Deprecated: Function split() is deprecated in /chroot/home/formulao/formula1tech.hu/html/con3.php on line 1004  Az F1-es hajtótengely és a Magnus-effektus összefüggései | 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) -

Az F1-es hajtótengely és a Magnus-effektus összefüggései

Add a Startlaphoz
Írta: Papp István | 2013.02.11. PDF Betűméret növelése Betűméret csökkentése Betűméret visszaállítása Megtekintés: 3,009
McLaren Mercedes MP4-28 hátsó kerékfelfüggesztés (McLaren, Woking, 2013.01.31)

A Red Bull Racing műszaki megoldását követve a McLaren Mercedes MP4-28-as autó hajtótengelye egy különleges burkolatot kapott (Fotó: Vodafone McLaren Mercedes)

A Formula-1 2012-es szezonja több tekintetben is emlékezetessé vált a száguldó cirkuszt figyelemmel kísérők számára. Technikai szempontból a DRS mechanizmus használatával összefüggő aerodinamikai fejlesztések és a hátsó légterelő szárny befúvásával manipulált aerodinamikai hatékonyság biztosítása mellett a csapatok továbbra is nagy hangsúlyt fektettek a kipufogórendszerrel segített diffúzor megvalósítására. Ennek eredményeképpen a 2013-as évre szinte már mindennapos szóhasználattá vált az F1-ben a Coanda-kipufogó elnevezés, amely a puszta szóhasználat mellett annak működésében jelentős szerepet játszó, az aerodinamikai szakemberek körében jól ismert Coanda-effektust voltaképpen meghonosította a Formula-1-ben.

 

A szezon előtti jerezi tesztsorozaton felsorakoztatott kipufogórendszerek egyértelműen mutatják, hogy a csapatok felismerték a Coanda-kipufogókban rejlő aerodinamikai lehetőségeket, amely segítségével igyekeznek pótolni a versenyautó hátsó területén elszenvedett azon aerodinamikai leszorító erő vesztést, amelyet a 2012-re betiltott, a kipufogórendszerrel befújt diffúzorok kötelező mellőzése eredményezett a számukra. A mérnökök azonban továbbra is keresik azokat a műszaki megoldásokat, amelyek a technikai szabályzat adta korlátokon belül maradva segít a minél jobb menetteljesítményre képes konstrukció megalkotásában.

 

Az autók hátsó traktusának megfelelő menetstabilitása érdekében tehát tovább folyik a harc a tervezőasztalok mögött is, hiszen a csapatok mérnökei mindamellett, hogy igyekeznek saját maguk innovatív jellegű újításaival is az ellenfelek elé kerülni, mindvégig figyelemmel kísérik a riválisok által alkalmazott megoldásokat.

 

Szemügyre véve a 2013-as évre megépített Formula-1-es versenyautókat, látható, hogy egy újabb trend van kialakulóban. A Red Bull Racing csapat már az RB5-ös konstrukciója óta alkalmazza azt a fajta megoldást, amellyel a hátsó kerékfelfüggesztési rendszer alsó lengőkarja többé-kevésbé beburkolja az autó hajtótengelyét is. Az idei évre már a Ferrari, a McLaren, a Force India, a Sauber, a Lotus és nem utolsó sorban a Mercedes csapatok is átvették ezt a fajta műszaki megoldást. Ennek a kivitele azonban jóval komplexebb nézőpontot kíván annál, mintsem nemes egyszerűséggel egy burkolati elem alá rejtsék a szóban forgó hajtótengelyt. A mérnököknek ugyanis nemcsak aerodinamikai, hanem mechanikai szempontból is alaposan meg kellett vizsgálni a módosítás hatásait, melynek eredményeképpen kissé magasabb pontra került a lengőkar és a sebességváltó csatlakozási pontja. Ezt azonban úgy kellett véghezvinni, hogy a megváltozott futómű-geometria ne jelentsen negatív hatást a mechanikai tapadás mellett a Pirelli gumiabroncsok termikus igénybevételével együtt járó felületi degradációra sem.

 

A Formula-1-es versenyautók megtervezésénél korántsem az esztétikum van elsődleges helyen, így a szóban forgó területen elvégzett fejlesztéseket sem ez a szempont vezérelte. A hajtótengely beburkolása közvetlen módon korántsem hoz jelentős mértékű aerodinamikai előnyt, viszont az általa elért hatás kiegészülve a Coanda-kipufogóval elérhető aerodinamikai előnyökkel, már arra predesztinálja mindezt, hogy a tized- és ezredmásodpercekért folytatott fejlesztési háborúban igen is fel kell használni minden egyes aerodinamikai törvényszerűséget, aminek segítségével javítani lehet az elérhető köridőkön.

 

De vajon milyen aerodinamikai törvényszerűség jöhet szóba egy Formula-1-es versenyautó hajtótengelyével kapcsolatban? Az autók kipufogórendszerénél megismert Coanda-effektust követően máris itt a következő fogalom: a Magnus-effektus.

 

Annak ellenére, hogy a hajtótengely körül lévő felfüggesztő karok jelenléte miatt nem beszélhetünk homogén áramlási térről, a Magnus-effektus elvének magyarázatát mégis ettől az ideális állapottól érdemes kezdeni. Abban az esetben tehát, ha az áramló levegő akadálymentesen képes haladni, akkor elméletileg egy párhuzamos áramlásképről beszélhetünk. Ha ennek a homogén áramlásképnek az útjába egy hengeres testet, történetesen az F1-es versenyautó hajtótengelyét helyezzük, akkor a tengely felülete mentén, alatta és felette szimmetrikus áramláseloszlás alakul ki. A versenyautó haladása során azonban a hajtótengely forgó mozgást végez, amelynek hatására az előzőekben leírt áramláskép tovább módosul, amit a lengőkarokról leváló légáramlatok tovább alakítanak.

 

A hajtótengely vizsgálata (Williams, Európa Nagydíj, 2011)

Jól láthatóak a Williams FW33-as autó esetében a szabadon lévő hajtótengelyek (Fotó: AT&T Williams)

A hajtótengely forgása közben a levegő és a tengely között súrlódás jön létre, és a forgó tengely a vele érintkező levegőrészecskéket a határréteg tartományán belül cirkulációs áramlásra kényszeríti. A tengely alatt és felett a forgás miatt ellentétes irányú cirkuláció alakul ki, a tengely felett az áramlás irányával megegyező, alatta pedig azzal ellenkező lesz. Ennek következtében a hajtótengely körül kialakuló áramláskép aszimmetrikus eloszlást mutat. A tengely felett sűrűsödnek, alatta pedig ritkulnak az áramlási vonalak.

Anélkül, hogy túlzottan fizikai eszmefuttatásba torkollna az F1-es hajtótengelyek és az aerodinamika közötti összefüggések taglalása, a teljesség kedvéért azonban érdemes említést tenni a Bernoulli törvény érvényesüléséről is. Az előzőekben leírt jelenségnek megfelelően ugyanis a hajtótengely felett a megnövekedett áramlási sebesség folytán lecsökken a sztatikus nyomás, ezért a tengely felső részén szívóhatás érvényesül. Eközben a hajtótengely alsó részén a lecsökkent sebesség miatt megnő a sztatikus nyomás értéke, így arra a tengely azon részén nyomóerő hat. Ez a fajta nyomóerő az áramlási sebességre és a hajtótengely szimmetriatengelyére merőleges irányban ébred, ami azt is jelenti egyben, hogy ez az erő a tengelyt az áramlás irányára merőlegesen próbálja kimozdítani.

 

A csapatok tehát igyekeznek minél optimálisabb légáramlást biztosítani a versenyautók hátsó részénél. A Coanda-kipufogókkal a diffúzor aerodinamikai hatékonyságán próbálnak javítani, növelve ezzel az autó hátsó traktusán keletkező aerodinamikai leszorító erő nagyságát, és ezzel egyidejűleg a hátsó fékbeömlő nyílásoknál kialakított légterelő idomok és a hátsó kerékfelfüggesztés geometriájának optimalizálása, valamint a sebességváltó házának minél karcsúbb kivitelének megvalósítása mellett az autó hátsó kerekeihez tartó hajtótengelyek burkolásával tovább javítják az autó aerodinamikai karakterisztikáját. Ahogyan az a Magnus-effektus hajtótengelyre kifejtett hatásán is látható, a nyomaték átvitelében jelentős szerepet játszó hajtótengelyt a forgás közben keletkező mechanikai igénybevétel mellett nem elhanyagolandó mértékű aerodinamikai igénybevétel, és az általa keletkezett, szintén mechanikai igénybevétel is terheli. Azzal tehát, hogy a mérnökök beburkolják a versenyautók szóban forgó alkatrészét, aerodinamikai- és nem utolsó sorban mechanikai téren is javítják az autók jellemzőit.

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 4.8/5 (5 votes cast)
VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 0 (from 2 votes)
Az F1-es hajtótengely és a Magnus-effektus összefüggései, 4.8 out of 5 based on 5 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:
Valtteri Bottas (Williams, Jerez teszt, 2013.02.07)
Minden törésteszten átment a Williams FW35-ös autója

A 2013-as mezőny résztvevői közül legutolsóként a Williams alakulat mutatja be a vadonat új tervezésű versenyautóját, amelyre a következő héten...

Hátsó légterelő szárny (Ferrari, Jerez teszt, 2013.02.07)
Ferrari F138: A hátsó szárny módosított lezáró lapjai

Mindamellett, hogy a Ferrari F138-as konstrukció hivatalos bemutatóján az új versenyautó kozmetikai panellel csinosított orrkúpja és az új fényezés vonta...

Fordítólemez (McLaren, Jerez teszt, 2013.02.07)
McLaren Mercedes MP4-28: Osztott fordítólemezek az orrkúp alatt

A Formula-1-es autók aerodinamikai egyensúlyát illetően az autó első légterelő szárnya, az orrkúp kialakítása, valamint annak magassága, és nem utolsó...

Close