Formel 1-bilene for 2022-sesongen, som vi så den første prototypen av under årets Great Britain Grand Prix, vil være forskjellige fra de som kjører i år, og det er praktisk talt enighet om at de vil være langt mer visuelt tiltalende.
Forskjellene mellom bilene fra 2021 og 2022 er tydelige, og en av de raskest synlige er de nye hjulene med større diameter som nå er utstyrt med 18"-hjul, i stedet for de nåværende 13"-hjulene.
Men det er aerodynamikken til de nye enkeltseterne som lover å gjøre hele forskjellen i målsettingen (vanlig) om å lette forbikjøringer og øke konkurransen i løp.
Vi kan se at enseteren som skal brukes i 2022 har et mye "renere" utseende enn 2021 enkeltseteren, en konsekvens av "renheten" til de aerodynamiske overflatene, enten ved å redusere antallet eller ved å forenkle designet.
Den direkte konsekvensen av dette er at de nye bilene ikke vil kunne generere like mye downforce (downforce eller negativ lift) som 2021-bilene, men hovedmålet med den nye aerodynamikken var ikke å redusere downforce, men heller for å generere mindre "skitten luft".
"Skitten luft"? Hva er det?
Dette er ikke luft… forurenset, men det er betegnelsen (skitten luft på engelsk) til den turbulente luften som dannes bak i kjøretøyet når den passerer gjennom luften. For enseteren som følger bak, vil piloten din raskt føle effekten av denne turbulensen som påvirker luftstrømmen.
Effektiviteten til bilens aerodynamiske overflater reduseres, noe som også betyr at mengden nedkraft som genereres er mindre, og følgelig er grepet og hastigheten ved å passere gjennom svinger lavere.
En bil som følger en annen tett mister mellom 35 % (20 m avstand) og 46 % (10 m avstand) av nedkraften, noe som forklarer mye vanskelighetene til en sjåfør med å holde seg nær baksiden av bilen som jager. .
Det er viktig å redusere mengden "skitten luft" som genereres, og det er her aerodynamikken til den nye bilen utgjør forskjellen.
Og det aerodynamiske elementet som skaper mer nysgjerrighet og intriger i den nye bilen er utformingen av bakvingen, som ikke kunne vært mer forskjellig fra de som brukes i dag i Formel 1.
Bakvinge "Curves"
Vingene til dagens F1-biler ligner på en boks: vi har to ensartede vingeprofiler (selve vingen) som er "omgitt" av to flate vertikale plater kalt endeplater.
En effektiv løsning for å generere enorme mengder downforce, men også generere mye turbulens bak deg, hovedsakelig på grunn av slike endeplater.
Disse bidrar til å kanalisere luftstrømmen over vingeprofilene, og forsterker høytrykksluftsonen som genereres på toppen av vingen, noe som igjen øker downforce-verdiene. Men de genererer også virvler som skaper mye turbulens i kjøretøyets kjølvann og svekker luftstrømmen til bilen bak.
Utformingen av den nye bakvingen kunne ikke vært mer annerledes, siden det ikke lenger er rette og flate elementer, og alle er krumlinjede, uten endeplater. Endeplatens "rundt"-effekt slutter å eksistere, noe som får en del av høytrykksluften som genereres i den øvre delen av denne buede vingen til å unnslippe fra sidene, noe som reduserer ikke bare nedkraften, men også mengden "skitten luft" som genereres.
For å kompensere for tapet av downforce vil Formel 1-biler for 2022-sesongen få et nytt fond. Dette vil ikke lenger være flatt og vil ha Venturi-tunneler i hele lengden, og generere bakkeeffekten. Med andre ord, luften som passerer gjennom disse tunnelene akselereres, noe som gir opphav til en sugeeffekt som "limer" bilen til asfalten. Det er nå bunnen av bilen og ikke de aerodynamiske overflatene på toppen, slik som bakvingen, som primært er ansvarlige for å generere downforce.
Det er en effektiv løsning som også bidrar til målet om å redusere «skitten luft» i kjøretøyets kjølvann.
Likevel vil "skitten luft" fortsette å bli generert (det er ingen måte å unngå dette helt, siden det er en av effektene av at et objekt "dytter et hull" i luften). Men den nye buede bakvingen har ett "triks" til...
Denne er designet, i motsetning til hva man kan forvente, for å lede den "skitne luften" til midten og rett bak den bakre diffusoren - den skal gjøre det motsatte, dvs. fjerne denne turbulente og uønskede luften fra bilen.
Men grunnen til at den gjør dette er nok en gang på grunn av bilens nye bunn. Som vi sa, er bunnen av bilen nå hovedkraftgeneratoren, og akselererer luften gjennom Venturi-tunnelene mot den bakre diffusoren.
Denne akselererte luftstrømmen som kommer fra bunnen og ut gjennom diffusoren, fanger opp den "skitne luften" som den buede bakvingen har konsentrert i det området og leder den opp og bort fra bilen bak. Dette er også det som rettferdiggjør tilstedeværelsen av en andre vinge, i en lavere posisjon, men rett over diffusoren.
Dette genererer en lavtrykkssone som bidrar til å forsterke denne effekten, og suger inn turbulent luft slik at den kan fraktes bort av diffusorens luftstrøm. Smart, ikke sant?
Resultatet av alt dette? Bilen som følger etter vil kun miste 18 % av downforcen (10 m unna) i stedet for å miste de 46 % som vi så før!
For flere detaljer om den nye buede bakvingen, sjekk ut videoen lagt ut av pilot Scott Mansell (ikke relatert til Nigel Mansell) på Driver61-kanalen (på engelsk, ingen undertekster):