Foto: Getty Images / Guliver image, History F1
>>> Vijesti, rezultate i analize iz svijeta F1 pratite uz Index Sport i MaxF1.net
AERODINAMIKA je polako, ali sigurno postala ključ uspjeha u Formuli 1, a momčadi troše desetke milijuna dolara na istraživanje i razvoj ovoga područja.
Inženjeri za aerodinamiku imaju dva primarna cilja – stvaranje downforcea, potisne sile koja pritišće gume na stazu i pomaže ostvarivanju što većeg prijanjanja, a time i boljeg ubrzavanja, kočenja i bržih prolazaka kroz zavoje, dok je drugi cilj pritom izazvati što je moguće manji otpor zraka.
Nekoliko je momčadi u kasnim šezdesetima počelo eksperimentirati sa sad već uobičajenim krilima. Krila na trkaćim automobilima funkcioniraju na istom principu kao i zrakoplovna krila, samo što je rezultantna sila suprotne orjentacije. Struja zraka putuje različitim brzinama na različitim stranama krila (jer mora proći različitu udaljenost po konturi krila u istome vremenu) što rezultira razlikom u tlakovima, fizikalni zakon poznat pod nazivom Bernoullijev zakon.
Bolidi na 150 km/h mogu voziti po stropu
Kako se tlakovi nastoje izjednačiti, krilo se nastoji pomaknuti u smjeru nižega tlaka. Zrakoplovi koriste krila kako bi stvorili uzgon, a trkaći automobili kako bi stvorili downforce, odnosno uzgon s negativnim predznakom. Suvemeni F1 bolidi mogu generirati poprečna ubrzanja u zavojima veća od 5 g (pet puta veće od ubrzanja sile teže, g=9.81 m/s^2) zahvaljujući aerodinamičkom potisku. Teoretski, bolidi Formule 1 bi već pri otprilike 150 km/h mogli voziti po stropu.
Chris Amon u Ferrariju osvojio je dominantan pole position na VN Belgije 1968. zahvaljujući aerodinamičkim dodacima na svom bolidu. Foto: taringa
Chris Amon u Ferrariju osvojio je dominantan pole position na VN Belgije 1968. zahvaljujući aerodinamičkim dodacima na svom bolidu. Foto: taringa
Krila koja generiraju downforce svoju su premijeru imala na VN Belgije 1968. koja je bila povijesno važna iz više razloga. Europski konstruktori, pogotovo Colin Chapman i Mauro Forghieri, inspiraciju su pronašli u sportskim automobilima Amerikanca Jima Halla, Chaparralu 2E i 2F koji su imali velika i visoko postavljena krila. Novozelanđanin Chris Amon kvalificirao se u svom Ferrariju sa stražnjim krilom na pole position s prednošću većom od četiri sekunde ispred Stewarta u Matri. U utrci je momčad McLarena ostvarila prvu pobjedu, a vozač je bio osnivač Bruce McLaren.
Sredinom 70-ih otkriven je ‘ground effect‘ (učinak tla). Lotusovi inženjeri otkrili su da se cijeli bolid može ponašati kao jedno veliko krilo stvaranjem ogromnog krila ispod samoga bolida što stvara potisnu silu prema dolje. Najbolji primjer takvoga razmišljanja bio je Brabham BT46B kojega je dizajnirao legendarni Gordon Murray, a koji je koristio rashladni ventilator kako bi isisao zrak ispod bolida, što je stvaralo ogroman downforce. Nakon pritužbi drugih momčadi, bolid je izmjenjen nakon samo jedne utrke, a uskoro su se promijenila pravila kako bi se umanjio učinak ‘ground effecta’.
Brabham BT46B (1978.) Foto: f1history
Unatoč zračnim tunelima koji koriste modele bolida u punoj veličini (danas se koriste 60%-tni modeli zbog smanjenja troškova) i nevjerojatno snažnim računalima, osnovi principi aerodinamike u Formuli 1 ostali su isti: stvoriti što je moguće veći downforce uz što manji otpor zraka.
Osnovna krila smještena na prednji i stražnji kraj bolida različitih su profila na različitim stazama ovisno o downforce zahtjevima pojedine staze. Ukoliko je staza prepuna zavoja, a nema puno ravnih dijelova, poput Monaca i Hungaroringa, momčadi nastoje proizvesti što je moguće veći downforce, unatoč povećanom otporu zraka koji će time izazvati jer će prednost većeg downforcea nadmašiti gubitak izazvan većim otporom zraka i manjim brzinama na ravnim dijelovima kojih ionako nema puno.
S druge staze, na stazama poput Monze koja nema puno zavoja, a ima nekoliko jako dugih pravaca, momčadi koriste krila nižih profila kako bi imali dovoljnu brzinu na ravnim dijelovima, a gubitak vremena na kočenju, ubrzavanju i u zavojima zbog manjeg downrofcea nadoknadit će na dugim pravcima i većom brzinom koju će na njima postići. Svaka je staza kompromis po ovome pitanju i iako momčadi na svaku stazu stižu s određenim tipom krila koji se simulacijama pokazao optimalnim za tu stazu, sitne preinake po pitanju nagiba krila uvijek se vrše na samoj stazi.
Svaka je površina na suvremenom bolidu Formule 1, od oblika elemenata ovjesa pa sve do vozačeve kacige, ima aerodinamički učinak na cijeli bolid i pomno je dizajnirana u tom smislu. Turbulentna struja zraka, koja ne prati površinu nego se raspršuje u obliku vrtloga, stvara dodatni otpor koji usporava bolid.
Bolidi Formule 1 imaju 3-4 puta veći koeficijent otpora zraka od cestovnih automobila, ponajviše zbog turbulencija koje izazivaju otvoreni kotači svojom rotacijom (i koji su zaslužni za oko trećinu ukupnog otpora zraka koji izaziva F1 bolid), ali i velikih otvora za hladnjake vode, ulja, usisnika zraka za motor, kočnice, kao i brojnih otvora za hlađenje.
Ali zato ne postoji ništa na svijetu što može okružiti neko asfaltno trkalište brže od bolida Formule 1, unatoč svim ograničenjima s kojima se inženjeri susreću svake godine. A iako joj to nije najjača strana, ni podaci o ubrzanju od 0 – 200 km/h za manje od 5 s i manje od 10 s od 0 – 300 km/h ne zvuče nimalo loše. Baš kao ni zaustavni put sa 100 km/h od 15-ak metara.