Deprecated: Function split() is deprecated in /chroot/home/formulao/formula1tech.hu/html/con3.php on line 1004  A diffúzorok újabb generációja van születőben? | Formula1Tech Blog

Online látogatók

Ajánló

Technikai fejlesztések és megoldások: Olasz Nagydíj (2013) (2013.09.07) - A DRS és a szélárnyék-csaták kapcsolata Monzában (2013.09.06) - Gumi- és boxtaktika elemzés: Belga Nagydíj (2013) (2013.08.27) - A McLaren aerodinamikai teszttel készül Monzára (2013.08.27) - Williams Renault FW35: Parabolikus hátsó légterelő szárny (2013.08.26) - Technikai fejlesztések és megoldások: Belga Nagydíj (2013) (2013.08.24) - Ezúttal két DRS szakasz lesz a Belga Nagydíjon (2013.08.20) - Milyen előnyt jelenthet a Lotus E21 nagyobb tengelytávja Spában? (2013.08.19) - A Pirelli ismertette a szingapúri futamig használatos keverékeket (2013.08.18) - A turbós motorok és a gumiabroncsok összhangjának fontossága (2013.08.18) - Új oldalsó gyűrődési zóna lesz a 2014-es autókban (2013.08.11) - Az információtechnológia szerepe és fejlődése a Hungaroringen (2013.08.07) - F1 2014: A technikai szabálymódosítások ismertetése (2013.08.06) - A gumihőmérséklet jelentősége és figyelése a versenypályán (+Videó) (2013.08.04) - A ballaszt szerepe és alkalmazási módjai az F1-ben (2013.08.03) - Újabb érdekes megoldás a hátsó gumik hőmérsékletkontrolljára? (2013.08.02) - Hell Ring: Új versenypálya-komplexumot kaphat Magyarország (+Videó) (2013.08.02) - Az F1-es autó életciklusa a pályán kívül (Videó) (2013.08.01) - Gumi- és boxtaktika elemzés: Monacói Nagydíj (2013) (2013.05.27) - Technikai fejlesztések és megoldások: Monacói Nagydíj (2013) (2013.05.26) - Technikai követelmények: Monacói Nagydíj (2013) (2013.05.25) - A siker kulcsa az F1-ben: Az aerodinamika szerepe 2013-ban (2013.05.22) - Módosított hátsó szárnyat tesztelt a Force India Duxfordban (2013.05.21) - A két leglágyabb keverékkel készül a Pirelli Monacóra (2013.05.21) - Monacóban újra a célegyenesben lesz az előzési zóna (2013.05.21) -

A diffúzorok újabb generációja van születőben?

Add a Startlaphoz
Írta: Papp István | 2011.10.13. PDF Betűméret növelése Betűméret csökkentése Betűméret visszaállítása Megtekintés: 2,885
Diffúzor (Red Bull Racing, Japán Nagydíj, 2011)

A 2011-es szezon Japán Nagydíján egy-két csapat teljesen új kivitelű légterelő léccel látta el az autó diffúzorát. © Red Bull Racing

A 2011-es szezon Japán Nagydíján megjelent technikai fejlesztések között a diffúzor kiemelt szerepet kapott egyes csapatok esetében. A versenyautóra ható leszorító erő tekintetében fontos szerepet játszó, a padlólemez végén a hátsó légterelő szárny alatt kialakított aerodinamikai elem kilépő élének kialakítását változtatta meg többek között a Red Bull Racing alakulat mérnökcsapata.

Miután az FIA betiltotta az elmúlt években oly nagy népszerűségnek örvendett emeletes diffúzorok további használatát, a csapatok értelemszerűen igyekeztek megtalálni azt a fajta mérnöki megoldást, amellyel valamilyen szinten kompenzálni tudják a betiltásból eredő hiányosságokat. Válaszképpen született meg az idei szezonban igencsak elterjedt, kipufogógázzal fújt diffúzorok alkalmazása, amely valóban nagy hatékonysággal járul hozzá a versenyautó aerodinamikai jellemzőinek javításához.

Ez a fajta megoldás nem más, mint hogy a kipufogórendszer végződését oly módon alakítják ki, hogy a rendszerből távozó forró égésterméket a diffúzor alá vezetik, és a meleg levegő aerodinamikai jellemzőit kihasználva fokozni lehet ezáltal a diffúzor alatt kialakuló szívóhatást. A Lotus Renault GP ezt a feladatot egyedi módon úgy oldotta meg – bár mára egyértelművé vált számukra, hogy az általuk alkalmazott technikai megoldás nem hozta meg a várva várt előnyöket -, hogy az előrevezetett kipufogórendszerükkel az oldaldoboz előtt áramoltatják be a meleg levegőt az autó alá, aminek nagy része menet közben végighalad a padlólemez alatt egészen a diffúzorig. A csapatok többsége azonban nem ezt a megoldást adaptálta az autókba, és sokkal inkább a kipufogó végződése az oldaldoboz hátsó részén, a hátsó kerékfelfüggesztő karok alatt, a padlólemezen végigvezetve jelent meg. Ennek eredményeképpen pedig a távozó forró égéstermék a hátsó kerék belső fala mellett, majd a diffúzoron kialakított nyílásokon keresztül annak oldalsó légkamráiba áramlik, ami a meleg levegő fentiekben említett aerodinamikai előnyei révén fejt ki leszorító erő növelést az autó hátsó traktusára nézve.

A kipufogórendszerek taglalását követően azonban kanyarodjunk vissza a bejegyzés fő témájához, a továbbfejlesztett diffúzorhoz. A Formula-1-ben egyáltalán nem ismeretlen az ún. légterelő lécek, vagy angol nevén „Gurney flap”-nek nevezett kiegészítők alkalmazása, amelyeket leginkább a versenyautó első- és hátsó légterelő szárnyain szoktak elhelyezni. Ezeket az aerodinamikai kiegészítőket általában ragasztani szokták az érintett felületekre, mint például a szárnyak kilépő éleire. A diffúzor esetében ez viszont kissé másképpen néz ki, hiszen az egybefüggő szerkezeti egységet alkot magával a diffúzorral.

 

Mi is az a „Gurney flap”?

Dan Gurney, a 'Gurney flap' kitalálója

A mai modern Formula-1-es autókon alkalmazott légterelő léc kitalálója, az autóversenyzőként és csapatvezetőként is ismert Dan Gurney. Forrás: Google

A Formula-1-es versenyautókon alkalmazott aerodinamikai kiegészítő, a „Gurney flap”, a híres egykori autóversenyzőről, Dan Gurney-ről kapta a nevét. A légterelő szárny kilépő élén elhelyezett perem segítségével a szárnyra nagyobb leszorító erő hat. Gurney volt az a pilóta, aki először tapasztalhatta ki a később róla elnevezett kiegészítő pozitív hatását, miszerint a pálya kanyarjaiban nagyobb sebességet volt képes elérni, miközben az egyenes szakaszokon is kellő tempót tudott teljesíteni.

A légterelő léc versenyautóra történt első applikálására 1971-ben került sor, miután Dan Gurney abbahagyta a versenyzést, és megkezdte a saját csapatának menedzselését. Bobby Unser volt az a pilóta, aki tesztelhette a Gurney által tervezett konstrukciót a Phoenix International Raceway versenypályán, és az első tapasztalatai alapján nem éppen kedvező visszajelzéseket adott munkaadójának. Éppen ezért Gurney rá volt kényszerítve arra, hogy még a versenyidőszak előtt kitaláljon valamit, hogy pilótája megfelelő teljesítményt legyen képes produkálni az autóval.

Ezt követően született meg a döntés a részéről, hogy kiegészítő légterelőt helyez el a hátsó légterelő szárny kilépő élén. A korabeli feljegyzések szerint az alig egy-két óra alatt készített kiegészítőkkel ellátott autóval Unser tesztkörei továbbra sem alakultak valami fényesen, mivel az autóra ható aerodinamikai leszorító erő nagyságának elégtelensége miatt autója alulkormányozottan viselkedett. Ennek megoldására Gurney úgy gondolta, hogy az autó első légterelő szárnyára is felhelyez egyet-egyet a szóban forgó légterelő lécekből.

Miután az így módosított autóval Unser újra a pályára gördült, nagymértékű javulást észlelt az autó sebességét és tapadását illetően. Az első versenyen azonnal szembetűnő volt az ellenfeleknek az, hogy Gurney-ék jóval nagyobb menetstabilitást képesek elérni a kanyarokban is, ami egyúttal nagyobb sebesség elérését is jelentette számukra, így természetesen megpróbálták megtudni, mi áll ennek a hátterében. Gurney viccesen azt mondta a szárnyak kilépő élére feltett függőleges légterelő idomokról, hogy azok csak azért vannak ott, hogy ne legyen olyan éles a szárny kilépő éle, és ne vágja el a kezét, miközben tolja az autót a boxban.

Mindezek után Gurney éveken keresztül alkalmazta az általa felfedezett kiegészítőt, mire mások számára is nyilvánvalóvá vált annak valódi jelentősége. Később elárulta titkát egy aerodinamikai szakembernek, Bob Liebecknek, aki a Douglas Aircraft Company vállalatnál dolgozott tervezőként. A szakember célirányos áramlástani teszteket kezdett végezni, melynek eredményeképpen bebizonyosodott az egykori autóversenyző és csapattulajdonos zseniális megoldásának valódi szerepe, amit végül Liebeck ruházott fel a mai napig is használatos a „Gurnay flap” névvel.

 

Mire jó mindez valójában?

Diffúzor (Brawn GP, 2010.01.09)

A tavalyi szezonban oly nagy népszerűségnek örvendett, de mára tiltólistára került a duplafedeles diffúzor. © Brawn GP

Annak ellenére, hogy a fentiekben említett alkalmazási módokban van különbség, a szóban forgó légterelő lécek aerodinamikai hatása, illetve a felhasználásuk célja teljes mértékben megegyezik. Ez pedig nem más a diffúzorok esetében, mint hogy annak hátsó élén függőlegesen kialakított peremezés révén a diffúzor felett és mögötte kisebb nyomású teret hozzanak létre. A diffúzorok tekintetében ez a függőleges elhelyezésű légterelő léc alkalmazása a legelterjedtebb, miután az FIA igen szigorú szabályozást ír elő a diffúzorok kialakításával kapcsolatban.

Természetesen jobb aerodinamikai előnyöket lehetne elérni, ha a légterelő léc méretét megnövelnék (persze ennek is van egy felső határa), de mivel a technikai szabályzat pontosan meghatározza a diffúzor függőleges irányú kiterjedésének maximális értékét, valamint a korábbi évben oly nagy népszerűségnek örvendett dupla diffúzorok betiltása miatt tilos minden egyéb kiegészítő légcsatorna kialakítása ezen a területen, a csapatoknak más, legális megoldást kell átültetni a gyakorlatba.

A diffúzor voltaképpen a versenyautó padlólemezének meghosszabbításaként is felfogható, amelynek feladata nem más, mint hogy az autó alatt átáramló levegő sebességét felgyorsítsa, miközben a padlólemez és a pálya aszfaltja között kisebb légnyomás alakuljon ki, ami pedig az autóra nézve további aerodinamikai leszorító erőt eredményez. A szigorú szabályozások miatt tehát a csapatok nem növelhetik meg a padlólemez és a diffúzor geometriai méreteit, hogy ezáltal jobb aerodinamikai teljesítményt tudjanak generálni, ezért olyan más műszaki megoldást kell eszközölni, amely a kívánt hatásokat eredményezi.

Diffúzor (McLaren Mercedes, Barcelona teszt, 2011.02.20)

A McLaren Mercedes MP4-26-os diffúzorán függőleges irányban elhelyezett „Gurney flap”. © Vodafone McLaren Mercedes

Milyen fizikai hatást kell tehát elérni? A válasz meglehetősen egyszerűnek tűnhet, bár annak műszaki megvalósítása, ismerve a regulákban megadott limitációkat, már korántsem olyan egyszerű. A padlólemezt olyan belépő éllel kell ellátni, amely a padlólemez előtt növeli a nyomást, a kilépő él mögött viszont ennél kisebb nyomásviszonyoknak kell kialakulnia. Ez ugyanis az alapja annak, hogy a padlólemez és a diffúzor alatt megfelelő áramlások alakuljanak ki.

A szabályozás miatt tehát a függőleges elhelyezésű légterelő léccel a csapatok maximálisan kihasználják a diffúzor megengedett függőleges irányú kiterjedésének mértékét, amelyet az autó alatt lévő referencia síktól számítanak. Éppen ezért a légterelő léc adta magasságon belül kell, hogy maradjanak a mérnökök, bármilyen más megoldást is akarnak alkalmazni. A légterelő léc használatával az általa meghatározott területen, az autó mögött ellenirányú, örvénylő légáramlatok alakulnak ki, ami segít a megfelelő, kis légnyomás kialakításához.

A légterelő léc csakis a diffúzor feletti részben képes kifejteni aerodinamikai előnyét, míg a csapatok mérnökeinek a legfőbb célja az, hogy a diffúzor feletti nyomásértéket az igényeknek megfelelően maximalizálják. Természetesen nem lehetne a végletekig növelni a légterelő léc méretét – és ez nemcsak a technikai szabályok korlátozása miatt mondható el -, hiszen a túlságosan szélesre gyártott légterelő elem hatására teljesen más áramlásképpel rendelkező, ún. kettős spirálvonalú áramlásleválás alakulna ki a légterelő léc mögött, ami pedig növelné az ott kialakuló nyomásviszonyokat. Ez pedig azt jelentené, hogy a diffúzor alatt és felett elhaladó légáramlatok közötti nyomáskülönbség csökkenne – az autó alól kilépő légáramlatok nyomása nagyobbá válna -, ami pedig a diffúzor által keltett leszorító erő gyengüléséhez vezetne.

 

Akkor most melyik a jó megoldás?

Diffúzor (Red Bull Racing, Japán Nagydíj, 2011)

Az RB7-es konstrukció diffúzorán egy szárnyprofilhoz hasonlítható, döntött helyzetű légterelő léc kapott helyet a 2011-es év Japán Nagydíján. © Red Bull Racing

A csapatok tehát a jelenlegi technikai megoldásokkal elérkeztek a diffúzor által elérhető aerodinamikai hatékonyság felső határára, és elkezdtek egy teljesen új műszaki megoldást, az előzőleg ismertetett légterelő léc perforált változatát alkalmazni. Ez a kivitel az előzőekben említett változathoz hasonlóan szintén a diffúzor kilépő élén, függőleges irányban került elhelyezésre, de a diffúzor és a légterelő léc találkozásánál több ponton réseket alakítottak ki. Ezeknek a réseknek a jelentősége pedig nem más, mint hogy a légterelő léc mögött ún. ellenirányú örvénylést állítanak elő, amely aerodinamikailag úgy viselkedett, mintha egy nagyobb kimeneti nyílással ellátott diffúzor lenne az autó alatt, amely ezzel nagyobb leszorító erőt képes előállítani.

Az előzőleg említett perforált kivitelt egyes csapatok – mint például a Red Bull Racing és a McLaren Mercedes – autóin kezdte egy ennél újabb műszaki megoldás leváltani. A módosítás révén tulajdonképpen a perforált, függőleges kialakítású légterelő léc helyett egy leginkább szárnyprofilhoz hasonlítható keresztmetszettel rendelkező, és működéséből eredően sokkal inkább egy szárnyhoz hasonlítható profil jelent meg. A diffúzor kilépő élén elhelyezett profilnak köszönhetően megszűnik a légterelő léc mögött az előző változatok használatával tapasztalt örvénylések kialakulása, aminek köszönhetően a diffúzor alatt elhaladó légáramlatok nyomása csökken a diffúzor felett elhaladó légáramlatok javára, fokozva ezzel az autó alatt kialakuló szívóhatást. Az újítás további érdekessége, hogy a Red Bull Renault RB7-es autók esetében használt diffúzorokon, azok oldalsó falán is hasonló kialakítású légterelő léc került elhelyezésre, tovább fokozva a kipufogóval fújt diffúzor aerodinamikai hatékonyságát.

 

Azt hiszem ez az aprócska, ám annál nagyobb jelentőséggel bíró fejlesztés már a 2012-es évre szánt aerodinamikai megoldás előhírnöke is egyben. Nem kizárt annak az előfordulása sem, hogy a függőleges kialakítás helyett hátrafelé döntött légterelő profil szélesebb kivitelben fog majd visszaköszönni a jövő évi konstrukciókon, és nemcsak a diffúzor kilépő éle, hanem annak oldalsó falai mentén is. Mindez természetesen kihatással lehet majd az autók aszimmetrikus hasmagasságára, vagy az autók oldalsó kocsiszekrényével elérhető aerodinamikai jellemzőkre is. Azt azonban nem tudhatjuk pontosan, milyen műszaki megoldásokkal állnak majd elő a csapatok 2012-ben, ezért egyelőre a feltételezések és a találgatások maradnak számunkra. Ami viszont biztos, hogy a fejlődés nem állhat meg.

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 5.0/5 (2 votes cast)
VN:F [1.9.22_1171]
Rating: +1 (from 1 vote)
A diffúzorok újabb generációja van születőben?, 5.0 out of 5 based on 2 ratings


Címkék: , , , , , , , ,


Ajánld a cikket ismerőseid számára:

Megosztás:
  • email
  • Facebook
  • Twitter
  • Tumblr
  • del.icio.us
  • LinkedIn
  • Posterous
  • Google Buzz
  • Google Bookmarks
  • Identi.ca
  • FriendFeed
  • Propeller
  • RSS

Hozzászólások (0)

Szólj hozzá...

* A mezők kitöltése kötelező!

*

Top
Dear F1 Fan,

You can translate the blog content to the next languages.

If you can't find your language below, please send me an e-mail to the istvan.papp[at]formula1tech.hu ([at]=@). Thank you for your cooperation.

Have a good reading!

Bye,
István Papp

Translator


Kedves Látogató!

Iratkozz fel a Formula1Tech Blog blogértesítő szolgáltatására, és minden egyes új bejegyzést meg fogsz kapni az e-mail postafiókodba.

Ehhez nem kell mást tenned, csak kattints az alábbi nyomógombra, és töltsd ki a kezdő oldal alján található regisztrációs lapot.

Köszönettel,
Papp István

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * Dear Visitor,

Please subscribe to the Formula1Tech Blog newsletter, and you will get every new post delivered to your Inbox.

Just click to the button below and fill the registration form at the bottom of the home page.

Thank you,
István Papp

Ajnlom figyelmedbe a korbbi bejegyzseket:
Pálya animáció (Koreai Nagydíj, 2011)
Pálya animáció: Koreai Nagydíj, 2011 (Videó)

A Formula-1 mezőnye immáron második alkalommal látogat el Dél-Koreába, miután a 2010-es szezonban mutatkozhatott be először a futamnak otthont adó,...

Előzési zóna (Koreai Nagydíj, 2011)
Meghatározták a koreai pálya előzési zónáját

A suzukai futamot követő héten megrendezésre kerülő Koreai Nagydíjra vonatkozóan meghatározta az FIA a pálya azon szakaszát, ahol a pilóták...

Első légterelő szárny (Sauber F1 Team, Japán Nagydíj, 2011)
Sauber Ferrari C30: Extra kivágás és módosított belépő él az első szárnyon

A Japán Nagydíj helyszínéül szolgáló suzukai versenypálya vonalvezetéséből adódóan a nagy sebességgel teljesíthető kanyarok és lassítók kapcsán gyors irányváltoztatásokra kényszeríti...

Close