La presente nota se fundamenta en los artículos 16 (1º entrega), 17 y 18 (2º entrega) del reglamento técnico de la presente temporada. No se ha tratado de lograr una traducción de los mismos (aunque se tenderá) o una suerte de cátedra sobre pruebas de impacto en laboratorio; por el contrario se ha buscado simplemente dar luz a un tema pocas vez expandido.
Se aclara que se presentarán datos y formas que pueden resultar engorrosos y de cierto nivel técnico, mas se ha optado por tal diagrama en favor de mejorar a futuro el entendimiento de los lectores respecto de las magnitudes y términos empleados (en cualquier caso se harán las aclaraciones pertinentes en las apariciones iniciales). Será un viaje largo y curioso, así que tomesé su tiempo, prepare una bebida acorde, y si puede vaya a ritmo apropiado.
Artículo 16: Pruebas de Impacto
* Impacto frontal:
- Consideraciones generales (16.1):
En el cockpit se debe colocar un dummy de al menos 75kg, el mismo debe ser sujetado por los cinturones de seguridad. Los extintores y tanque de combustible (que puede contener agua) deben ser incluidos también.
Superadas las exigencias de los artículos 17.2, 17.3, 18.2, 18.3, 18.4 y 18.5, la célula de supervivencia podrá afrontar esta prueba, aunque el conjunto "célula de supervivencia-estructura de absorción" ha de ser el que supere lo dispuesto en el artículo 18.6.
Todas las piezas implicadas en la resistencia estructural deben ser colocadas. Se tomará como puntos de anclaje de estructura a la carretilla, los del motor, sin que esto signifique un aumento en la rigidez de los elementos. Siendo necesario que no existan daños en cinturones de seguridad, extintores y célula de supervivencia a lo largo de la prueba.
- 1º prueba (16.2):
En este caso el conjunto "carretilla-estructura" debe pesar 780kg (+1/-0%), con velocidad de impacto de 15m/s (54km/h ó 33.5mi/h).
Con tales valores no se deberán exceder las 10g (g = aceleración equivalente a la de la gravedad) de desaceleración en los primeros 100mm de deformación. Para luego permitirse una incremento lineal hasta los 20g en los siguientes 50mm. Siendo en el promedio de desaceleración mayor a 2.5g en estos 150mm.
Mientras que en términos energéticos no se permite que los primeros 60kJ (kilojulios) absorbidos se transformen en más de 20g de desaceleración.
O términos de fuerza aplicada, equivaldría a que en los primeros 100mm de deformación la fuerza aplicada no exceda los 75kN (kiloNewton), incrementándose a 150kN en los siguientes 50mm. Con una tasa mayor a 18.75kN en tales 150mm.
Aquí la fuerza absorvida no debería de ser mayor a 150kN en los primeros 60kJ.
Para la carretilla la desaceleración promedio no ha de exceder los 40g.
En cuanto al dummy, se establece que durante 0.003s en el pecho no se deben superar los 60g (tomando las componentes de los 3 ejes coordenados),
- 2º prueba (16.3):
Una placa de aluminio de 375x375x50mm (+/- 1mm) (ancho, alto, profundo) debe ser montada (con simetría al eje central) a los puntos de anclaje en los que sería fijada la estructura de absorción, montándose en sentido vertical para asegurar una concorrelación a los esfuerzos sufridos por la estructura a la que sustituye. Incluyéndose en la cara externa 4 agujeros de rosca M10x30mm (de profundo) con una distribución cuadrada de 125mm al centro (diagonales salientes al centro con tal recorrido). Adaptando luego una placa de acero de 300x275x5mm a tales agujeros con pilas de arandelas de 5mm.
Sólo se altera el peso del conjunto "carretilla-estructura" a 900kg (+1/-0%).
La pared de impacto debe contar con 6 tubos contra los cuales impactará la placa de acero, estos deberán soportar 60kN cada uno (360kN en total) tal que 2 coincidan con los agujeros superiores, 2 con los inferiores y otros 2 con la base de la carretilla (a los fines de compensar los esfuerzos).
Pero como siempre, una imagen vale más que mil palabras, y mejor si es un vídeo (aunque el mismo data de 2014, la normativa sólo ha sufrido modificaciones menores):
© Caterham F1 Team
* Impacto trasero (16.4):
Tal prueba será hecha sobre la estructura a la que se le aplicó el artículo 18.8.
Todos los componentes que afecten al desempeño estructural de la sección trasera deben ser colocados; tal sección se define como aquella que se encuentra por detrás del motor. Si las suspensiones están montadas sobre la misma estructura, las mismas también deben participar del ensayo.
El conjunto "estructua-caja de velocidades" debe ser sujetado de modo tal que no se incremente su resistencia. El mismo será colisionado por un cuerpo sólido de 780kg (+1/-0%) a una velocidad no menor a 11m/s (39.5km/h ó 64mi/h), sin que presente pivoteo. Midiendo 450x550mm (+/-3mm) y con la cara de impacto lisa en un ángulo recto (90º) resoecto del eje central del vehículo, y con el límite inferior enrrasado (+/-3mm) con el plano de referencia del auto (piso del vehículo).
En los primeros 225mm de deformación la desaceleración no debe exceder los 20g; magnitud que tampoco puede registrarse durante más de 0.015s (tomando como referencia sólo el eje de impacto). Siendo los daños estructurales sólo permitidos en la zona posterior al eje central de las ruedas traseras.
Detalle conjunto a ser estudiado (saga 'Cutaway')
* Columna de dirección (16.5):
Volante, columna y cremallera serán sometidos a este test, incluyéndose nuevamente a todas aquellas partes extras que contribuyan a su desempeño estructural. Tal conjunto será sujetado al suelo (de modo que no se incremento su resistencia) e impactado (sin pivotar) por un cuerpo sólido de 8kg (+1/-0%) a no menos de 7m/s (25km/h ó 15.5mi/h).
Una semiesfera (de diámetro 165mm (+/-1mm)) debe impactar su centro con el del volante, coincidente con el eje de la parte principal de columna de dirección. Durante el impacto la semiesfera no deberá desacelerar más de los 80g por más de 0.003s (considerándose sólo la dirección de impacto). Tras el impacto todos los daños sustanciales deben estar en la columna, y el mecanismo de liberación del volante debe funcionar normalmente.
Encastre de volante con mecanismo de extracción de volante, en azul, y columna de dirección.
Detalle de columna de dirección (saga 'Cutaway')
De momento se detiene el cronómetro aquí; en la siguiente entrega se ahondará en los otros 2 artículos restantes (pruebas de rolido y cargas estáticas).
Que tengan buena jornada.
