Formuła 1
Aerodynamika w Formule 1
<<powrót |
Współczesny bolid Formuły 1 ma więcej wspólnych cech z myśliwcem, czy wahadłowcem NASA niż ze zwykłym pojazdem poruszającym się po drogach. Już dawno temu stwierdzono, że aerodynamika bolidu F1 ma kluczowe znaczenie w odniesieniu sukcesu w tym sporcie. Zespoły rocznie wydają dziesiątki milionów dolarów na badania i rozwój tej dziedziny.
Projektant, który chce stworzyć dobre pod względem aerodynamicznym
nadwozie ma dwa cele. Pierwszym jest stworzenie możliwie największej siły
dociskającej bolid (ang. downforce) do nawierzchni toru. Siła ta powoduje,
że opony bolidu mają większą przyczepność do powierzchni toru i umożliwia
pokonywanie zakrętów na dużej prędkości. Aby zobrazować siłę jaką generuje
nowoczesny bolid F1 często podaje się przykład, w którym stwierdza się, że
już przy prędkości 180 km/h samochód F1 mógłby jeździć po suficie „do góry
nogami”. Oczywiście siła ta rośnie wraz ze wzrostem prędkości, a wzrost
prędkości powoduje powstawanie drugiej siły tzw. siły oporu (ang.
dragforce), która ogranicza możliwości silnika do rozpędzania bolidu.
Minimalizacja sił oporu jest drugim celem projektanta aerodynamiki w
samochodzie Formuły 1. Dążenie do coraz lepszych osiągów było, jest i będzie celem konstruktorów Formuły 1. Niestety montowanie coraz to większych i wyżej zamocowanych skrzydeł przyczyniło się do kilku dramatycznych wypadków i w sezonie 1970 po raz pierwszy ograniczono wielkość i wysokość montowania „spojlerów”. Restrykcje te są cały czas nakładane na zespoły i cały czas stawiają przed nimi nowe zadania w dziedzinie projektowania aerodynamiki.
Po wprowadzeniu tych ograniczeń odkryto tzw. efekt uziemienia. Inżynierowie Lotusa, Peter Wright i Colin Chapman, stworzyli bolid, który pod spodem wyglądał jak jedno wielkie skrzydło, co znacznie poprawiło przysysanie się go do nawierzchni toru. Rozwiązanie takie nie wpływało również na zmianę siły oporu, przez co samochód ten mógł jeździć z maksymalną prędkością również na prostych odcinkach toru. Ostatnim tego typu rozwiązaniem był projekt legendarnego Brabhama BT46B wykonany przez Gordon’a Murray’a. Bolid ten wyróżniał się w stawce ogromnym wiatrakiem zamontowanym w tylnej części samochodu, który dodatkowo wysysał powietrze spod bolidu, wytwarzając ogromną siłę dociskającą. System ten został zakazany po jednym wyścigu- GP Szwecji 1978 na torze Anderstorp- gdy Niki Lauda zdeklasował wszystkich rywali. Aktualnie przepisy nakazują, aby bolidy miały płaski spód uniemożliwiając tym samym wykorzystanie efektu uziemienia.
Aerodynamika współczesnego pojazdu F1 to oczywiście nie tylko skrzydła montowane z przodu i tyłu. Każdy zewnętrzny element bolidu jest projektowany z myślą o opływowych kształtach. I tak począwszy od elementów zawieszenia, a skończywszy na kasku kierowcy wszystko jest optymalizowane aerodynamicznie. Każdy element, który wprowadza zawirowania powietrza powoduje powstawanie niepotrzebnego oporu, który hamuje bolid. Elementem, który we współczesnym bolidzie stanowi główny czynnik zwiększający współczynnik oporu powietrza Cx są koła, które zgodnie z regulaminem FIA nie mogą być osłonięte w żaden sposób. Stąd wzięła się angielska nazwa serii open-wheels. Konstruktorzy dążą do kształtowania obiegu powietrza wokół kół poprzez instalowanie specjalnych mini-skrzydeł przed oponami, które kierują strumień powietrza nad koła, wytwarzając tym samym dodatkową siłę dociskającą i minimalizującą opór powstający na skutek zawirowań powietrza, które opływa koła.
W sezonie 2005 wprowadzono nowe regulacje techniczne, które ponownie nałożyły na konstruktorów restrykcje mające zmniejszyć generowaną przez bolid siłę dociskającą. I tak o 50 mm podniesiono przednie skrzydło, tylny spojler przesunięto do przodu i zmodyfikowano profil dyfuzora. Projektanci jednak szybko uporali się z tymi stratami i aktualnie osiągają podobne, jak nie lepsze wyniki na torach.
|