Conception par simulation d’une aile arrière de voiture de course

Ces dernières années, nous avons soutenu des équipes de course étudiantes. L’optimisation de la forme de l’aile arrière d’une voiture de course st important au point de vue technique, fonctionnel, et design. La FSG est un concours national de design organisé chaque année par des étudiants de toute l’Allemagne. Dans ce billet de blog, vous trouverez un bref aperçu de son travail d’optimisation, ainsi que quelques résultats.

Tout sur la force descendante

Contrairement à la Formule 1 ou à des compétitions similaires, l’objectif principal n’est pas de construire la voiture de course la plus rapide, mais le meilleur concept global est déterminant. L’interaction entre la conception, le budget, le concept commercial et les performances de course du véhicule est prise en compte. Les performances de course sont analysées à l’aide de catégories telles que la dynamique du véhicule, la maniabilité, l’accélération, l’endurance et le rendement énergétique.

Contrairement à l’aérodynamique des véhicules ordinaires, l’aérodynamique des voitures de course se concentre principalement sur l’ampleur et la distribution de la force de gravité, tandis que la force de traînée est d’une importance secondaire. La stabilité et la maniabilité d’une voiture de course dépendent fortement des performances des pneus, qui sont directement liées à l’équilibre entre la force d’appui avant et arrière. L’optimisation des charges sur les pneus avant et arrière permet donc d’améliorer les performances de freinage, la vitesse en virage et donc aussi la stabilité. Une fois que la forme générale de la voiture de course est définie, l’équilibre entre les forces d’appui avant et arrière peut être fortement influencé par l’ajout d’ailes.

On sait que l’aile arrière comme le Jumpy 3 : Aile arrière droite contribue à environ un tiers de la force d’appui globale de la voiture de course. Contrairement aux applications dans l’aviation, les ailes conçues pour les voitures de course se distinguent des ailes traditionnelles par quatre aspects différents. Tout d’abord, elles sont conçues pour produire une force descendante, contrairement aux ailes relevables d’un avion. En outre, selon ces ailes, elles doivent être conçues pour fonctionner dans un effet de sol (extrême), avoir un faible rapport d’aspect et peuvent avoir de fortes interactions avec d’autres parties du corps.

Voir la figure suivante : On peut voir comment un glissement latéral du pneu se produit lorsqu’il est soumis à une force latérale, par exemple à l’inertie due à un virage. En conséquence du glissement latéral, la direction du mouvement forme un angle par rapport à la direction du cap. L’augmentation de la force verticale (force d’appui) crée un glissement moindre pour une même force latérale ou un glissement plus important pour une force latérale plus élevée, ce qui signifie que des forces de virage plus importantes peuvent être obtenues au détriment du même glissement.

Malgré le fait que l’ajout d’ailes augmente la force de traînée globale, des temps de tour plus rapides peuvent être obtenus en améliorant les aspects de la dynamique du véhicule mentionnés ci-dessus. La vitesse maximale pouvant être atteinte grâce à la réduction de la traînée est généralement secondaire lorsque des pistes difficiles avec des virages rapides et des freinages à grande vitesse sont rencontrées.

Afin d’optimiser les performances aérodynamiques de l’aile arrière, la section correspondante de l’aile arrière, composée de trois profils et d’une plaque d’extrémité de chaque côté de l’aile, est paramétrée à l’aide de Jumpy 3