Luca, Ottilia
2 °C
4 °C
Index - In English In English Eng

A mágikus erő, ami megmenti a Forma-1-et

SVDOXTL3NVFTPJK7CHJ5OSSVSY
2019.11.09. 15:59 Módosítva: 2019.11.09. 16:19
Október 31-én teljesen új alapokra helyezte a Forma-1-et a 2021-re bejelentett végleges szabálycsomag, ami új, és ami fontosabb, új rendszerre építő autókat is eredményezett. A végeredmény nem a semmiből jött, így a sokkhatás elmaradt, a visszajelzések pedig túlnyomóan pozitívak, ami egy drasztikusabb átalakítás után nem volt garancia. Mit hoz az F1 jövője 2021-ben, és tényleg csodatevő-e az új autók alapját jelentő ground effect?

A mostani F1-kocsiknál sokkal jobb versenyt hozó, egymással hosszú körökön át küzdeni képest autókat ígért a Forma-1 és a Nemzetközi Automobil Szövetség (FIA) vezetősége, október 31-én, a 2021-ben érkező tervek prezentálásakor pedig úgy tűnik sikerült is megugrani az elég magasra helyezett lécet a friss szabályokkal és az új autó tervével.

Az elmúlt években egyre kevesebb izgalmat hozó F1 felrázásához teljesen új alapokra kellett helyezni a sportág legfontosabb szereplőjét, a versenyautót, ám kifejezetten jó jel, hogy a drasztikus változások után lényegében nem hallani éles kritikát, az F1-en belül és kívül is mindenki úgy látja, hogy a lehető legjobb irányt jelölték ki a folytatásra, még ha azért lehet majd mit finomhangolni.

Ez a teljesen új alap az 1970-es években az F1-ben száguldozó, úgynevezett ground effectre építő autók visszahozása volt.

Ez a változtatás szorosan összefügg a Forma-1 eddigi legnagyobb gondjával: aerodinamikailag annyira kifinomultak és bonyolultak lettek a mostani kocsik, hogy egymás mögött haladva a hátsó autó sokkal rosszabb helyzetbe került, és valódi csata helyett inkább távoli, 1,5-2, de inkább annál is messzebbi követés jöhetett csak.

A 2021-es autók ezen változtatnak majd, és ez nem csak ideális esetben lesz így, ugyanis teljesen más elvet követnek majd aerodinamikai szempontból.

A leszorítóerő jó, a légörvény nem

Azt, hogy egy Forma-1-es autó az aszfaltra tapadjon, kétféleképpen lehet elérni. Egyik módszer az, amit a 2019-es autók is követnek, ezeket a kocsi testén kialakított aerodinamikai elemek szorítják a földhöz, kezdve a már egyszerűsített, de még így is elég bonyolult első szárnyaktól a kerék körül áramló levegőn és az oldalsó légbeömlők előtt található, iszonyatosan komplex légterelőkön át a kocsi hátsó részéig. Minden egyes apró szárny, légterelő vagy épp dudor azzal a céllal van a helyén, hogy még jobban a földhöz nyomja az autót, vagyis jobb legyen a tapadása mind az egyenesben, mind a kanyarban.

Ez viszont azt eredményezte, hogy a bonyolult kialakítás miatt a kocsi mögött össze-vissza áramló levegő kavargott, ami borzasztóan lerontotta a mögötte szorosan haladó autó leszorítását – két kocsi távolságot nézve a hátul haladó autó legalább a leszorítóerő felét elvesztette.

Mi az a ground effect?

Muszáj volt ezen változtatni, hogy élvezetes verseny jöhessen, így egy 30-40 évvel ezelőtt használt, az elmúlt években egyre többet emlegetett elvhez tértek vissza: itt jön képbe a ground effect, amit 1982-ben több szabálymódosítás végén (a veszélyessége miatt) egyszer már betiltottak.

Az 1960-as évek legvégén és az 1970-es évek elején a mostanihoz hasonlóan az autók testének kialakításával és a hatalmas szárnyakkal hozták létre a leszorítóerőt, ami az aszfalthoz préselte a kocsit, ám ez – főleg a hátsó szárny esetében – komoly légellenállást is jelentett, a mérnököknek pedig folyamatosan a leszorítóerő, tapadás, ellenállás adott pályára tökéletes kiegyensúlyozására kellett törekedniük.

Aztán a Lotusnál rájöttek, hogy más módon is létre lehet hozni a leszorítást, méghozzá a Venturi-elvet kihasználva, mert így az autó légellenállását alacsonyabban tartva is megvolt a kellő leszorítóerő. A Venturi-elv nem más, mint hogy egy csőben áramló folyadék (vagy levegő) a cső leszűkülése esetén a Bernoulli-törvény értelmében felgyorsul, ezáltal lecsökken a nyomása, majd a cső újbóli kitágulásával lelassul, nyomása viszont visszanő. (Ezt nagyjából így kell elképzelni:)

Screenshotter--HowF1s2021groundeffectdiffersfromitsfearsomeprede
Fotó: YouTube / Chain Bear F1

Ha ezt az autó körül áramló levegő kapcsán vizsgáljuk, akkor az autó alatt – megfelelő csatornákba – terelt levegő felgyorsulhat, ezzel a nyomása csökken, és lényegében az aszfalthoz szívja az autó alját. Hogy ez megfelelő hatékonyságot érjen el, úgynevezett szoknyát kapott az autó az oldalán, hogy ott ne szökjön ki a levegő, és végig egy csatornában maradjon az autó alatt.

Az 1970-es évek autóinál viszont létfontosságú lett a szoknya, mert a kocsi azonnal rengeteget vesztet a leszorítóerőből, amint a szoknya megsérült, vagy ha az autó a pálya egyenetlensége miatt eltávolodott az aszfalttól. Ez pedig komoly balesetekhez vezetett a nagy sebességű kanyarokban, így az FIA előbb a szoknyát tiltotta be, majd az autók hasmagasságát emelte meg, majd a szabályokkal teljesen egyenesre vágta az autók alját, véget vetve Venturi-csatornáknak, és velük a ground effect-korszaknak.

A ground effect autó legextrémebb verziója az 1978-as Svéd Nagydíjra nevezett Brabham BT46B volt – az akkor még Bernie Ecclestone tulajdonában álló csapatnál Gordon Murray fejlesztette ki a kocsit, aminek a végén egy ventilátor erősített rá a szívóhatásra, kiszívva a kocsi alól a levegőt. Niki Lauda nyert is vele a Svéd Nagydíjon, majd a riválisok tiltakozása után egyből be is tiltották a ventilátort, így ez a kocsi csak egy versenyt élt meg.

Mára jóval biztonságosabbá váltak mind az autók, mind a versenypályák, így nem jelent problémát a ground effect visszahozása, főleg, hogy a szoknya szerepét is másképp oldották meg: ehelyett az autó alá épített terelőbordák lesznek 2021-től, ezek kevésbé sérülékenyek, hiszen oldalról nem tudnak nekiütközni, így a kanyarokban sem lehet baj.

Ez az, amit az elmúlt években szakmán belül és kívül is lehetséges megoldásként emlegettek, az F1 pedig hallgatott, és amint a szabályok lehetővé tették, lépett is, hogy visszahozzák a Forma-1-be.

A 2021-es F1-kocsi fejlesztésében aktívan résztvevő Pat Symonds egyébként elég érdekes dolgot osztott meg a folyamatról: egész életében az volt a feladata, hogy azt az autót tegye gyorsabbá, amin dolgozott, , most viszont fordított helyzetből kellett kiindulniuk, és azt kellett vizsgálni, hogy úgy legyen gyors az autó, hogy közben a mögötte haladó teljesítménye sem romlik drasztikusan, korábban pedig erre nyilván nem kellett figyelnie.

Symonds a 90-es évek közepén Michael Schumacher versenymérnöke volt a Benetton csapatnál, ahol mostani főnöke, Ross Brawn Ferrarihoz távozásával ő lett a technikai igazgató, majd a vezető mérnök. Ebben a posztban dolgozott a Renault-nál, majd a 2008-as szingapúri botrány miatt (Flavio Briatoréval együtt) kitiltották az F1-ből. 2011-ben a Virgin tanácsadójaként tért vissza, utána a Williamsnél dolgozott, jelenleg az F1 technikai igazgatójaként tevékenykedik.

Mennyire sikerült ez az egész?

Az F1 szélcsatornás és számítógépes szimuláción futtatott mérései alapján 1 kocsi távolsággal követés esetén 55%-ról 85-86%-ra nő a hátsó autó estében, hogy mennyi leszorítóerő marad meg a 100%-nak tekinthető mennyiségből. 3 kocsi távolságnál ez 68-ról 94%-ra, 7 kocsinál pedig 79%-ról már 98%-ra nő, az előzetes tesztek alapján ezek nagyon-nagyon jó mutatók.

Ez részben a hátsó szárny kialakításának is köszönhető – minden más változtatással együtt –, ez ugyanis a hátsó diffúzorral együtt felfelé lövi ki a levegőt, ami nem a hátul haladó autóra, hanem fölé érkezik, ettől is javul majd a verseny.

Nem lesz két egyforma autó

Attól nem kell félni, hogy az új szabályok túlzottan megkötnék a csapatok kezét, és teljesen egyforma autókat látunk majd egymás mellett a pályákon 2021-ben. Az F1 közlése szerint hét olyan terület van, ahol egymástól látványban jelentősen eltérő fejlesztésekkel jelentkezhetnek a csapatok:

  • az orr kiképzése,
  • az első szárny, illetve az első szárny két szélén a záróelem kialakítása,
  • az első fékek körüli levegőelvezető csatornák,
  • a felső légbeömlő formája,
  • az oldalsó légbeömlő formája,
  • az oldalsó légbeömlő mögötti terület, illetve a motorfedél gerincének íve,
  • illetve a hátsó szárny, és annak záróelemének formája is egyedi lehet.

Ezekre példákat is mutattak a számítógépes modelleken.

Vagyis hiába jönnek nehezebb, a motorok miatt 743 kilóról 768 kilóra hizlalt autók, amik egy átlagos körön 3-3,5, esetleg 4 másodperccel is lassabbak lehetnek, mint egy 2019-es F1-autó (nagyjából a 2016-os köridők térnek vissza), a verseny összességében jobb lesz. A jelek szerint már nem csak az F1, de a szakírók, és ami fontosabb, a csapatok számítása szerint is. Az igazi versenynél pedig semmi sem hiányzik jobban a mostani Forma-1-ből.