defletores e canards equilibram a carga entre os eixos, para que o automóvel se mantenha estável em vez de ficar leve à frente ou pesado atrás.

Para o condutor, o benefício cresce com a velocidade, já que a força aerodinâmica aumenta aproximadamente com o quadrado da velocidade. A baixa velocidade uma asa quase nada faz, mas a ritmo de corrida pode pressionar o automóvel para baixo com uma força igual ou superior ao seu próprio peso, o que está na origem da célebre afirmação de que alguns carros de competição poderiam, em teoria, circular num teto. Esta aderência adicional permite travar mais tarde, manter velocidades mais altas a meio da curva e melhorar a estabilidade a alta velocidade, mantendo o automóvel firme onde só a aderência mecânica o deixaria deslizar ou ficar nervoso.

O apoio aerodinâmico evoluiu de forma notável desde a década de 1960, quando as primeiras asas rudimentares foram aparafusadas aos monolugares de Grande Prémio. A descoberta do efeito de solo nos anos 1970, explorando o subchassis em vez de apenas asas acrescentadas, transformou o automobilismo e acabou por ser parcialmente proibida por razões de segurança. Hoje os princípios chegam aos automóveis de estrada rápidos através de lábios fixos, aileróns traseiros ativos que se erguem em velocidade e fundos planos, enquanto categorias como a Fórmula 1 geram a maior parte do seu apoio aerodinâmico a partir do fundo e do difusor, sob regulamentos muito apertados.

A limitação central é que o apoio aerodinâmico nunca é gratuito: toda a superfície que empurra o automóvel para baixo também perturba o ar e acrescenta resistência, aumentando o consumo de combustível e limitando a velocidade máxima. Por isso os engenheiros procuram a melhor relação entre apoio aerodinâmico e resistência, e não o máximo apoio em termos absolutos, e muitos automóveis de estrada usam aerodinâmica regulável para recolher os seus dispositivos em autoestrada. A arte de equilibrar aderência e resistência liga o apoio aerodinâmico diretamente à aerodinâmica em geral, aos coeficientes de resistência e de sustentação e à área frontal.