Bolidy Formuły 1 na sezon 2022, których pierwszy prototyp widzieliśmy podczas tegorocznego Grand Prix Wielkiej Brytanii, będą się różnić od tych ścigających się w tym roku i istnieje praktycznie zgoda, że będą znacznie bardziej atrakcyjne wizualnie.
Różnice między samochodami 2021 i 2022 są wyraźne, a jednymi z najszybciej widocznych są nowe koła o większej średnicy, które są teraz wyposażone w koła 18″ zamiast obecnych 13″.
Ale to aerodynamika nowych jednomiejscowych bolidów obiecuje zmienić cel (zazwyczaj) ułatwienia wyprzedzania i zwiększenia rywalizacji w wyścigach.
Widzimy, że bolid, który ma być użyty w 2022 roku, ma znacznie „czystszy” wygląd niż jednomiejscowe z 2021 roku, co jest konsekwencją „czystości” powierzchni aerodynamicznych, czy to poprzez zmniejszenie ich liczby, czy uproszczenie ich konstrukcji.
Bezpośrednią konsekwencją tego jest to, że nowe samochody nie będą w stanie generować tak dużego docisku (docisku lub ujemnego docisku), jak samochody z 2021 roku, ale głównym celem nowej aerodynamiki nie było zmniejszenie docisku, ale raczej generować mniej „brudnego powietrza”.
"Brudne powietrze"? Co to jest?
To nie jest powietrze… zanieczyszczone, ale jest to określenie (dirty air w języku angielskim) dotyczące turbulentnego powietrza, które tworzy się w tylnej części pojazdu, gdy przechodzi przez powietrze. W przypadku jednomiejscowego pojazdu, który jedzie z tyłu, pilot szybko odczuje skutki turbulencji, które wpływają na przepływ powietrza.
Wydajność powierzchni aerodynamicznych Twojego samochodu jest zmniejszona, co oznacza również, że ilość generowanego docisku jest mniejsza, a co za tym idzie przyczepność i prędkość pokonywania zakrętów są mniejsze.
Samochód, który podąża za innym, traci od 35% (20 m dystansu) do 46% (10 m dystansu) swojej siły docisku, co w dużym stopniu tłumaczy trudności kierowcy z utrzymaniem się blisko tyłu ścigającego się auta. .
Koniecznie trzeba zmniejszyć ilość generowanego „brudnego powietrza” i właśnie tutaj aerodynamika nowego samochodu robi różnicę.
A elementem aerodynamicznym, który wzbudza w nowym samochodzie większą ciekawość i intrygę, jest konstrukcja jego tylnego skrzydła, które nie może bardziej różnić się od tych stosowanych obecnie w Formule 1.
Tylne skrzydło „Zakrzywione”
Skrzydła dzisiejszych bolidów F1 są podobne do pudła: mamy dwa jednolite profile skrzydeł (samo skrzydło), które są „otoczone” dwiema płaskimi pionowymi płytami zwanymi płytami końcowymi.
Skuteczne rozwiązanie do generowania ogromnych ilości docisku, ale także generowania wielu turbulencji za tobą, głównie dzięki takim płytom końcowym.
Pomagają one kierować przepływ powietrza nad profilami skrzydeł, wzmacniając strefę powietrza o wysokim ciśnieniu, która jest generowana w górnej części skrzydła, co z kolei zwiększa wartości siły docisku. Ale generują one również wiry, które tworzą dużo turbulencji w ślad za pojazdem i utrudniają przepływ powietrza do samochodu z tyłu.
Konstrukcja nowego tylnego skrzydła nie mogłaby być bardziej inna, ponieważ nie ma już prostych i płaskich elementów, a wszystkie są krzywoliniowe, bez nakładek. Efekt „dookoła” nakładki przestaje istnieć, powodując, że część powietrza pod wysokim ciśnieniem wytworzonego w górnej części tego zakrzywionego skrzydła ucieka z boków, co zmniejsza nie tylko siłę docisku, ale także ilość generowanego „brudnego powietrza”.
Aby zrekompensować utratę docisku, samochody Formuły 1 na sezon 2022 otrzymają nowy fundusz. Nie będzie to już płaskie i będzie miało tunele Venturiego na całej swojej długości, generujące efekt naziemny. Innymi słowy, powietrze przechodzące przez te tunele jest przyspieszane, powodując efekt ssania, „przyklejając” samochód do asfaltu. Teraz to spód samochodu, a nie powierzchnie aerodynamiczne na górze, takie jak tylne skrzydło, są przede wszystkim odpowiedzialne za generowanie docisku.
Jest to wydajne rozwiązanie, które również przyczynia się do redukcji „brudnego powietrza” w ślad za pojazdem.
Mimo to „brudne powietrze” nadal będzie się generować (nie da się tego całkowicie uniknąć, ponieważ jest to jeden z efektów „wypychania dziury” w powietrzu). Ale nowe zakrzywione tylne skrzydło ma jeszcze jedną „sztuczkę”...
Ten ma, wbrew pozorom, kierować „brudne powietrze” na środek i zaraz za tylny dyfuzor — powinien działać odwrotnie, czyli usuwać to turbulentne i niepożądane powietrze z auta.
Ale powodem, dla którego to robi, jest, ponownie, z powodu nowego dna samochodu. Jak powiedzieliśmy, spód samochodu jest teraz głównym generatorem docisku, przyspieszającym przepływ powietrza przez tunele Venturiego w kierunku tylnego dyfuzora.
Ten przyspieszony strumień powietrza wypływający z dołu i wychodzący przez dyfuzor wyłapuje „brudne powietrze”, które skoncentrowało się w tym obszarze zakrzywione tylne skrzydło i kieruje je w górę, z dala od samochodu znajdującego się z tyłu. To również uzasadnia obecność drugiego skrzydła, w dolnej pozycji, ale bezpośrednio nad dyfuzorem.
Generuje to strefę niskiego ciśnienia, która pomaga wzmocnić ten efekt, zasysając turbulentne powietrze, aby mogło zostać uniesione przez przepływ powietrza z dyfuzora. Sprytne, prawda?
Wynik tego wszystkiego? Samochód jadący z tyłu straci tylko 18% siły docisku (10 m) zamiast tracić 46%, jak widzieliśmy wcześniej!
Aby uzyskać więcej informacji na temat nowego, zakrzywionego tylnego skrzydła, obejrzyj wideo opublikowane przez pilota Scotta Mansella (niezwiązanego z Nigelem Mansellem) na kanale Driver61 (w języku angielskim, bez napisów):