F1 Ferrari Hírek - Mindig Naprakész

2025. július 29. kedd.

Flexibilis (rugalmas) első szárnyak

E-mail Nyomtatás PDF

A rugalmas első szárnyak először igazán a Német Nagydíj során kaptak nagyobb publicitást, bár azóta is folyamatosan téma a Formula-1-es berkekben.

Ekkor jelent meg ugyanis Stephane Samson újságíró és Darren Heath fotós közös elemzése a témáról, miszerint menet közben a Red Bullok első szárnya jóval alacsonyabban helyezkedik el, mint bármelyik másik csapaté. Sokan azzal magyarázták meg ezt a jelenséget, hogy a fényképeket más-más szögből készítették vagy hogy az autóknak eleve nem egyforma a felépítése, és más hasmagasság-beállítással köröznek. Ugyanakkor láthattunk olyan belső kamerás felvételeket is melyekről tudjuk, hogy a kamera rögzítési pontjához képest az első szárnynak nem lenne szabad elmozdulnia. A legjobban lobbizók a McLaren csapat vezetői voltak ebben az ügyben, mert szerintük a Ferrari, és főleg a Red Bull első szárnyai menet közben jobban "elhajlanak", mint a megengedett érték.

A Formula-1-es csapatok már a '90-es évektől használják az "aero-rugalmasság" nevű jelenséget. A rugalmasságot az autó karosszériáján - főleg a szárnyakon - használják ki, így megváltoztatva az autók aerodinamikai jellemzőit. Eleinte ez főleg a hátsó szárnyra volt jellemző, de amint az több képen és videón is látható, az idei évben az első szárnyak is így viselkednek.

A FIA hogy kiszorítsa a flexibilis elemek használatát, különböző teszteket vezetett be, amelyen minden autónak át kell esnie. A vizsgálat úgy működik, hogy a vizsgált elemekre - jelen esetben az első szárny véglapjaira - súlyokat helyeznek és úgy mérik az alakváltozásukat. Ha az elemek átmennek ezen a teszten, akkor szabályosnak tekinthetőek, így ha valaki okosan tudja használni a flexibilis elemeket, az előnyre tehet szert.

A rugalmasságot három különböző területen használhatjuk ki: légellenállás csökkentése, jobb egyensúly és nagyobb leszorítóerő. Az első szárnyaknál a flexibilitást nem a légellenállás csökkentésére, hanem plusz leszorító erő előállítására használják, mivel az első szárnyaknak amúgy is elenyésző a légellenállása.

Mivel a szárnyak és a rajtuk elhelyezkedő véglapok közelebb helyezkednek az aszfalthoz mint az autó többi aerodinamikai eleme, így ezekkel érhető el nagyobb leszorítóerő.

A működés lényege, hogy a szárny közelebb kerül a talajhoz, ezzel növelve a "szívóhatást", más néven a "ground effect-et". A szárny alsó része minél közelebb van a talajhoz (egy bizonyos pontig), annál nagyobb lesz a leszorítóerő. A véglapok elzárják a szárny felett elhaladó magas nyomású levegőt az alul elhaladó alacsony nyomású légrétegtől. Ez a hatás erősíthető azzal, ha a véglapokat közelebb engedjük a talajhoz. Ekkor gyakorlatilag úgy fog működni, mint egy wing-car a '70-es vagy' 80-as évekből. Emellett ez az elrendezés azt is lehetővé teszi, hogy az első vezetőszárnyakat kisebb dőlésszöggel használják anélkül, hogy az autó túlkormányozottá váljon nagy sebességnél a kanyarokban.

A híres konstruktőr, Colin Chapman '79-es versenyautója,
amely először használta ki igazán teljes mértékben a "ground effect"-et.
 
Az FIA hogy ezt megelőzze, előállt egy újabb alakváltozást vizsgáló teszttel, ahol a szárny véglapjaira egy 50 kg tömegű (500N) súlyt tettek és lemérték a szárnyvég lehajlását. A megengedett magasságcsökkenés 10 mm. Egy Formula-1-es autó - csak a szárnyain - 120Km/h-s sebességnél kb. 300 kg tömegű leszorítóerőt tud termelni. Ennek körülbelül a fele jut az első szárnyakra, ami szárnyvégenként 75 kg-os terhelést jelent. Ebből nem nehéz kitalálni, hogy az 50-50 kg-mal elvégzett FIA tesztek alkalmatlanok arra, hogy kimutassák mennyire deformálódnak ezek az elemek versenykörülmények között.
 
Emiatt az elmúlt versenyeken számos új szabályt és tesztmódszert vezettek be a rugalmas első szárnyak - illetve azóta már a hajlékony fenéklemezek - kiszűrésének érdekében, miután a riválisok azzal vádolták meg a Red Bullt és a Ferrarit, hogy trükközik a szabályokkal. Az új tesztet ezentúl úgy végzik, hogy 100 kg-os súlyokkal maximum 20 mm lehet a megengedett elhajlás. Ennek ellenére a Red Bull és a Ferrari első szárnyai - ha esetleg némi módosítással is, de - átmentek az FIA tesztjein, arra pedig nem lehet hivatkozni, hogy a videofelvételeken és a fényképeken mi látható.
 
Ugyanis ezek statikus, függőleges irányú tesztek, és ilyen állapotban a szárnyak teljesen merevek, így jelenleg nem tudják (vagy nem akarják) modellezni a mozgásban lévő autóra ható erőket. Az ilyen tesztek kifejlesztése rengeteg pénzbe és időbe telik, és ne felejtsük el azt sem, hogy a legjobb mérnökök a csapatok és nem az FIA alkalmazásában állnak. Így a Red Bullnál nem aggódnak a tesztek miatt, mivel tudják, hogy első szárnyuk egy lineárisan deformálódó anyagból készült, melynek a merevsége nem állandó, hanem a vízszintes terhelésektől függ.
 
Már tavaly is láthattuk néhány versenyen, idén viszont szinte az összes nagydíjon, hogy főleg a Red Bull első szárnya mennyire rugalmas.
A pilóta feje fölött elhelyezett belső kamerából lehet talán a legjobban látni, hogy az első szárnyak szép lassan egyre közelebb kerülnek a talajhoz, amint a sebesség nő. Mivel ez egy lassú folyamat, ezért akkor látható a legjobban, mikor a pilóta a féktávhoz érve lassítani kezd nagy sebességről. Ilyenkor hirtelen visszaugrik a szárnyvég az eredeti állásába.

Az FIA szabályzatának a 3.16-os pontja ugyan kimondja, hogy az első szárnyvégek nem mozdulhatnak el (egy adott viszonyítási ponthoz képest), mint látható mégis ez történik.
 
„A Ferrari előnye a McLarennel szemben valószínűleg az első szárnyból fakad, de a Red Bull előnye a Ferrarival szemben már másra vezethető vissza” - mondta Frank Dernie, aki több Formula-1-es csapat (Toyota, Arrows, Williams, Lotus) egykori vezető mérnöke is volt. Azaz, nem egy nagy alakváltozásra képes szárnyat tervezett a Red Bull, hanem egy olyan első szárny-együttest, amelynél az elemek illesztése segít vízszintes terhelésnél "kikapcsolni" a merevséget, és így már el tud mozdulni verseny közben.
 
Talán Spában volt ez a leglátványosabb, amikor Sebastian Vettel Jenson Button mögött haladva, majd a szélárnyékából kibújva az első szárny szinte "fityegett" az autó elején. Ez azzal magyarázható, hogy a szélárnyékban a hátul haladó autó első szárnyára körülbelül 50 %-kal kevesebb levegő jut, így amikor az egyik oldalt "kibújt" Vettel, a szárny azon az oldalt sokkal nagyobb terhelést kapott, és jól megmutatkozott az első elem flexibilitása.
 


Még egy problémával szembesülhetnek azok a csapatok akik le akarják másolni ezt a megoldást, mégpedig, hogy az egész első szárnyat újra kellene tervezni, ami ugye sok pénzbe kerül és valószínűleg nem is lenne már erre elég idő.

Egy kis elmélkedés építész szemmel a RB első vezetőszárnyáról:

Ha megnézzük a szárnyat látszik, hogy a statikai felépítése alapvetően más, mit a többi élcsapat szárnyának szerkezete. Itt a merevséget két hajlított elem biztosítja, az A-val jelölt elem a nyomott öv, a B-vel jelölt pedig a húzott öv. Ez a szárny statikus állapotában, azaz álló helyzetben tökéletesen merev, legalábbis annyira amennyit a szabályok megkövetelnek a mérési eljárás során. Mikor elindul az autó, a légellenállás hatására vízszintes erők keletkeznek, ami egy csavarást hoz létre a B elemben, ezt a csavarást fokozza még a C elem felfüggesztési pontjainak kialakítása is.
 

A lenti ábrán lehet látni, hogy milyen alakváltozást szenvedhet a B elem keresztmetszetben. Azaz, hogy egyenesedik ki a sebességtől! Kékkel statikus állapotban, zölddel mozgás közben.

A Ferrari első vezetőszárnya, ami talán a legegyszerűbbnek tűnik az egész mezőnyből, mégis a szakértők szerint - illetve a képeken és videókon jól látható módon - elég rugalmasak.

A Ferrari első vezetőszárnya a Szingapúri Nagydíjon

"Elolvastam az összes lehetséges magazint, láttam minden képet a FOM (Formula One Management) honlapján, de továbbra sem tudjuk megmagyarázni, hogy a Red Bull és a Ferrari autói mért működnek úgy, ahogy. Azzal tisztában vagyunk, hogy a mienk nem úgy viselkedik, rengeteg időt töltöttünk az autó vizsgálatával, és próbáltuk kitalálni a megoldást, azonban csak találgatások vannak a részünkről. Ezzel kapcsolatban megbeszélésre van szükség az FIA és az érintett csapatok között"- fogalmazott Jonathan Neale, a McLaren-Mercedes ügyvezető igazgatója.

A McLaren-Mercedes első vezetőszárnya a Szingapúri Nagydíjon
 
(forrás: scarbsf1.wordpress.com, f1hirek.hu)
 
Külön köszönet illeti MrGorduin nevű felhasználónkat, aki fordításával és kutatómunkájával nagy mértékben hozzájárult a cikk elkészültéhez.
Hozzászólások (9)Add Comment
Zsoltiy
Zsoltiy
2010 október, 06
195.56.55.116
...

Jó lett! Gratulálok!

kálmán89
kálmán89
2010 október, 05
195.56.55.116
...

Nagyon jó lett köszi szépen!

Adixx
Adixx
2010 október, 05
195.56.55.116
...

Nice!!

Azért tényleg milyen durván lifegett amikor kibújt Button mögül.

Shandor94
Shandor94
2010 október, 05
195.56.55.116
...

mondjuk valenciába érkezett elég sok ujítás és elég gyorsak is voltunk csakhát ott nem volt szerencsénk a biztonsági autó miatt....

erik
erik
2010 október, 05
195.56.55.116
...

már nem emlékszem mi mióta használjuk ezt a szárnyat
de a Red Bull eléggé bonyolult szerkeztének köszönhető,az,hogy a magas leszorítő erőt igénylő pályán ennyivel nagyobb volt a különbség(Albert-park,Hungaroring,Valencia)

erik
erik
2010 október, 05
195.56.55.116
...

szép munka fiúk,ügyesek voltatoksmilies/wink.gif

MrGorduin
MrGorduin
2010 október, 05
195.56.55.116
...

Köszönjük!smilies/smiley.gif

Sztike
Sztike
2010 október, 05
195.56.55.116
...

Nagyon jól sikerült összeállítás, gratula a fiuknak.

Shandor94
Shandor94
2010 október, 05
195.56.55.116
...

grat! Jó nagyon jó cikk lett!!

Szóljon hozzá Ön is!
Kérjük, hogy jelentkezzen be, ha hozzá kíván szólni. Ha még nincs fiókja, akkor regisztráljon!

busy
Módosítás: ( 2010. október 06. szerda, 20:14 )