Deprecated: Function split() is deprecated in /chroot/home/formulao/formula1tech.hu/html/con3.php on line 1004  Innovatív DRS-megoldások 2012-ben (2. rész) | 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) -

Innovatív DRS-megoldások 2012-ben (2. rész)

Add a Startlaphoz
Írta: Papp István | 2012.12.14. PDF Betűméret növelése Betűméret csökkentése Betűméret visszaállítása Megtekintés: 3,674
A DRD kialakítása (Lotus, Belga Nagydíj, 2012)

A Lotus a DRS működésétől független, különleges Légellenállást Csökkentő Eszközt fejlesztett ki (Fotó: Sutton Images)

A versenyautó hátsó területét érintő aerodinamikai leszorító erő tekintetében folytatott harcból a Lotus alakulat is kivette a részét az idei évben. A DRS rendszer működésén alapuló, illetve a mechanizmus aktiválását követően működésbe lépő, a Mercedes W03-as konstrukciókon alkalmazott DDRS-től azonban eltér a Lotus E20-as autóra applikált megoldás. Ezen különbségek közül az egyik, és egyben a legjelentősebb az, hogy a fekete-arany színű versenyautókon kialakított Légellenállást Csökkentő Eszköz működése teljesen független a DRS használatától. Ebből kifolyólag a Lotus által kifejlesztett megoldás – amelyet a működési elvét tekintve nyugodt szívvel tekinthetünk prototípusnak is – DDRS elnevezése sem igazán helytálló, hanem sokkal inkább az előzőekben is jelzett Légellenállást Csökkentő Eszköz-nek, vagy az angol megnevezéséből adódóan DRD-nek (Drag Reduction Device) lehetne titulálni.

 

A Lotus által kifejlesztett DRD szerves részét képezik a pilóta feje felett lévő airbox két oldalán kialakított légbeömlő nyílások, és a motorburkolat alatt végigvezetett légcsatorna mellett a hátsó gyűrődési zóna felett lévő rúdszárnynál található, leginkább kürtőhöz hasonlítható légcsatorna-végződés. Az új megoldást a Lotus először Kimi Räikkönen E20-as autóján a Magyar Nagydíj pénteki szabadedzésén vitte pályára. Azt követően a Belga Nagydíjon már mindkét pilóta autója megkapta az új rendszert, viszont az esős időjárás miatt a csapat nem igazán tudta megfelelő módon tesztelni azt, amelynek eredményeképpen úgy határoztak, hogy nem vetik be a spái időmérőn és versenyen sem.

 

A Lotus által megalkotott DRD rendszer alapját a szezon elején oly sokat vitatott, a Mercedes csapat autóin kialakított műszaki megoldás képezte, ami viszont a W03-as első légterelő szárnyának befúvását végezte el a DRS használatának során. Miután a 2010-es évben előszeretettel alkalmazott klasszikus F-csatornát az FIA a soron következő szezonra betiltotta, a hátsó légterelő szárnyon korábban kivitelezett kivágást és a pilóta által működtetett aerodinamikai segédeszközt mellőzve kellett a Mercedeshez hasonlóan a Lotusnak is eljárni. Miután a Bahreini Nagydíjat követően az FIA végleg állást foglalt a DRS rendszert érintő aerodinamikai fejlesztésekkel kapcsolatban, a Lotus alakulat is megkezdte a saját DRD rendszerének a kifejlesztését és a gyakorlati megvalósítását.

 

Míg a Mercedes csapat mérnökei kissé szokatlan módon, a hátsó légterelő szárny DRS mechanizmusának működtetésével próbálta befolyásolni az első légterelő szárny aerodinamikai teljesítményét, a Lotus szakembergárdája egy teljes mértékben passzív működésű, és mindennemű külső kapcsolóelem nélküli rendszert állított össze. Helyette a rendszer a légcsatornába beáramló és felgyorsult levegő segítségével extra mennyiségű áramlást biztosít, amely a hátsó légterelő szárny alatt kialakított kiömlő nyíláson keresztül távozik, csökkentve ezzel a közegellenállást, és a hátsó légterelő szárny által előállított aerodinamikai leszorító erő mértékét.

 

Az így létrehozott befújt hátsó légterelő szárny segítségével a versenypályák egyenes szakaszaiban és ezzel együtt a nagyobb sebesség elérését biztosító kanyarokban nagyságrendileg 8km/h-ás sebességtöbbletre lehetett szert tenni az E20-as autókkal. A DRD kialakítása úgy történt meg, hogy annak működése során a lecsökkent aerodinamikai leszorító erőt generáló hátsó szárny menetdinamikára gyakorolt hatását megfelelően kompenzálta az E20-as diffúzora. Ezt egészen pontosan úgy értendő, hogy a gyors kanyarokban a hátsó szárny alá juttatott extra légmennyiség hatására lecsökkent a szárny által előállított leszorító erő mértéke, viszont a kellő kanyarstabilitáshoz a diffúzor megfelelő mértékű leszorító erőt volt képes biztosítani. Ezzel tulajdonképpen tehermentesíteni tudták a hátsó légterelő szárnyat, vagyis a szárnyprofil felett negatív irányba elmozdult nyomáskülönbség kisebb aerodinamikai terhelést keltett az áramlásleválások alkalmával.

 

 

A „fekete lovak” DRD rendszerének felépítése és működése

 

A DRD kialakítása (Lotus, Német Nagydíj, 2012)

Az L-csatorna oldalán lévő nyílásokon keresztül kilépő légáramlatok hatására valósul meg a hátsó szárny főprofiljának befúvása (Fotó: Sutton Images)

A Lotus által megtervezett és kivitelezett DRD rendszer elődleges eleme a pilóta feje felett lévő airbox mellett kialakított légbeömlő nyílás, ahol a levegő be tud áramolni a motorburkolat alatt elhelyezett légcsatornába. A bukókeret mögötti részen látható légbeömlő nyílás kivitele az egykori Renault F1-es csapat 2010-es autóján alkalmazott F-csatorna légbeömlő nyílását idézi. A DRD légcsatornája ezt követően a motor légellátásához szükséges airbox kürtője felett halad el, miután a DRD légbeömlői egy közös légcsatornában egyesülnek. Az airbox és a légcsatorna valamelyest egybefüggő egységet alkot, és az airbox mögötti részen egy lépcsős szakaszt követően egy rövidebb hosszon újra kettéágazik a hátsó szárny irányába vezető csatorna. Pontosan ez az a rész, amely talán a legkomplexebb szakasza a rendszernek, amely mögött tovább haladva fémkarimás kivezető nyílások találhatóak. A fémből készített egységnek köszönhetően szilárdabb kapcsolatot sikerült kialakítani a karimás résznél lévő, a légcsatorna vonalvezetésében kialakított töréspontnál. A karimázott szakasz és a töréspont minden bizonnyal jelentős szerepet játszik, amelyek vélhetően a légcsatornába áramló levegő sebességétől függően biztosítja a megfelelő légáramlást a csatornán keresztül a hátsó légterelő szárny irányába.

A motorburkolat alatt elvezetett légcsatorna végül a hátsó gyűrődési zóna felett lévő rúdszárnyon túlnyúló kivezetéssel, és a sebességváltó háza felett elinduló, a hátsó légterelő szárny főprofiljához rögzített L-csatornával zárul.

 

A rúdszárny felett kialakított kimeneti nyílás egy ívelt gallért is kapott, amely a különleges kilépő élének köszönhetően kialakuló nyomáskülönbségnek köszönhetően fokozza az aerodinamikai leszorító erő nagyságát.

 

A Formula-1 technikai szabályzata megengedi a csapatok számára, hogy az autók hosszanti szimmetriatengelyétől nézve 75-75mm-es távolságban a hátsó területet érintően kiegészítő aerodinamikai elemeket alkalmazzanak, továbbá ezt a méretkorlátozást betartva 150mm-es hosszon akár nyílások is kialakíthatóak az egyes légterelő idomokon.

 

A kilépő él és a rajta található légterelő perem kialakításával az említett részen áthaladó levegő áramlási sebessége megnő, amelynek hatására a légterelő elem alatt kisebb nyomással rendelkező tér jön létre, ami pedig a profil felett elhaladó légáramlatokhoz viszonyított nyomáskülönbségnek megfelelően növeli az általa elérhető aerodinamikai leszorító erő nagyságát. Használatával azonban nemcsak a hátsó légterelő szárny aerodinamikai hatásfoka javítható, hanem megfelelő kialakításával a diffúzor felső légcsatornáján keresztül az autó mögé kilépő légáramlatok hatását is segíti, növelve ezzel az autó hátsó szekciójának menetstabilitását.

 

A motorburkolat alól kilépő, és a hátsó légterelő szárny főprofilja felé haladó L-csatorna keresztmetszete sokkal kisebb, mint az airboxtól a rúdszárnyig tartó légcsatorna esetében. Ennek a jelentősége az, hogy ezáltal a levegő nagyobb ellenállásba ütközik ezen a profilon, ami azt eredményezi, hogy a versenyautó alacsonyabb sebessége esetén az airbox melletti légbeömlőn beáramló levegő jelentősebb mennyisége a rúdszárny felett kialakított kimeneti nyíláson át távozik.

Az L-csatorna további jellemzője, hogy kiviteléből adódóan egy 90°-os törést tartalmaz, amelynek nem igazán aerodinamikai okai vannak. A Lotus mérnökei abból a megfontolásból készítették ezt a szakaszt ilyen formában, mert a technikai szabályzat nem engedélyezi, hogy a hátsó légterelő szárny előtti területen bármilyen kiegészítő karosszériaelemet helyezzenek el. Pontosan ezen korlátozás miatt tiltotta be az FIA a 2010-es évben alkalmazott F-csatornák további használatát.

 

A DRD kialakítása (Lotus, Belga Nagydíj, 2012)

A légcsatorna rúdszárny felett lévő kimeneti nyílása, és a felette lévő, gallérhoz hasonlítható légterelő elem (Fotó: Sutton Images)

A különleges megjelenésű L-csatorna tehát a hátsó szárny főprofiljához csatlakozik, míg a felső, DRS mechanizmus által mozgatható féklap és a szárny véglezáró lemezei hasonló kialakítást kaptak azon megoldásokhoz, ahol nem alkalmaztak a Lotus által megtervezett DRD-hez hasonló rendszert. Mindazonáltal, hogy a szóban forgó L-csatorna összeköttetésben van a főprofillal, a csatlakozási ponton nincs semmiféle kivágás, mint amilyen az egykori klasszikus F-csatornák esetében volt. Helyette viszont a Lotus mérnökei az L-csatorna oldalfalán 4db kisebb méretű, függőleges elhelyezésű nyílásokat alakítottak ki. Ezáltal az L-profil oldalfala és a hátsó szárny találkozási pontjánál a szárnyelem alatt valósul meg a szárny extra levegővel történő befúvása.

Ennek hatására a főprofil alá áramlott extra légmennyiségnek köszönhetően megnő a szárny alatti légáramlatok által kifejtett nyomás, amely a versenyautó nagyobb sebessége, és nyitott DRS szárny esetén tovább csökkenti a hátsó szárny felett elhaladó légáramlatok nyomását, amely kisebb közegellenállást, kisebb aerodinamikai leszorító erőt, és ezzel együtt még nagyobb végsebességet tesz elérhetővé.

 

Aerodinamikai szempontból kétféle feladat ellátására volt hivatott a Lotus E20-as autók DRD rendszere. A pilóta feje felett lévő airbox mellett beáramló levegő egyrészt a rúdszárny felett lévő kiömlő nyíláson, másrészt pedig a hátsó szárny főprofiljához csatlakozó L-csatorna oldalsó kivágásain volt képes távozni. A légáramlatok megfelelő kimeneti pontra történő irányításában feltételezhetően az airbox mögött kialakított karimás szakaszoknak van jelentős szerepe, és az sem elképzelhetetlen, hogy a versenyautó hátrafelé vezetett légcsatornájának bizonyos része közös egységet alkot az airbox-al pontosan azért, hogy az autó sebességétől függően a szükséges nyomásviszonyok alakuljanak ki a rendszerben.

 

A versenyautó legfelső pontján a bukócső alatt lévő légbeömlő feladata, hogy azon keresztül levegő jusson el a motorhoz. Az angol szakszóval airbox-nak nevezett egység működését tekintve lelassítja a beáramló levegőt, amelynek a kinetikai energiáját statikus nyomássá alakítja át. A jól kialakított airbox-nak megfelelő módon ívelt kialakítású csatornával kell rendelkeznie, hogy a tőle elvárt aero-jellemzőket legyen képes produkálni. A légcsatornába került légmennyiség két kimeneti pont közötti szabályzásához vélhetően a Mercedes W03-as autók DDRS rendszerében is alkalmazott passzív áramláskapcsolóhoz hasonlítható megoldás kapott helyet.

 

Az áramláskapcsoló tulajdonképpen egy olyan légkamrát jelent, amely az airbox és a motorburkolat alatt elvezetett légcsatorna egyesítésével lett létrehozva. Működéséből adódóan a versenyautó lassabb sebessége esetén az airbox mellett belépő levegő egy része az elülső karimás kivezető nyílásokon át távozik, míg a légcsatornába került levegő további része pedig a rúdszárny feletti kimeneti nyíláson át a diffúzor középső kamrájából kilépő légáramlatok aerodinamikai hatását fokozta.

 

Abban az esetben viszont, amikor a pilóta a pálya egyenes szakaszaiban felgyorsította autóját, az áramláskapcsoló felületéről leváló légáramlatok az airbox mögött lévő másodlagos karimás kivezető nyílás és a hátsó légterelő szárny főprofiljához csatlakozó L-csatorna felé haladtak tovább. Az L-csatorna és a rúdszárny felé vezető szakasz találkozásánál a csatorna belsejében lévő szerkezeti kialakítás a nagyobb sebességgel érkező légáramlatok rúdszárny feletti kilépését megakadályozta, segítve ezzel az L-csatorna hatékonyságát. Minden bizonnyal ennél jóval összetettebb rendszert alkotott azonban a Lotus szakembergárdája, amely nemcsak a légcsatornában kialakuló nyomásviszonyokért a felelős.

 

A DRD kialakítása (Lotus, Német Nagydíj, 2012)

Az L-csatornából kilépő levegő az áramlásleválást megelőzően nagyjából a főprofil feléig követik a hátsó szárny felületét (Fotó: Sutton Images)

A versenyautó nagyobb sebessége esetén tehát az L-csatornába áramlott légmennyiség a hátsó szárny főprofilja alatt, az L-csatorna oldalán kialakított 4db nyíláson hagyja el a rendszert. Ennek hatására leginkább háromszöghöz hasonlítható kavitáció jön létre, amely a főprofil alatt elhaladó, a főprofilról alapesetben lamináris módon leváló légáramlatokat turbulens áramlássá alakítja át. A főprofil alsó felületére érkező extra befúvás miatt lecsökken a szárny feletti légáramlatok által kifejtett aerodinamikai nyomás, amely az így lecsökkentett közegellenállásnak köszönhetően nagyobb végsebességet képes biztosítani az E20-as konstrukciónak, még abban az esetben is, ha a pilóta nem használta az adott szakaszon autójának DRS mechanizmusát.

 

Miután a Mercedes W03-as versenyautókkal ellentétben – ahol a nyitott hátsó légterelő szárny hatására valósult meg az első szárny befúvása – a Lotus által megalkotott DRD rendszer működése teljesen független a DRS használatától, vagyis az E20-as autókon kialakított Légellenállást Csökkentő Eszköz nem a DRS működtetése során elérhető másodlagos funkción alapszik. Éppen ezért a Nemzetközi Automobil Szövetség engedélyezte a Lotus megoldásának további használatát a 2013-as szezonra vonatkozóan. A Mercedes azonban már nem mondhatja el ezt magáról, ezért a német gárda a szezon végén már tesztelte a Lotus által alkalmazott rendszerhez hasonló saját konstrukcióját.

 

 

A cikksorozat további része:

 

 

  • Innovatív DRS-megoldások 2012-ben (1. rész)

 

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 5.0/5 (1 vote cast)
VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 0 (from 0 votes)
Innovatív DRS-megoldások 2012-ben (2. rész), 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 (1)

  1. Visszajelzés: Technikai ismertető: Lotus Renault E21 | Formula1Tech Blog

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:
A DDRS kialakítása (Mercedes, Kínai Nagydíj, 2012)
Innovatív DRS-megoldások 2012-ben (1. rész)

A 2012-es Formula-1-es világbajnokság talán legjelentősebb technikai fejlesztési területeként a versenyautók hátsó traktusát érintő műszaki megoldások jelentették. Ennek kiváltó oka...

Módosított hátsó fékhűtés (McLaren, Bahreini Nagydíj, 2012)
McLaren: A fékhűtés és a gumik hőmérséklete közötti kapcsolat

Mint ismeretes, a 2011-es szezon a technikai szabályzatban elvégzett módosítások mellett egyéb jelentős változásokat is hozott a Formula-1 számára. Ezek...

Coanda-kipufogók (2012)
A Coanda-kipufogók térhódítása 2012-ben

A Formula-1 eseményeire felügyelő, és mindezek mellett annak sport- és technikai szabályrendszerének alakításában jelentős szerepet játszó Nemzetközi Automobil Szövetség évről-évre...

Close