Coeficiente de Sustentação (Cl)

O coeficiente de sustentação, escrito Cl, é um número adimensional que quantifica a força aerodinâmica vertical que a carroçaria de um veículo gera à medida que o ar escoa por cima e por baixo dela. Exprime essa força em relação à pressão dinâmica do ar e à área de referência do automóvel, de modo que o mesmo coeficiente se aplica independentemente da velocidade a que o carro circula. Um valor positivo indica sustentação, uma força ascendente que tende a aligeirar o automóvel, enquanto um valor negativo indica força descendente, ou apoio aerodinâmico, que pressiona o automóvel contra a estrada.

O fenómeno resulta da diferença de pressão do ar entre a parte superior e a inferior do veículo. À medida que o ar acelera sobre o tejadilho e o capô curvos, perde pressão, tal como acontece sobre a asa de um avião, ao passo que o ar que passa sob um fundo plano ou mal gerido pode abrandar e ganhar pressão. Se a pressão em baixo exceder a de cima, o efeito líquido é sustentação; se um traçado engenhoso do fundo, do difusor e das asas tornar a pressão em baixo inferior à de cima, o efeito líquido é apoio aerodinâmico. O coeficiente de sustentação traduz simplesmente o equilíbrio destas pressões num único valor comparável.

A sua importância torna-se clara em velocidade. A sustentação positiva reduz a carga que prensa os pneus contra a estrada e, como a aderência disponível num pneu depende dessa carga vertical, a sustentação corrói discretamente a capacidade de curvar, travar e tracionar precisamente quando o carro anda depressa o bastante para delas necessitar. Um automóvel que se sente leve, vago ou nervoso ao passar elevações a alta velocidade sofre, muitas vezes, de sustentação. O apoio aerodinâmico, ou sustentação negativa, faz o oposto, aumentando a carga efetiva sobre os pneus e permitindo maiores forças em curva e em travagem, razão pela qual os carros de competição tanto investem em gerá-lo.

A distribuição desta força vertical entre os eixos dianteiro e traseiro é tão importante como a sua magnitude total. Um automóvel que desenvolve apoio apenas na traseira, ou que o perde apenas na frente, fica desequilibrado à medida que a velocidade sobe, tendendo para subviragem ou para uma sobreviragem súbita. Os engenheiros afinam por isso os dispositivos aerodinâmicos dianteiros e traseiros, lâminas, asas, difusores e o traçado do fundo, para manter a sustentação ou o apoio equilibrados de frente para trás, de modo que o comportamento se mantenha previsível em toda a gama de velocidades.

O coeficiente de sustentação é uma das duas metades do carácter aerodinâmico de um veículo, sendo a outra o coeficiente de resistência aerodinâmica, que mede a oposição ao avanço. Os dois estão ligados, pois os dispositivos que criam apoio acrescentam normalmente resistência, impondo um compromisso entre velocidade máxima e estabilidade a alta velocidade. Os automóveis de estrada comuns são geralmente concebidos para um coeficiente de sustentação pequeno, ligeiramente positivo ou próximo de zero, aceitando alguma sustentação em troca de baixa resistência e bom consumo, ao passo que os carros de alto desempenho e de competição cortejam deliberadamente a resistência em busca da aderência que o verdadeiro apoio aerodinâmico proporciona.