Passzív befúvású első szárnnyal próbálkozik a Mercedes

Tweet

A Koreai Nagydíj hétvégéjén egy különleges kialakítású, légcsatornát rejtő első szárnnyal jelent meg a német csapat. © Mercedes GP Petronas F1 Team

Az elmúlt napokban az online hírportálokon megjelent legfrissebb információk szerint a Mercedes GP alakulat egy igazán érdekes technikai újítást tett próbára a suzukai és a koreai versenyhétvégék során. A különleges, F-csatornához hasonlítható megoldást tartalmazó aerodinamikai elem tesztelésével már a 2012-es évre készül a német gárda.

A Mercedes részéről egyáltalán nem meglepőek az ehhez hasonló, érdekes technikai megoldások alkalmazása, ha csak az első légterelő szárnyon alkalmazott extra kivágást, a hőálló bevonattal ellátott diffúzort, vagy éppen az integrált kerékanyákat tekintjük.

Mint ismeretes, az előzőleg említett F-csatorna névre hallgató aerodinamikai eszközt még a McLaren alakulat honosította meg a Formula-1-ben, de a 2010-ben nagy népszerűségnek örvendett megoldást az idei szezonra érvényesített technikai szabályok értelmében nem használhatják a csapatok. Az elmúlt év leginnovatívabb újításának kijáró elismerésben részesült technikai megoldás hatását leginkább a hosszú egyenes szakaszok teljesítése során használták ki a pilóták úgy, hogy egy speciálisan kialakított extra légcsatorna segítségével – melyet a pilótafülkén keresztül tudtak kontrollálni – csökkenteni tudták a hátsó légterelő szárny légellenállásának mértékét, ami viszont pozitívan jelentkezett az autó végsebességében.

Mindamellett, hogy a Formula-1 jelenlegi technikai szabályzata tiltja az egykori F-csatorna használatát, a 2011-es évben bevezetett, DRS-nek nevezett menetközben állítható hátsó légterelő szárny használatával tulajdonképpen érvényét is veszítette volna. A legutóbbi futam hétvégéjén pályára vitt legújabb kivitelű első légterelő szárny speciális kialakításának köszönhetően az egykori F-csatorna utódjaként jelent meg. A rendszer működésével kapcsolatban egyelőre még csak találgathatunk, illetve a szárny kivitele alapján feltételezni lehet annak szerepét. A W02-es konstrukció orrkúpjának elején kialakított ovális nyíláson – amely a Formula-1-es versenyautóknál alapesetben a pilótafülke hűtésére van kialakítva – keresztül beáramló levegő az első légterelő szárny két tartókonzoljában kiképzett légcsatornán áthaladva a szárny főprofiljába jut, majd annak alsó részén kiképzett nyílásokon keresztül távozik.

Feltételezések szerint az új kialakítású légterelő szárnynak leginkább a pálya egyenes szakaszaiban van nagyobb jelentősége, miután a főprofilból kilépő légáramlatok a splitter felé áramolva fejthetik ki kedvező hatásukat. A padlólemez orrkúp alá nyúló része megfelelő belépő él kialakításával megnöveli a levegő nyomását, majd az autó alatt elhaladó légáramlatok a padlólemez és a diffúzor feladatának megfelelően kisebb nyomású teret hoznak létre, szemben az autó felett elhaladó légáramlatok által keltett aerodinamikai nyomással szemben. Ez feltétlenül szükséges a kellő szívóhatás és tapadás kialakulásához.

Ahogyan az említésre került, egyelőre mindez csak egyfajta hipotézis a Mercedes legújabb fejlesztésével kapcsolatban. Minden bizonnyal az FIA átvizsgálta már az érintett elemet, és azt legálisnak minősítették. Mivel az első légterelő szárny által kifejtett aerodinamikai hatást a pilóta egyáltalán nem befolyásolja – szemben a tavalyi évben alkalmazott, az autó hátsó szárnyával kapcsolatban kialakított F-csatornát illetően – passzív működésű F-csatornáról beszélhetünk. Kétségtelen, hogy egy igencsak érdekes technikai megoldással állunk szemben, hiszen jelenleg az is kérdés, hogy a mérnökök miként tudják megoldani azt, hogy az új első szárny az egyenesekben kedvezőbb aerodinamikai hatást fejtsen ki úgy, hogy a pálya kanyarjaiban pedig kellő tapadást biztosít az alulkormányozottság megelőzésére.

Arról sincs tehát jelenleg semmiféle információ, hogy az orrkúp elején lévő ovális nyílás mögött, vagy a szárny tartókonzoljai tartalmaznak-e esetleg olyan kiegészítő elemeket, amelyek ezt a fajta metódust hivatottak kiszolgálni. És ha már elmélkedésről van szó, akkor miért is ne lehetne egy kicsit tovább gondolni mindezt?

Nyomásmérést, a kormányzási szög mérését, vagy a G-erő mérését alkalmazzák? További találgatások Formula1Tech Blog módra

A passzív F-csatornát tartalmazó első légterelő szárny egyenesben és kanyarban történő használata során a szárnyon és az autó orrkúpján, valamint az orrkúp felett elhaladó légáramlatok eltérő nyomást idéznek elő. Ez természetesen igaz a „hagyományos” kivitelű légterelő szárny esetében is. Miután az autó orrkúpján a csapatok mindvégig nyomásmérő műszert, ún. Pitot-csövet használnak, miért is ne lehetne ennek a mérését felhasználni a passzív F-csatorna működtetésénél?

Mi is a Pitot-cső valójában? A Pitot-cső egy nyomásérzékelő műszer, amely áramlások sebességének mérésére használható. Többnyire a repülőgép-iparban alkalmazott eszköz, de az autógyártásban – és ebből adódóan a motorsportokban is – végzett fejlesztések során sem ritka az alkalmazása. A Pitot-csövet egy olasz születésű francia mérnök, Henri Pitot találta fel 1732-ben, és a mai modern kivitelét egy másik francia tudós, Henry Darcy alkotta meg az XIX. század közepén. Fizikai- és matematikai törvényszerűségeit pedig Daniel Bernoulli fogalmazta meg.

A Pitot-csövekből összeállított mérőrendszert a versenyautó haladási irányával szemben installálják az autó vizsgálandó területére, jelen esetben annak orrkúpjára. Az áramvonalas homlokfallal rendelkező csőidom belső furatában a légáramlás hatására ún. torlónyomás keletkezik, miközben a furat másik végén (ami az áramlás helyétől egy távolabbi pontra van elvezetve) egy nyomáskülönbség mérésére alkalmas eszköz található. Fontos, hogy a nyomásváltozást minden esetben a környezethez képest kell mérni, így ennek megfelelően a rendszernek tartalmaznia kell egy statikus nyomást érzékelő pontot is. Ez általában a Pitot-csövön kialakított kis átmérőjű furatot jelenti, melyet minden esetben az áramláshoz viszonyítva semleges pozícióban, az áramlás irányára merőlegesen kell kialakítani. Ezt leginkább a Pitot-csövön célszerű megoldani, és koaxiális úton, duplafalú csöveken keresztül eljuttatni mindkét nyomásértéket a kiértékelő elektronikáig.

A fentiekben ismertetett rendszer tehát a környezeti statikus nyomás és a légáramlásból adódó dinamikus nyomás együttes figyelembe vételével határozza meg a vizsgálandó területre jellemző nyomás értékét. A Formula-1-es versenyautók esetében a Pitot-csőnek nem az egyszerű, hanem a statikus mérőponttal ellátott változatát alkalmazzák. Ha pedig egy ilyen rendszert folyamatosan alkalmaznak az autón, miért is ne lehetne az ilyen módon mért nyomásviszonyokat felhasználni egy szabályzószelep működtetéséhez? Legyen szó a pálya egyeneséről, vagy éppen valamelyik kanyarról, ahol az autó éppen elhalad, a nyomásértékek és a beállított küszöbértékek függvényében lehetne szabályozni az orrkúpba bejutó légáramlatok mennyiségét és irányát, függetlenül a pilótától. De vajon szabályos lenne-e mindez?

Másik elképzelhető működtetési mód lehetne akár a kormányműben lévő forgó jeladó által adott értékek felhasználása. Mivel ilyen szenzorokat is használnak állandó jelleggel a Formula-1-es autókban, vagyis az Elektronikai Vezérlő Egységhez (ECU) kapcsolódó, kormányzási szög pozícióját érzékelő szenzor jelét is alkalmazni lehetne akár a fentiekben említett szabályzószelep működtetéséhez, vagyis az orrkúpba beáramló levegő kontrollálásához. De vajon szabályos lenne-e mindez?

Azt hiszem lehetne még tovább folytatni a fentiekben megkezdett sort. Azért egy kis apró kiegészítést mindenképpen szükségesnek látok. Az igazat megvallva a passzív F-csatornát tartalmazó első légterelő szárny lehetséges működési elvével kapcsolatos találgatásokat – a szabályzószelepet tekintve – nem hinném, hogy megfelelnének a jelenlegi technikai szabályoknak, ugyanis az FIA tiltja a mozgatható aerodinamikai elemek használatát, és nem tartom elképzelhetetlennek, hogy ez beletartozna ebbe a fogalomkörbe. De ki tudja?

Egy szónak is száz a vége, kétségtelen, hogy a Mercedes valami egészen különleges dolgot kezdett alkalmazni, amivel kapcsolatban a legtöbben még csak találgatni tudnak. De vajon mi fog mindebből kisülni?

Képgaléria:

Címkék: Első szárny, Japán Nagydíj (2011), Koreai Nagydíj (2011), Mercedes GP Petronas F1 Team, Orrkúp, Suzuka, Yeongam

Hozzászólások (3)

1. Visszajelzés: Első benyomások a Mercedes 2012-es autójáról (+Videó) | Formula1Tech Blog

2. Visszajelzés: Innovatív DRS-megoldások 2012-ben (1. rész) | Formula1Tech Blog

3. Visszajelzés: Technikai szabályváltozások 2013/2014 | Formula1Tech Blog

Kilépés a válaszból

Szólj hozzá...

Név *

E-mail cím (nem lesz látható mások számára) *

Weboldal

* A mezők kitöltése kötelező!

Ellenőrző kód *