2022 m. sezono Formulės 1 automobiliai, kurių pirmąjį prototipą pamatėme šių metų Didžiosios Britanijos Grand Prix lenktynėse, skirsis nuo tų, kurie lenktyniauja šiais metais, ir iš esmės sutariama, kad jie bus daug patrauklesni.
Skirtumai tarp 2021 ir 2022 metų automobilių yra aiškūs ir vieni greičiausiai matomi nauji didesnio skersmens ratai, kuriuose dabar montuojami 18 colių, o ne 13 colių ratai.
Tačiau būtent naujų vienviečių automobilių aerodinamika žada pakeisti tikslą (įprastą) palengvinti lenkimą ir padidinti konkurenciją lenktynėse.
Matome, kad 2022 m. bus naudojamas vienvietis automobilis yra daug „švaresnis“ nei 2021 m. vienvietis – tai aerodinaminių paviršių „švarumo“ pasekmė, sumažinus jų skaičių arba supaprastinus dizainą.
Tiesioginė to pasekmė yra ta, kad nauji automobiliai nesugebės sukurti tiek prispaudžiamosios jėgos (prispaudžiamosios jėgos arba neigiamo pakėlimo) kaip 2021 m. automobiliai, tačiau pagrindinis naujosios aerodinamikos tikslas nebuvo sumažinti prispaudimo jėgą. o greičiau generuoti mažiau „nešvaraus oro“.
„Nešvarus oras“? Kas tai?
Tai nėra oras… užterštas, bet tai terminas (angliškai purvinas oras) apibūdinamas turbulentinis oras, susidarantis transporto priemonės gale, kai jis praeina per orą. Iš paskos važiuojančio vienviečio jūsų pilotas greitai pajus šios turbulencijos, turinčios įtakos oro srautui, padarinius.
Sumažėja jūsų automobilio aerodinaminių dangų efektyvumas, o tai taip pat reiškia, kad sukuriama mažesnė prispaudimo jėga, todėl sukibimas ir greitis važiuojant posūkiuose yra mažesnis.
Automobilis, kuris glaudžiai seka kitą, praranda nuo 35% (20 m atstumas) iki 46% (10 m atstumas) savo prispaudžiamosios jėgos, o tai labai paaiškina vairuotojo sunkumus laikytis arti persekiojančio automobilio galo. .
Būtina sumažinti generuojamo „nešvaraus oro“ kiekį, todėl naujojo automobilio aerodinamika turi įtakos.
O aerodinaminis elementas, sukeliantis daugiau smalsumo ir intrigos naujajame automobilyje, yra jo galinio sparno dizainas, kuris negali labiau skirtis nuo šiandien naudojamų Formulėje 1.
galinio sparno "kreivės"
Šiuolaikinių F1 automobilių sparnai yra panašūs į dėžę: turime du vienodus sparnų profilius (patį sparną), kuriuos „supa“ dvi plokščios vertikalios plokštės, vadinamos galinėmis plokštėmis.
Veiksmingas sprendimas generuoti didžiulę prispaudžiamąją jėgą, bet taip pat sukelti daug turbulencijos už nugaros, daugiausia dėl tokių galinių plokščių.
Jie padeda nukreipti oro srautą per sparnų profilius, sustiprindami aukšto slėgio oro zoną, kuri susidaro sparno viršuje, o tai savo ruožtu padidina prispaudžiamosios jėgos vertes. Tačiau jie taip pat sukuria sūkurius, kurie sukelia daug turbulencijos transporto priemonėje ir pablogina oro srautą į iš paskos esantį automobilį.
Naujojo galinio sparno dizainas negali būti kitoks, nes nebėra tiesių ir plokščių elementų, o visi jie yra vingiuoti, be galinių plokščių. Galinės plokštės „aplink“ efektas nustoja egzistuoti, todėl dalis aukšto slėgio oro, susidarančio viršutinėje šio lenkto sparno dalyje, išeina iš šonų, todėl sumažėja ne tik prispaudžiamoji jėga, bet ir generuojamo „nešvaraus oro“ kiekis.
Siekiant kompensuoti prarastą prispaudimo jėgą, 2022 metų sezono Formulės 1 bolidai gaus naują fondą. Jis nebebus plokščias ir per visą ilgį turės Venturi tunelius, sukuriančius žemės efektą. Kitaip tariant, oras, einantis per šiuos tunelius, pagreitėja, atsiranda siurbimo efektas, „klijuojant“ automobilį prie asfalto. Dabar už prispaudžiamosios jėgos generavimą pirmiausia yra atsakinga automobilio apačia, o ne aerodinaminiai paviršiai viršuje, pavyzdžiui, galinis sparnas.
Tai efektyvus sprendimas, kuris taip pat prisideda prie tikslo sumažinti „nešvaraus oro“ kiekį transporto priemonėje.
Nepaisant to, „nešvarus oras“ ir toliau bus generuojamas (to visiškai išvengti nepavyks, nes tai yra vienas iš objekto „išstūmimo skylę“ ore padarinių). Tačiau naujasis lenktas galinis sparnas turi dar vieną „gudrybę“...
Šis skirtas, priešingai nei būtų galima tikėtis, nukreipti „nešvarų orą“ į vidurį ir iškart už galinio difuzoriaus – turėtų daryti priešingai, ty pašalinti iš automobilio šį audringą ir nepageidaujamą orą.
Tačiau priežastis, dėl kurios tai daroma, dar kartą yra dėl naujojo automobilio dugno. Kaip jau minėjome, automobilio dugnas dabar yra pagrindinis prispaudimo jėgos generatorius, greitinantis orą per savo Venturi tunelius link galinio difuzoriaus.
Šis pagreitintas oro srautas, einantis iš apačios ir išeinantis per difuzorių, sugauna „nešvarų orą“, kurį lenktas galinis sparnas sukoncentravo toje srityje, ir nukreipia jį aukštyn ir toliau nuo užpakalyje esančio automobilio. Tai taip pat pateisina antrojo sparno buvimą žemesnėje padėtyje, bet iškart virš difuzoriaus.
Tai sukuria žemo slėgio zoną, kuri padeda sustiprinti šį efektą, įsiurbdama turbulentinį orą, kad jį galėtų nunešti difuzoriaus oro srautas. Protingas, ar ne?
Viso to rezultatas? Iš paskos važiuojantis automobilis praras tik 18 % prispaudžiamosios jėgos (10 m atstumu), o ne 46 %, kaip matėme anksčiau!
Norėdami gauti daugiau informacijos apie naują lenktą galinį sparną, žiūrėkite vaizdo įrašą, kurį pilotas Scottas Mansellas (nesusijęs su Nigelu Mansellu) paskelbė Driver61 kanale (anglų kalba, be subtitrų):