Ez is lehet az oka, hogy miért nem jó idén az F1-es Mercedes

Képzeljük csak el, mekkora különbség van egy újonnan leaszfaltozott és egy macskaköves út között, mennyivel gyorsabban elfáradunk a zajos, zötyögős menetben. Márpedig az autó tervezésénél az egyik, ha nem a legfontosabb szempont, hogy a pilótát boldoggá tudjuk tenni – így lesz min dolgozniuk az érintett csapatoknak.

A Bahreini Nagydíj előtti teszteken és a versenyhétvégén voltak csapatok, amelyek jobban szenvedtek a delfinezéstől, mint mások. Ilyen a Mercedes. Ezzel ellentétben a Red Bull csapatánál alig lehetett észrevenni a jelenséget. A korábbi években már éles összehasonlítási alap volt a két autó tengelytávolsága és alapbeállítása közötti különbség. Alapbeállítás alatt az autó hosszirányú dőlését értjük, azaz az első tengelynél a futómű alacsonyra van állítva, míg hátul magasra. Ez ad egy szöget a padlólemez és az aszfalt között. A Mercedes padlólemeze ezzel szemben szinte párhuzamosan fut a talajjal.

A nagy szögállású beállítással az egész autó felületét egy szárnynak használják (alul és felül is), hogy még több leszorítóerőt tudjon termelni. A negatív oldalon viszont megjelenik a nagyobb légellenállás. Évek óta szó van arról, hogy vajon melyik a hatékonyabb beállítás, amire nem is lehet talán egyértelmű választ adni, viszont most úgy tűnik, hogy a delfinezés elkerülése esetleg a nagyobb szögben álló autóknak adódik meg egyszerűen. Persze messze nem csak ezen múlik, és nem lehet egyszerűen csak megdönteni az eddig vízszintesen elhelyezkedő autót, hiszen nem arra a beállításra tervezték. 

Mi okozza a delfinezést?

Delfinezésnek vagy bukdácsolásnak nevezték el azt a jelenséget, amikor az autó ugrál menet közben. Nagyjából úgy, ahogy a delfin ugrál ki a víz felszíne fölé, miközben gyorsan úszik.

Az idei szabálymódosítás egyik fő célja az volt, hogy az autók jobban tudják követni egymást a kanyarokban is, annak köszönhetően, hogy kisebb az aerodinamikai csomag gerjesztette turbulens levegő az autók mögött. A változtatásoknak köszönhetően a padlólemezeken idén jóval nagyobb leszorítóerő keletkezik, mint a korábbi években. Ahogy korábbi videóinkban már sok szó esett róla, az aerodinamikai hatás egyik tényezője az áramló levegősebesség különbségén múlik (ebben az esetben az autó teteje és alja közötti különbség). Az áramló levegőt az autó alatt úgy gyorsítják fel az autók, hogy egy adott mennyiséget a lehető legkisebb keresztmetszeten kényszerítenek keresztül.

Ahogy az autó egyre gyorsabban megy, úgy egyre nagyobb lesz a leszorítóerő, ezáltal csökken a hasmagasság. A hasmagasság csökkenésével egy még kisebb keresztmetszeten kell a levegőnek átáramolnia, ami ismét növeli az autó alatti szívó hatást, és ez a két tényező folyamatosan erősíti egymást. Egészen addig erősítik egymást, amíg nem lesz annyira szűk a csatorna (amin át szeretnék kényszeríteni a levegőt), hogy az áramlatok új utat keresnek maguknak. Amennyiben másik helyen megy az áramlat, megszűnik a padlólemezen termelt leszorítóerő addig a pontig, amíg az áramlat újra visszatalál a padlólemez alá.

Persze ezenfelül közbeszólhat a pálya egyenetlensége vagy a futómű karakterisztikája is.

Nem új keletű probléma

Hallhattunk arról, hogy a delfinezés korábban is jelen volt a Formula–1-ben az 1980-as években, így felvetődik a kérdés, hogy a mai, sokkal modernebb eszközökkel hogyan lehet, hogy újra előfordul.

A delfinezést a 2000-es években a DTM autókon is tapasztalták, de valahogy nem szivárgott át a gyanú, hogy ugyanez előfordulhat ismét. Az aerodinamikusok általában a célegyenes végi sebességet nem veszik tervezési szempontnak. Természetesen nagyon fontos, hogy minél kevesebb legyen ott a légellenállás, de ennél sokkal fontosabb, hogy alacsony és közepes sebességeknél hogyan alakul a leszorítóerő.

A légáramlatok ismeretében az útra szorító erő szimulálható, a futómű merevsége ismert, így akár lehetett volna következtetni a delfinezés esélyére. Azonban az FIA által szigorúan szabályozva van a CFD (számítógépes aerodinamikai) szimulációk és a szélcsatornás mérések mennyisége (költségcsökkentési szempontból), ezért történhetett meg, hogy ezzel eddig (!) nem foglalkoztak a csapatok. Az autókat az aerodinamikusok fix hasmagassággal szimulálják és tesztelik a szélcsatornában, így a hatást csak akkor lehetne észrevenni, ha konkrétan erre keresnék a választ.

Most azonban gyorsan kell reagálniuk az érintett csapatoknak. Nagy veszteség, hogy a pilóta figyelme el fog fogyni a fárasztó tényező miatt a verseny végére, és emiatt kevésbé tud jó döntéseket hozni, csökkennek a reakciói egy élesebb elmeállapothoz képest. Szintén sokat veszítenek azzal a csapatok, hogy nem kiszámítható az autó hasának leérése. Az FIA ezt is szabályozza, mégpedig azokkal az alkatrésszel, amelyek a hosszú egyenesek végén a sok szikrát ontják. Ez két titánkorong, amelynek a kopását a versenyek után ellenőrzik. Ahogy ez a korong leér, úgy ellenállás keletkezik az autón, és mivel ez egy nagyon dinamikus hatás a bukdácsolás közben, ezért ez jóval több ellenállást jelenthet, mint normál esetben.

A megoldás kulcsa

A rövid távú megoldás az lehet, hogy megemelik az autók hasmagasságát, amivel rontani fogják az autó leszorítóerejét, de a dinamikai tulajdonságait is, hiszen magasabbra kerül az autó súlypontja, és a lengőkaroknak is eltér a szögük a tervezett ideális állapottól.

Ez egy mindenki számára látható probléma, amit gyorsan meg kell oldaniuk a csapatoknak, de nem kell kétségbe esni, mert egy új F1-es autó debütálásánál ez korántsem szokatlan. Ez most látványosabb, de a csapatok fel vannak készülve az ilyen jellegű beavatkozásokra. Lehetséges, hogy néhány alkatrész módosításával a hatás már ki is küszöbölhető, de erre valamennyi időre van szükség. A kérdés az, hogy például a Mercedes hogyan fogja tudni ezeket a módosításokat elvégezni, hogy az autó ne legyen toldozott-foldozott, az eredetileg tervezett harmóniája megmaradjon, és az új szabályrendszer alkotta korban is az élmenők közé tartozhasson.

A szerző mérnök, korábban a Formula–1-es Red Bull tervezője.

Ezt a cikket az Index szakmai együttműködő partnere, az egyForma készítette.

(Borítókép: George Russell a Formula–1-es Bahreini Nagydíj második szabadedzésén 2022. március 18-án. Fotó: Mazen Mahdi / Afp)