Wéber Gábor

Külső íven

Első szárnypróbálkozások
F1 aerodinamika - 2019

fw.jpg

Mostanra mind a tíz F1-es csapat idei autóit láthattuk már valamilyen formában, és ugyan még rengeteg kisebb-nagyobb változás lesz rajtuk, elsősorban az újratervezett első szárnyak hatékonyságán múlik majd a siker. Már első blikkre is eltérő koncepciók bontakoznak ki, úgyhogy gyorsan össze is hasonlítottam őket az eltérő filozófiájuk szerint.

Tavaly április óta tudjuk, hogy idénre újfajta első szárnyakat ír elő a Forma-1 szabályrendszere, ami alapjaiban határozza meg az autó egésze körüli légáramlást. A cél a zavaró turbulenciák csökkentése a szorosabb versenyzés érdekében, ami bő 2 másodperces köridő növekedéssel járna, ha a csapatok nem tennének semmit az eddigi hatékonyság visszaszerzésére. Az új első szárnyak 20 cm-rel szélesebbek, 2,5-2,5 cm-rel hosszabbak és magasabbak lettek, azonban jóval egyszerűbbek és maximum öt elemből állók lehetnek idéntől. Akit részletesebben érdekel, az itt megtalálja az összes egyéb változást is: https://www.f1technical.net/features/21879

Ugyan egy Forma-1-es autó első szárnya csak a teljes leszorítóerő 20%-át generálja önmagában, azonban ez az egyetlen aerodinamikai elem az autón, amely tiszta légárammal találkozik, így a kialakítása döntően befolyásolja a versenyautó egészének áramlási viszonyait. Az összes furcsán tekeredő elem, vágat, csatorna és légterelő mind a levegő útjának optimális irányítására szolgál az autó különböző részei felé, hogy összességében a lehető legnagyobb leszorítóerőt generálják. Na ezt a hatékonyságot herélte ki a 2019-es első szárny szabályozás, de hogy pontosan mi történt eddig az első szárnnyal és az arról leváló áramlásokkal, arra itt egy remek animáció:

Az első szárnynak a leszorítóerő képzés mellett ugyanis az első kerekek turbulens légáramának elszigetelése talán a legfontosabb másodállása, amit szélesen az autó mellett próbálnak elterelni, azonban a rengeteg szárnytoldalék nélkül ennek a hatékonysága jelentősen csökkent. Tavaly tavasz óta viszont mérnökök százai dolgoztak azon, hogy valahogy visszanyerjék ezt a hatást, és ahogy az várható volt, egymástól jelentősen eltérő megoldások is születtek. Persze ezen a fronton sok változás lesz még, azonban az első szárnypróbálkozások is magukért beszélnek. A képek vagy a bemutatókról, vagy a shakedownokról származnak, amiket a lehető legjobban feljavítottam, és ezek alapján egész szépen párba állítható a mezőny. Nézzük.

Az extrémisták

alfa_romeo_toro.png

Alfa Romeo – egyelőre csak Valentin-napi shakedown gúnyában láttuk az Alfát, de megoldásait tekintve az egész mezőny legmeglepőbb autójának tűnik. Az elsődleges szárnylap két elemből áll, szemből nézve a formája alig ívelt és kifelé enyhén emelkedik, ami azt jelenti, hogy itt a maximális leszoríterő a cél szinte a teljes elemszélességben. Meghökkentő részlet, hogy a szárnyfelületek külső harmadait mintha leharapták volna, egyszerűen véget érnek a hatalmas, egybeforrasztott 4-es 5-ös elemben. Kicsit jobban megnézve az is látszik, hogy jóval alacsonyabban és kifelé lejtve azért megvan a 4-5-ös folytatása, ráadásul egymástól elkülönült elemként, szinte teljesen ellaposodott légterelőként funkcionálva az egyébként is kifelé nyíló szárnyvéglapokig. A cél egyértelmű, a levegő külső oldalra vezetése és az itt elvesztett leszorítóerőt részben az egybeolvasztott felső elem és a rajta elhelyezett Gurney-flap próbálja meg visszanyerni. A gigantikus felső elem aztán a belső éle felé ismét kettéválik, és összezáródó rákollóra hasonlító végekkel válik ún. vortex generátorra, ami az orrkúp felé spirálisan pörgő légörvény oszlopot indít a bargeboardok és a kerék belső fele irányába.

Toro Rosso – ugyan voltak renderelt képek is róla, de a pályára már egész más első szárnnyal gurult az STR14, ami alapvetően egyezik az Alfa megoldásával. Szintén kételemes főlappal, középen egyenes, de kifelé erősen emelkedő, a véglapok közelében magasra emelt fősíkkal. Tisztán elkülönülő 5 elemből áll, de a felső kettő erősen lejt kifelé, majdnem az Alfa szintjére laposodva, miközben a 3-as egy nagyobbat hassal indítva húzza meg az Y250 tengely vortex csatornáját hátrafelé. A szárnyvéglaphoz érve mind az öt elem szinte egy síkba kerül és a felső három emiatt tengely körül el is fordul, teljesen egyenes vezérsíkokat alkotva a sarokban, amik semmi leszorítóerőt nem termelnek. Ettől egy arasznyira befelé jól látszik a szögbe rakott dőlésállító is, ami tovább kezeli a sarokba lőtt légáramot, ami aztán a kifelé nyíló véglap mellett távozik a szárny alatti 2 légterelő hatékony segítsége mellett – itt fizetődnek ki a magasabbra húzott külső szélek. Annak ellenére, hogy egyértelmű a 3. elemtől induló vortex-csatorna, a felső szárnyelemek belső végei nem zárnak egymásra túl agresszívan.

A hullámlovasok

ferrari_renault.png

Ferrari – a Ferrari és a Renault hasonló koncepció mentén gondolkodott, de kevésbé extrém módon, habár a kettő közül a maranellóiaké a vadabb verzió. Itt is két elemből áll a főlap, de ezek már a tövüknél kunkorodnak egyet, majd kifelé meredeken emelkedve és végig ívelve érik el a szárnyvéglapot. A belépőél itt még egy kicsit az ég felé is mutat, magasabbra kerülve, mint a mögötte lévő 2. elem, így némi emelőerőt is generál, de itt nem egyetlen elem elhelyezkedése a lényeg, hanem a szárny egészének a működése. Szembeötlő a kanálszerű öblösödés a második és harmadik elem közepén, a negyedik elem pedig sokkal vaskosabb a többinél, de nem alfa romeói értelemben. A legfelső, 4. és 5. elemek kifelé lejtenek és az utolsó 20-30 centiméteren meg is vannak csavarva – gyakorlatilag negatívba hajolva, – hogy ott már csak áramlásjavítóként működjenek a kifelé nyíló szárnyvéglap tövében, aminek az utolsó harmadán csökken az élmagassága, ezzel is elősegítve a kifelé induló, a szárnyvéglapon átbukó áramlásokat. Az felső szárnycsúcsok belső élei nagyon mélyre lenyúlnak, majdnem egészen a főlapig, és láthatóan mind az 5 elemet erősen használják a minél erőteljesebb belső vortex képzésre. A távtartók és a dőlésállítók egyébként szépen kijelölik a leszorítóerőt gyártó sávokat az SF90 első szárnyán, az ezen kívül eső területek nagyrészt másra hivatottak. A Ferrari összességében nincs messze az extrémisták megoldásaitól, de azok elképzeléseit egy lágyabb, kontrolláltabb formában próbálja megvalósítani.

Renault – a franciák is bíznak a lágy formákban, de ritka kivételként egyelemes főlapot használnak, egyenes belépőéllel ami kifelé csak enyhén emelkedik. A nagy és sokáig síkban tartott főelemmel papíron ők használják ki legjobban a talaj közeli leszorítóerőt (ground effect), amihez a 3. elem többieknél nagyobb mérete is hozzájárul, azonban ez a megoldás a legérzékenyebb az áramlásleválásra menet közben. A Ferrarihoz hasonlóan a szárnyelemek a belső felük felé a legmagasabbak és szépen ívelve lejtenek kifelé, amibe még egy plusz hullám is belefér az első kerekek középvonalában. A Scuderia megoldásától eltérően viszont a szárnyvéglaphoz érve az ötödik szárnylap marad szögben, az alatta lévők viszont elcsavarodnak síkelemmé. A belső szárnycsúcsok csak közepesen mélyre nyúlnak be az Y250 tengelynél, az agresszíven kifelé ívelt dőlésállítók viszont egyértelműen a kifelé álló szárnyvéglapok irányába mutatnak. Érzésre ez a szárny sem teljesen az, amivel hétfőtől körözni fognak, lesznek ennek még trükkösebb verziói is.

Az óvatosak

mclaren_racing_p.png

McLaren – a wokingiak renderelt képein faék egyszerűségű első szárny volt látható, azonban az élő bemutatóra már eggyel fejlettebb darab került. Noha első ránézésre ez sem váltja meg a világot, de kétségkívül óvatosan követi az idei trendeket. A kételemes főlaphoz hullámos belépőél társul, ami kifelé szépen emelkedik, és egyébként a komplett szárny mind az öt eleme végig emelkedik hátrafelé haladva. A legfelső, ötödik elem bumeráng alakú és ennek megfelelően a közepe a legmagasabb, ezért kicsit lejt kifelé és a szárnyvéglaphoz érve majdnem vízszintbe is csavarodik. A belső oldalon hosszú, egymásra fedő felső elemek ívelnek lefelé, és a 3-4-5-ös elemek amúgy is komplex formát rajzolnak ki. Akárcsak a Ferrarinál, a dőlésállítók és a távtartók egy része szépen kirajzolja a hatékony részek határát a kerék belső síkjával nagyjából egyvonalban. Koncepcióját tekintve hasonló, de kevésbé agresszív formákkal operáló megoldás az előzőknél.

Racing Point – a legkevésbé „igaz” első szárny a mostanra már kanadaivá lett csapaté, hiszen kizárólag  a bemutatóra készült és az egyetlen, nyílegyenes szárnyvéglapú megoldás, ami már önmagában jelzi, hogy mennyire nem kell komolyan vennünk, amíg nem látjuk a pályára gördülő verziót. Ennek ellenére a kételemes főlap szép Y250 hullámmal indít és meredeken emelkedik a külső szélek felé. Valószínűtlenül vaskos az első és második elem és feltűnően keskeny a felső három, amelyek aztán kifelé haladva majdnem kilapulnak. A belépőél vortex-csatornája ellenére gyakorlatilag teljesen megvannak metszve a belső szárnycsúcsok, a szárnyvéglap tövében viszont spéci dőlésállítók találhatók, amik tovább préselik a levegőt a kerék külső oldala felé. Összességében még félkész verzió, de az idei irányzatok ezen is tetten érhetők.

A konzervatívok

williams_haas.png

Williams – mintha a nyári, hungaroringi teszten próbált verziót látnánk az FW42-n, és lehet, hogy nem is járok messze az igazságtól. A kételemes, kifelé alig emelkedő belépőélű első szárny szinte teljesen egyforma geometrikus elemekből áll, egyedül a 2-3. elem belső élének van némi ívelt összjátéka. A legfelső elemek belső csúcsai mélyen benyúlnak a főlap irányába, az ötödik elem vége nagyon pici, de rafinált rákollóban hajlik a negyedikre. Minden egyes elem szinte teljesen egyenes vonalban halad oldalra, változatlan dőlés és magaság mellett. A felső záróelem legtetejére mini Gurney-flap toldat került, de csak a legjobban terhelt sávban. A dőlésállítók és az egyik távtartó a kifelé nyíló szárnyvéglapot célozza, de ezek csak apróságok, az amúgy teljesen leegyszerűsített – és éppen ezért valószínűleg nem is végleges koncepción.

Haas – az elsőnek bemutatott VF-19 sem dobott nagy követ az állóvízbe, hasonlóan egyszerű első szárnyat bemutatva, éppen ezért ugyanolyan fenntartásokkal kezeljük. Kétlapos fődarab, nagyon enyhe vízszintes emelkedéssel kifelé, viszont a második elem szép nagy vortex csatorna hullámmal indít. Ez, a 2-es számú szárnyelem sokkal vaskosabb a többinél, hozzá képest filigrán 3-4-5-ös húzódik fölötte, amelyek keskeny, de ívelt formában követik, miközben nagyon hamar magasra emelkednek majd a legszélén kiegyenesednek. Az Y250 tengely mentén a szárnycsúcsok lefelé kanyarodnak és szinte összeérnek. A Williamsénél ugyan ívesebb formákkal, de a legnagyobb abszolút szárnyfelülettel operáló megoldás, ami talán inkább szólt a korai bemutató „dobjunk össze valamit” kényszeréről, mintsem a Haas legjobb megoldásáról.

A különcök

red_bull_mercedes_4.png

Red Bull – érdekes, de nem váratlan, hogy a fő sodortól leginkább eltérő megoldást éppen két élcsapat választotta, amik persze náluk is csak a kiindulási pontot jelentik. Viszont mindketten pályára is léptek már egy-egy shakedown erejéig az adott megoldással, így valós használati értékkel is bírnak.

A Red Bull kezdésnek még marad a csordával, hiszen kételemes fődarabbal operál, viszont nem is a Newey féle tervezőgárdáról lenne szó, ha megszokott módon használnák azt. A kettéosztott 1-2. elem ugyanis harántirányban van elvágva, azaz a belépőél a belső tövénél a legkeskenyebb és kifelé menet vastagszik, a kettes elem pedig a belső eredőjénél a legvastagabb és a szárnyvéglap irányában elvékonyodik. A mini vortex alagúttal induló vezérsík onnantól fölfelé ível, viszont úgy 15 cm-rel a szárnyvéglap előtt ismét lefelé indul, a többiektől eltérően kezelve a szárny tövében áramló légáramot. Ezzel együtt a 3-4-5-ös elem nagyon magasra emelkedik, egyértelműen a legmagasabbra és a legmeredekebb szögben az összes eddig bemutatott autóé közül, ráadásul a dőlésállítótól kifelé egy extra ugrás is van a magasságban, ami éppen az ellenkezője a kifelé lejtő idei trendnek. A Red Bull nemhogy méretcsökkentéssel nyerne helyett a vortexeknek a sarkok felé, hanem egyre meredekebben az égbe küldik azokat a kerék külső felén – ez különösen a legfelső, 5. elemnél szembetűnő. A belső Y250 csúcsok itt is nagyon mélyen lenyúlnak, gyakorlatilag egymás fedve képeznek egyetlen egységet.  

Mercedes – akárcsak a Renault, egyetlen főelemes szárnnyal dolgozik a Mercedes, amit nagyon szépen, harmonikusan egymásba ívelő négy szárnyelem követ. A szárnyelemek formázása miatt alulról hattyúnyak szerűen összezáró Y250 csúcsokat látunk, melyek mindegyike kanál formát képezve ívelt, ahogy maga a belépőél is. Ez utóbbi egy vortex csatornával indít a semleges zóna mellett, majd közepesen meredeken fölfelé emelkedik, hogy a végén kiegyenesedve érje el a szárnyvéglapot. A Red Bulléhoz hasonlóan felső három elem folyamatosan emelkedik hátrafelé, viszont a szárnyvéglapok nem kifelé, hanem befelé zárnak a legvégén! De nem ám az egész véglap, csupán a felső és az alsó sarka, ami a képek alapján az utolsó 10 cm-en befelé hajlik, akár egy rosszul becsukott könyv sarkai. Habár ez a befelé ívelés szembe megy a kívülre áramoltatás filozófiájával, azonban a dőlésállítók közelsége és az egész szerkezeti felépítés alapján itt egy olyan, összeszűkülő csatornába futunk, amiben a levegő további gyorsításához és megfelelő helyre irányításához éppen az ellenkező irányban pörgő vortexek kellenek. A levegő végül ugyanúgy a kerék külső oldala felé indul, de akár egy futóáramlás a természetben, még nagyobb energiával, mint alapesetben. Érdemes megnézni, hogy a szárnyvéglap belső felére szerelt, fekete színű gumihőmérséklet-szenzor éppen ennek az áramlási üvegnyaknak a közepére néz, mindkét oldalon a dőlésállítók és a behajló szárnycsücskök közé, így az arról érkező áramlás is beleszól az összképbe.

Valahogy így néz ki tehát az F1-es mérnökök válasza az idei legnagyobb szabálymódosításra, aztán hétfőtől már jöhet a puding próbája – majd az újabb és újabb módosítások, vagy akár koncepcióváltások egészen addig, ameddig csak csatában állnak az idei helyezésekért.

WG

nyitókép: xpbimages.com

A bejegyzés trackback címe:

https://webergabor.blog.hu/api/trackback/id/tr3414631910

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

Wéber Gábor

Rendszertelen időközönként itt írom ki magamból az F1 és más sportágak történéseivel kapcsolatos gondolataimat, elemzéseimet. Készülj fel, nem kétpercesek lesznek.

Friss topikok

Címkék

süti beállítások módosítása