Kręgosłupem bolidu formuły F1 jest jego podwozie, które jest pilnie strzeżone przed wścibskim okiem konkurencji. Sercem wolnossący silnik V8. Po raz pierwszy opublikowano zdjęcia bolidu Nico Rosberga z roku 2012, który jeździ Mercedesem AMG F1 W03. Tego potwora wykonano z włókna węglowego, którego silnik V8 wkręca się do 18000 obr./min uzyskując moc ponad 700 KM.
fot. Paul-Henri Cahier
Może wydawać się to dziwne, ale potężny silnik nie spełnia najważniejszej funkcji w bolidzie. Wszystkie nowoczesne samochody F1, oraz Mercedes-Benz osiągi oraz bezpieczeństwo zawdzięcza aerodynamicznie wyprofilowanemu nadwoziu oraz podwoziu. Na zewnątrz, samochód Rosberga wykorzystuje wieloelementowe skrzydła wytwarzające docisk, ale pod pojazdem konstruktorzy przygotowali koktajl kierownic i prowadnic uginających strugi powietrza. Ten swoisty labirynt generatorów wirowych często przypomina sprężarkę silnika turboodrzutowego. W slangu konstruktorów F1, Nick Wirth nazywa to "porażającym asortymentem połączonych ze sobą części i elementów."
Wirth, (46), rozpoczął swoją karierę jako inżynier aerodynamiki w marcu, a później pracował jako dyrektor techniczny Benettona i Virgin Racing. Z całą pewnością wie co mówi, a nie mówi co wie. Ponieważ dolna część bolidu F1 jest dla przeciętnego obserwatora całkowicie kosmiczna, został poproszony o wyjaśnienie i analizę konstrukcji elementów podwozia. Materiał jest mocno techniczne, ale postaramy się przeprowadzić czytelnika przez meandry turbulencji powietrza tak, aby nie wywołać efektu znudzenia.
-- Bolid Formuły F1 wytwarza duże własne siły docisku, głównie pod nadwoziem. Każdy element (składnik) jest jak ogniwo w długim łańcuchu. Zmieniając jeden element bez zmiany reszty powoduje, że aerodynamiczne zrównoważenie pojazdu, po prostu, nie będzie działać zgodnie z przeznaczeniem - tłumaczy Wirth
Projektant i inżynier Nick Wirth, wyjaśnia element znajdujące się w podwoziu F1.
1. System Mercedesa "Double DRS", który wykorzystuje kanały do organizacji kierunku trasy powietrza z tylnego skrzydła do nosa samochodu. Kiedy samochód jest w ruchu systemem DRS jest aktywowany, wówczas klapa odsłania otwory w tylnym skrzydle płyt montażowych. Powietrze przepływa przez te otwory, a następnie kierowane jest do przodu do przedniego skrzydła, gdzie wychodzi poprzez dolną stronę, aż do przeciągnięcia skrzydła, zmniejszając i zwiększając docisk przodu w zależności od uzyskanej prędkości. Ta na prostej może grubo przekraczać 320 km/h!
2. Przednia kierownica powietrzna tzw. deska Barka, która działa wyłącznie jako generator wirów. Kierunek obrotu tego akurat wiru skierowany jest w lewo, ponieważ wir skierowany jest w dół, to zjawisko bardzo korzystne. Zasadniczo generuje większy docisk (lepsza przyczepność).
3. Ozdobne wyprofilowane boczne łopatki odgrywają istotną rolę w przepływie zaburzonego powietrza (turbulencje), jest to tzw. burzliwy przepływ powietrza powstały z przedniej opony. Zadaniem łopatek jest opóźnienie i wyrównanie przepływu zaburzonego powietrza przepływającego pod podłogę pojazdu.
4. Płaszczyzna odniesienia (spływu powietrza), części podwozia o szerokości 300-500 mm. Tworzy się przykryty kanał wentylacyjny, zasilany powietrzem skierowanym przez wewnętrzne kierownice przepływu.
5. Znany jako deska odniesienia, jest to fazowana osłona wykonana z impregnowanej żywicy, na bazie drewna kompozytowego nazwana "Jabroc". Przeznaczona do zachowania minimalnego prześwitu oraz ograniczający powstanie efektów naziemnych. Otwory w powierzchni deski pozwalają inspektorom technicznym zmierzyć wymaganą grubość 10 mm (plus minus jeden milimetr) tolerancji. Krawędź dna będzie produkować wiry (przepływ turbulentny), które następnie kotłują się pod podłogą, wzdłuż krawędzi płaszczyzny odniesienia. Wszystkie oddziaływania wirowe zmniejszają całkowite ciśnienie pod podłogą, co w efekcie daje większy docisk bolidu do toru.
6. Przegroda "Barge" wytwarza wiry (ruch turbulentny) zwiększając siłę docisku. Kierownice pochylone są jak skrzydła, każde obniżenie ciśnienia w tym miejscu, w zasadzie, obniża ciśnienie pod samochodem.
7. Umieszczona na środku przegroda pod samochodem delikatnie kieruje zasysane powietrze pod boczną konstrukcję skorupową i na zewnątrz. Jest to bardzo dokładnie zaprojektowany kształt przegrody do tworzenia przepływu większych prędkości powietrza i tym samym uzyskuje się niskie ciśnienie.
8. To małe skrzydełko umieszczone na dolnym wahaczu, znane jest jako „squish vortex zone” "Zadaniem jest uszczelnienie pomiędzy oponą, a podłożem. Powietrze, które trafia w oponę nie może się pod nie dostać, gdyż utworzy się wówczas poduszka powietrzna - mocno niepożądana i niebezpieczna. Dzięki temu skrzydlastemu elementowi tworzą się dwa bardzo dziwne strumienie skierowane pod kątem prawie 45 st. na każdej stronie. Skrzydło jest odwrócone, nie zasysa jednak powietrza jak w tunelu windy.
9. Przedni laserowy czujnika wysokości jazdy. Czujnik mierzy wysokości pojazdu od toru z częstotliwością próbkowania 1000 razy na sekundę.
10. Wahacz przedni z włókna węglowego, wyprofilowany w kluczowych odcinkach, aby dopasować przepływ powietrza przy przednich błotnikach i zminimalizować turbulencje oraz opór powietrza. Przednie skrzydło jest modyfikowane w trakcie sezonu, samochód dostaje nowy zestaw homologowanych wahaczy dopasowanych do kąta skrętu.
11. Owiewki z włókien węglowych, których zadaniem jest zwiększenie przepływu powietrza wewnątrz koło oraz wspomaganie chłodzenia hamulców.
12. Taśma aluminiowa o grubości 0,05 mm. Trwałe, cienkie, uszczelnienie otworów, które utrzymuje zaburzony przepływ powietrza (turbulencję) do minimum.
Źródło: Road & Track
Od redakcji: o tym jak ważny jest docisk powietrza podczas wyścigu, zarówno na prostej, jak i ciętym zakręcie wystarczy, że przypomnimy kilka niedoróbek podczas wyścigi na na torze Le Mans w 2010 roku. Dwa bolidy Audi miały piekielna moc, ale turbulencja powietrza i brak siły docisku uniosły przyspieszający bolid w powietrza. Co było dalej, można tylko sobie wyobrazić.
Powiedzieliśmy na początku, że aerodynamika jest bardzo ważna, niemal ważniejsza niż moc silnika. Trzeba jednak pamiętać, że wszystkie nowinki techniczna w zakresie aerodynamiki muszą być zatwierdzone przez FIA.