FRENO AERODINÁMICO - Definición - Significado

El freno aerodinámico o aerofreno aprovecha la resistencia aerodinámica de las superficies. Los frenos generalmente adoptados en los automóviles ejercen una acción frenante gracias a la adherencia entre la rueda y el suelo. Su acción frenante está limitada por el valor máximo de la adherencia desarrollada en el contacto rueda-suelo, y por otra parte, esta adherencia es variable con la naturaleza del terreno, el tipo de neumático, y sobre todo con las condiciones ambientales (lluvia, nieve, hielo, etc.). Además de las limitaciones indicadas, los frenos convencionales, si se utilizan en curva, afectan notablemente el comportamiento de marcha.

Para evitar, al menos en parte, estos inconvenientes, ha sido considerado y a menudo adoptado, en los vehículos de competición, el freno aerodinámico. Éste está constituido por un cuerpo de forma adecuada, capaz de producir una fuerza aerodinámica resistente Fa, maniobrable por el conductor con objeto de poder graduar la acción frenante.

Entre los dispositivos adoptados cabe citar el del Mercedes 300 SLR de 1955, constituido esencialmente por una placa que gira alrededor de una bisagra transversal posterior, como se indica en la fig. 1, y el del Chaparral de 1966, del que derivaron después muchas soluciones análogas, constituido por un alerón, situado con notables ángulos de incidencia para obtener fuerzas aerodinámicas esencialmente resistentes.

La fuerza frenante obtenida depende de la forma, de las dimensiones y del cuadrado de la velocidad. La placa es la forma que desarrolla la mayor resistencia cuando se mueve en el seno del fluido según la dirección perpendicular a su plano. En la fig. 3 se representa, en función de la velocidad, la fuerza Fa obtenida con una placa de forma circular de 1 m2 de superficie, que se mueve perpendicularmente a su plano. La misma resistencia Fa podría ser obtenida por un alerón del tipo del Chaparral (fig. 2), con una área en planta de alrededor de 0,7 m2. En comparación con la fuerza frenante Fb obtenida por adherencia, en función de la velocidad en el caso de carretera seca y para ruedas de producción normal, se observa que la fuerza frenante Fa es muy pequeña mientras no se alcanzan velocidades elevadas. Como se desprende de la fig. 3, la relación Fa I Fb es poco más del 5 % a 100 km/h. del orden del 30 % a 200 km/h y más del 70 % a 300 km/h. Por tanto, el freno aerodinámico puede ser útil en vehículos muy rápidos únicamente a altas velocidades.

El accionamiento de un freno aerodinámico, sea por la considerable longitud de su mecanismo cinemático, o bien por el esfuerzo que puede ser necesario realizar, constituye un gran problema. Desde este último punto de vista parece lógica la solución del Chaparral, en el que el alerón puede girar, alrededor del foco del perfil, el punto por el que pasa la resultante de las fuerzas aerodinámicas y que en un perfil simétrico está situado en el cuarto delantero de la cuerda.