Deprecated: Function split() is deprecated in /chroot/home/formulao/formula1tech.hu/html/con3.php on line 1004  A padlólemez flexibilitásának vizsgálata | 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 padlólemez flexibilitásának vizsgálata

Add a Startlaphoz
Írta: Papp István | 2012.04.28. PDF Betűméret növelése Betűméret csökkentése Betűméret visszaállítása Megtekintés: 3,123
A padlólemez flexibilitásának vizsgálata (Ferrari, Bahreini Nagydíj, 2012)

2000N-os terheléssel vizsgálják a Formula-1-es versenyautó splitterének függőleges irányú elhajlását. © Sutton Images

A Formula-1-es versenyautók megfelelő menettulajdonságaihoz nem elegendő egy jól megtervezett és kialakított, kifogástalan nyomatékviszonyokkal és jó végsebesség elérését lehetővé tevő motor. A jelenlegi F1-es konstrukciókban lévő V8-as erőforrásban rejlő adottságok hatékony felhasználásához ugyanis elengedhetetlen tényező, hogy a bennük rejlő hatalmas erőt, illetve mozgási energiát megfelelő módon át is kell vinni a kerekeken keresztül a pálya aszfaltjára.

A versenyautó motorja, valamint erőátviteli rendszere által közvetített nyomaték megfelelő módon történő hasznosítása elképzelhetetlen lenne az aerodinamika tudománya nélkül. A Formula-1-es négykerekűek az elmúlt évtizedek alatt hatalmas átalakuláson mentek keresztül, és rendkívül szerteágazó aerodinamikai megoldásokat sorakoztattak fel az aktuális kor mérnökei. Egyes aerodinamikai elemek – mint például az első légterelő szárny – az átáramló levegő által kialakuló nyomáskülönbségből adódóan keletkező aerodinamikai terhelés hatására deformálódnak, illetve elhajlanak, amely a csökkentett légellenállási tényezőnek köszönhetően nagyobb sebesség elérését teszi lehetővé.

Ugyanez a jelenség figyelhető meg a Formula-1-es versenyautó padlólemezével, egészen pontosan az orrkúp alá nyúló szakaszával kapcsolatban is, amelyet angol szakszóval splitternek, T-tray-nek, vagy Bib-nek is szoktak nevezni. (Mivel erre az elemre vonatkozóan egyértelmű magyar elnevezést nem igazán lehet találni, ezért a továbbiakban a splitter használatára kerül sor) Az aerodinamikai terhelésből adódó flexibilitást és az ebből adódó előnyöket azonban a csapatok nem aknázhatják ki korlátlan módon, hiszen mint minden egyes technikai sportban, úgy a Formula-1-ben is szigorú technikai szabályzatban korlátozzák a versenyautók aerodinamikai kialakítását.

Az F1-es versenyautók első légterelő szárnyának flexibilitását érintő vizsgálati módszer már egy korábbi bejegyzésben ismertetésre került, így annak mintájára ezúttal a padlólemez rugalmasságának ellenőrzése kerül bemutatásra.

 

A padlólemez és a splitter ismertetése

A splitter kialakítása (Ferrari, Bahreini Nagydíj, 2012)

A Ferrari F2012 padlólemezének előrenyúló szakasza (splitter), amely alatt lévő high tech laminát kopása nem haladhatja meg az 1mm-t. © Sutton Images

A Formula-1-es versenyautó padlólemeze voltaképpen nem más, mint az autó hordozóeleme, amelyre az összes többi jelentős alkotóelem fel van építve. A különböző szabályoknak való megfelelés mellett az autók padlólemezének megjelenése csapatonként többé-kevésbé megegyezik, de természetesen azért felfedezhetőek különbségek is. Ez utóbbi tekintetben például a Red Bull Renault RB8-as konstrukciókat is meg lehet említeni, ahol a KERS működtetéséhez alkalmazott kondenzátor-telepek is a padlólemezen kerültek elhelyezésre.

Az F1-es autó legalacsonyabb pontjának számító padlólemezt referenciasíknak is nevezik, és a Nemzetközi Automobil Szövetség által összeállított és alkalmazott technikai szabályzatban lévő minden egyes függőleges irányú méretet ehhez képest határoznak meg. A teljesség kedvéért azonban érdemes említést tenni arról is, hogy a versenyautó oldalsó részéhez viszonyítva van egy másik referenciafelület is, amely az előzőleg említett síkhoz képest feljebb helyezkedik el.

A Formula-1-et figyelemmel kísérők számára minden bizonnyal nem ismeretlen, hogy az FIA a technikai szabályokban elvégzett, a versenyautók aerodinamikáját érintő módosításokkal az elérhető leszorító erő nagyságát kívánták, illetve kívánják jelenleg is csökkenteni. Ehhez tartozik a 90-es években bevezetett azon módosítás is, melynek értelmében a mai nap is használatos padlólemezeknek csakis a középső szakasza, vagyis a versenyautó hosszanti szimmetriatengelyétől mért, nagyjából 150-150mm-es sáv lehessen legközelebb a pálya felületéhez, és ebből adódóan a padlólemez ezen területének két szélének magasabb kialakítást kell kapnia.

Az FIA által alkalmazott elmélet szerint a versenyzőnek helyet biztosító pilótafülke alsó része egészen a padlólemezig, és annak végéig terjed. Éppen ezért minden egyes csapatnak úgy kell elkészíteni a padlólemez elülső részét, hogy felülről nézve az megfeleljen a pilótafülke formájának, mindamellett, hogy a padlólemez ezen része mindössze csak egy tartókonzollal kapcsolódik a monocoque-hoz. Ezt a területet, vagyis a padlólemez előrenyúló részét – amely felett tulajdonképpen egy üres terület kerül kialakításra – nevezzük splitternek.

A padlólemez elülső részének jelentős aerodinamikai szerepe van. Kialakításából adódóan ugyanis befolyásolható a padlólemez alá és fölé áramló levegő aránya, és a splitter megfelelő peremezésével pedig fokozni lehet a padlólemez felett elhaladó légáramlatok által kifejtett nyomás nagyságát is. Mindamellett tehát, hogy a splitter befolyásolja az oldaldoboz irányába a padlólemez felett elhaladó, és az oldaldoboz mentén az autó mögött kilépő levegő mennyiségét, fontos szerepet játszik az autó elülső részének viselkedésével kapcsolatban is. A splitter felett kialakuló pozitív nyomásviszonyok hatására ugyanis az autó elülső része lefelé billen, vagyis a hasmagasság ezirányú kontrollálása révén kialakuló úgynevezett „bólintás” révén kedvezőbb aerodinamikai leszorító erőt lehet elérni.

Az első légterelő szárny magasabb pontra történő építése miatt azonban kerülni kell annak az előfordulását, hogy a splitter az aerodinamikai terhelés hatására túlzott mértékben megközelítse az aszfaltot, mert a nagyobb sebességet követő intenzív fékezés esetén könnyedén előfordulhat, hogy a splitter érinti a pálya felületét. Ennek következménye pedig az, hogy a padlólemez alatt lévő 300mm szélesés 10mm vastag rátét (high tech laminát, illetve falemez) kopni fog. A technikai szabályzatnak megfelelően azonban a rátét lemezen furatokkal jelzett mérőpontoknál a verseny végén elvégzett tesztek során tapasztalt kopás mértéke nem haladhatja meg az 1mm-t.

A Formula-1-es autó alatt lévő laminát (2012)A Formula-1-es versenyautó alatt lévő high tech laminát

 

A splitter flexibilitásának jelentősége és mérése

A padlólemez flexibilitásának vizsgálata (Ferrari, Bahreini Nagydíj, 2012)

SLS095 lineáris potenciométeres abszolút útmérő és mérlegcella alkalmazása segíti a splitter rugalmasságának ellenőrzését. © Sutton Images

A csapatoknak tehát meg kell találni azt az arany középutat, amelynek segítségével úgy képesek a splitterrel megfelelő mértékű leszorító erőt elállítani, hogy eközben ne kopjon túlzott mértékben az alatta lévő rátét lemez. Ennek leginkább kézenfekvő módja az lenne, ha a splitter rugalmasságát úgy alakítanák ki, hogy az a kellő pillanatban felfelé el tudjon hajolni. Ez azonban nem hajtható végre korlátlan módon, hiszen az FIA meglehetősen szűk határok közé szorítja a splitter megengedett flexibilitásának mértékét.

De hogyan is ellenőrzik a padlólemez előrenyúló szakaszának rugalmasságát? Kezdetben a splitter belépő élénél a versenyautó szimmetriatengelyének vonalában alulról felfelé irányuló 100kg-os terhelést alkalmaztak, melynek hatására a splitter elhajlása nem haladhatta meg az 5mm-es határértéket. A 2007-es évben azonban az FIA tovább szigorította a splitter flexibilitásával szembeni elvárását, amikor a Ferrari egy olyan speciális, rugóerő ellenében működő mechanizmust épített be a splitter és a monocoque közé, amelynek hatására a rugalmassági tesztek megfelelő eredménnyel zárultak ugyan, de a pályán történő száguldás közben keletkező nagyobb terhelés hatására viszont a splitter a megengedett 5mm-nél nagyobb elhajlást produkált.

Az esetet követően a Nemzetközi Automobil Szövetség kettős szigorítást vezetett be a Formula-1 technikai szabálykönyvében. Ennek megfelelően egyrészt az előzőleg említett 1000N-os terhelés helyett mára 2000N-os igénybevételt alkalmaznak a rugalmassági tesztek alkalmával, másfelől pedig ezt nemcsak a fentiekben is említett középvonal mentén teszik meg, hanem úgynevezett offset terhelési vizsgálatot is végeznek. Ez pedig egészen pontosan azt jelenti, hogy szimmetriatengely mellett mindkét oldalt megvizsgálják a splitter rugalmasságát, vagyis a splitter teljes keresztmetszetére vonatkozóan kell érteni a maximálisan megengedett 5mm-es elhajlást.

A splitter flexibilitásának vizsgálatát a Bahreini Nagydíjon készített, a Ferrari F2012-es konstrukciót bemutató fotón keresztül meg lehet figyelni. A padlólemez előrenyúló szakasza és a felette lévő monocoque között egy úgynevezett abszolút lineáris útmérő van beépítve a vizsgálat idejére. A splitter és az alatta lévő rátét lemez alatt pedig egy mérlegcella, valamint egy speciális tartókonzollal rögzített hidraulikus munkahenger található.

A Penny+Giles által gyártott SLS095 típusú útadó kimenetén a terhelés hatására következő elhajlás mértékétől függően folyamatosan a tényleges pozíciónak megfelelő adat jelenik meg. A mérés sajátosságaként említhető, hogy a folyamat során nem szükséges az inkrementális mérőrendszereknél elengedhetetlen referenciapont rögzítése, amely tulajdonképpen kalibrálja az adott útmérőt, megkönnyítve ezzel a mérési eljárást.

Az SLS095 lineáris potenciométeres abszolút útmérő egy olyan szenzor, amely a teszt során alkalmazott 2000N-os terhelés hatására előidézett splitter elmozdulás következtében az elmozdulással arányos ellenállásértéket állít elő. Abban az esetben, ha a lineáris potenciométert szenzorként kezeljük, akkor legtöbb esetben nem egyszerű ellenállásként, hanem sokkal inkább feszültségosztóként szokás használni.

 

A Formula-1-ben használatos lineáris abszolút útmérő az alábbi fő részekből tevődik össze:

  • Extrudált alumínium tokozat
  • Ellenálláspálya, amelynek az anyaga általában egy hordozóra felvitt vastagréteg-vezető műanyag (vagy típustól függően kerámiahordozóra tekercselt ellenálláshuzal is lehet)
  • Speciális fémötvözetből készített csúszka
  • Rozsdamentes anyagból készített működtető tengely, amely nem más, mint egy tengelyirányú rúd
  • A működtető tengely csapágyazása
  • Elektromos csatlakozók

 

 

A lineáris potenciométeres útmérőben lévő ellenálláspálya gyakorlatilag nem más, mint egy flexibilis poliamid film hordozóra felvitt, elektromosan vezető, és nem utolsó sorban a fémekhez képest jelentős ellenállással rendelkező anyag, amelyet a gyártást követően lézeres úton finomhangolnak. Az útmérő által meghatározott pálya mindkét végére szitanyomás segítségével fémesen vezető anyagot visznek fel az ellenállásrétegre, ahol megtörténik a kivezető csatlakozók rögzítése is.

Az SLS095 lineáris abszolút útmérőben alkalmazott vezető műanyagos (vastagréteg) ellenálláspályának köszönhetően a mérés pontossága jobb, mivel a felbontást semmiféle szerkezeti tulajdonság nem korlátozza, és az anyag kopásállósága pedig hosszú élettartamot tesz lehetővé.

A Formula-1-ben a splitter flexibilitásának vizsgálatára rendszeresített SLS095-ös típusú lineáris abszolút útmérő kompakt kialakítása mellett maximális teljesítményre van tervezve. Az extrudált alumínium tokozat külső átmérője 9.5mm, és az általa elérhető lökethossz 10…100mm közé tehető. A mérőszenzor meglehetősen kis méretéből adódóan az F1-en kívül kiválóan alkalmazható még a robottechnikában, orvosi műszerekben és nem utolsó sorban az autó- és motorsport egyéb kategóriáiban is. A kevesebb, mint 0.01mm-es hiszterézissel rendelkező útadó működtető elemének (dugattyú) maximális mozgási sebessége pedig 2.5m/s lehet.

Visszatérve tehát a splitter rugalmasságának vizsgálatához, nézzük meg az Ferrari F2012-őn alkalmazott megoldást. A fentiekben ismertetett SLS095-ös lineáris abszolút útmérő (kék színű henger) a splitter és a felette lévő monocoque között kerül elhelyezésre, míg a splitter és az alatta lévő rátét lemez alatt pedig egy mérlegcella található. Egy speciális tartókonzolt rögzítenek az autó köré, amely egy hidraulikus úton működtetett munkahengert tartalmaz. Ennek segítségével valósítható meg a flexibilitás ellenőrzéséhez előírt 2000N-os erő előállítása, amelynek aktuális értéke a mérlegcella és a hozzá kapcsolódó mérő-, illetve mérlegműszer segítségével ellenőrizhető, miközben a lineáris útadó kimenetén megjelenő mért paraméter segítségével ellenőrizhető az elhajlás nagysága. A tartókonzol kialakításának köszönhetően a munkahenger a versenyautó szimmetriatengelyére nézve merőlegesen elmozdítható, amelynek köszönhetően egyrészt az autó tengelyvonalában, másrészt pedig annak mindkét szélén, az offset vizsgálati módszernek köszönhetően a splitter teljes keresztmetszetére vonatkozóan ellenőrzésre kerül annak elhajlása, amely nem haladhatja meg a korábban is említett 5mm-es értéket. Az így összeállított konfiguráció, illetve vizsgálati módszer segítségével tehát az alkalmazott terhelés mértékéhez viszonyított elmozdulás nagysága állapítható meg, ami a splitter esetében annak függőleges irányú elhajlását jelenti.

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 5.0/5 (1 vote cast)
VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 0 (from 0 votes)
A padlólemez flexibilitásának vizsgálata, 5.0 out of 5 based on 1 rating


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:
Az FIA újabb pilótafülke védelmi rendszert tesztelt (2012.04.26)
Az FIA újabb pilótafülke védelmi rendszert tesztelt (+Videó)

A Formula-1 biztonsága mindig is kulcsfontosságú szereppel bírt, így a Nemzetközi Automobil Szövetség, illetve az erre szakosodott szervezetek folyamatosan dolgoznak...

Williams F1 KERS a londoni buszokhoz (2012.04.17)
F1-es technológia a tömegközlekedésben

Napjainkban egyre inkább előtérbe kerülnek az olyan fogalmak, mint a környezettudatosság és az energiatakarékosság. Ezen témakörök azonban nemcsak a hétköznapi...

Romain Grosjean (Lotus, Bahreini Nagydíj, 2012)
Gumi- és boxtaktika elemzés: Bahreini Nagydíj (2012)

Két év elteltével a Formula-1-es vándorcirkusz újra visszatérhetett Bahreinbe, ahol a híres német építész, Hermann Tilke által tervezett aszfaltcsíkon mérhette...

Close