WIADOMOŚCI

Aerodynamika w Formule 1
Aerodynamika w Formule 1
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.
baner_rbr_v3.jpg


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.

Jako, że Formuła 1 jest liderem w dziedzinie technologii pierwsze skrzydła na bolidach F1 zaczęły pojawiać się w latach ‘60 ubiegłego wieku. Wtedy to kilka zespołów postanowiło wykorzystać podstawy aerodynamiki w celu osiągnięcia przewagi nad rywalami. Oczywiście w tamtych czasach projektowanie skrzydeł nie było tak rozwinięte i wspomagane komputerowo jak dzisiaj. Niemniej jednak pomysł ten przetrwał kilkadziesiąt lat i zdążył ewoluować, a dzisiaj skrzydła zamontowane z przodu i tyłu bolidu wpisały się na stałe w krajobraz Formuły 1.

Skrzydła bolidu F1 działają na tej samej zasadzie co skrzydła samolotu, z tym, że bolid zamiast unosić się w powietrze ma być jak najmocniej przyciskany do nawierzchni toru. Z tego powodu skrzydło F1 wygląda odwrotnie niż skrzydło samolotu. Skrzydło bolidu F1 podczas jazdy naciera na powietrze pod pewnym kątem, zwanym kątem natarcia- kąt ten jest ustawiany przez inżynierów w zależności od tego jak dużej przyczepności wymagamy od bolidu i jest on różny dla różnych torów i warunków atmosferycznych. Kształt przedniej krawędzi skrzydła i kąt jego nachylenia powodują, że pomiędzy powietrzem płynącym pod skrzydłem, a tym obiegającym je z góry wytwarza się różnica ciśnień. Pod skrzydłem wytwarza się podciśnienie, a nad nim nadciśnienie. Jak to w fizyce bywa cały otaczający nas świat dąży do stanu równowagi. Tak też dzieje się w tym przypadku, a ponieważ skrzydło jest na sztywno zamocowane do bolidu równoważenie tych sił powstaje na skutek wytworzenia równoważącej siły dociskającej.



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.

Udostępnij ten wpis Udostępnij na Wykopie Udostępnij na Facebooku Udostępnij na X

47 KOMENTARZY
avatar
gochaf1

11.07.2008 15:21

0

spoko artykuł ;P


avatar
lukasz_norek5

28.08.2008 13:42

0

to jest naprawdę dobre :p pozdrawiam autorów tej stonki


avatar
janusz612

17.03.2009 16:48

0

KIEDY DO ZAKŁADKI TECHNOLOGIA F1 zostanie dodany system KERS


avatar
yakuza1990

09.05.2009 21:15

0

bardzo dobry artykul !!


avatar
PunkSkeleton

26.05.2009 22:36

0

Artykuł bardzo dobry, ale Fancar (Brabham BT46B) nie był ostatnim rozwiązaniem opartym na Ground Effect. W zasadzie był jedną z pierwszych takich konstrukcji, zakazaną tylko dlatego, że nie wolno było używać ruchomych elementów aerodynamicznych (samochód dopuszczono do wyścigu gdyż konstruktorzy upierali się, że bez wiatraka silnik się przegrzewał ;p). Ground effect jaki był stosowany np. Champ Car to nie to samo co się działo na początku lat 80 w F1. Było to nie tylko bardzo niebezpieczne ale i wymuszało dziwną dziwną jazdy. "To be honest, there was no such thing as cornering technique in the ground effect era. “Cornering” was a euphemism for rape practised on the driver. . . When you came into a corner you had to hit the accelerator as hard as you possibly could, build up speed as quickly as possible and, when things became unstuck, bite the bullet and give it even more. In a ground effect car, reaching the limit was synonymous with spinning out." ©Niki Lauda


avatar
bam123

28.11.2009 15:15

0

No jestem ciekawy kiedy ten KERS będzie dokładnie opisany.Pozdro


avatar
leszek59

23.03.2010 09:26

0

przybliza nam poznanie mechanizmow rzadzacych F1,bo ich osiagi sa lotnicze,jednakowoz jezdza po ziemi.kto interesuje sie F1 laknie opisu technologii FORMULY JEDEN


avatar
pitstop

26.03.2010 21:07

0

Fajne Fajne tylko robić nima komu:D


avatar
szymus24

27.04.2010 23:30

0

zgadzam sie z pinizszym napisanym i dlatego zawsze chodze na wiscigo kartingowe chociaz bym wolal byc tam na toze F1 a poczuc to wszystko


avatar
kahashi2

11.05.2010 11:58

0

niezły artykół


avatar
mazur102

30.08.2010 09:00

0

Fajny ten artykuł :) Ciekawy i pouczający, kto by pomyślał że nawet najmniejsze 1cm wy bulwie nie ma takie znaczenie na aerodynamika .


avatar
bednara1998

01.05.2011 21:46

0

Super artykul!


zaloguj się, by pisać komentarze

Jeśli nie masz jeszcze konta, dołącz do społeczności Formula 1 - Dziel Pasję!

zarejestruj się
LOGOWANIE
Odzyskaj hasło
REJESTRACJA
Ten adres będzie wykorzystywany podczas logowania się do portalu