Efekt przyziemny wraca do bolidów F1

Podczas gdy F1, FIA i zespoły ciągle pracują nad finalizacją nowych przepisów mających obowiązywać od sezonu 2021, światło dzienne ujrzały pierwsze szczegóły związane z gruntowną zmianą, którą przejść ma „królowa motorsportu”.

Zgodnie z tym co pokazuje ilustracja autorstwa Giorgio Pioli, nowe zasady dotykają całkowitej zmiany koncepcji tego, jak nowe samochody mają wytwarzać siłę docisku.

Głównym zamysłem jest pozbycie się złożonych urządzeń i rozwiązań aerodynamicznych, które dominują w obecnych czasach, zwłaszcza w obszarach skrzydeł i sekcji bocznych. W planach jest m.in prostsze i mniej czułe przednie skrzydło.

Jednak największa zmiana dotyczy tego co jest pod samochodem - seria tuneli Venturiego zasili podwójny dyfuzor, który wytwarzać będzie większość docisku. Pomysł jest zbliżony do tego co już było obecne w Formule 1. Po razy pierwszy efekt przyziemny [ground effect] wykorzystano w Lotusie (rysunek poniżej) pod koniec lat 70. ubiegłego stulecia. Rozwiązanie to zostało zakazane w 1983 roku.

Lotus 79 and Lotus 80 comparsion

Photo by: Giorgio Piola

Szef ds. technicznych bolidów jednomiejscowych w FIA, Nikolas Tombazis powiedział: - Chcemy spowodować, by samochody mogły się ze sobą swobodnie ścigać, podążać za sobą, co sprawi, że będziemy mieć więcej ekscytujących bitew.

- Kolejnym punktem są opony. Mają umożliwiać walkę, nie ulegając degradacji i nie ograniczając ataku do krótkich momentów.

- [Bolidy] są prostsze niż obecne, ponieważ wiele drobnych elementów zostało usuniętych, szczególnie w przedniej części sekcji bocznych. Przednie skrzydło będzie mniej skomplikowane.

- Pod samochodem znajduje się dyfuzor. Pod sekcjami bocznymi są umieszczone tunele prowadzące od przodu ku tyłowi.

Ferrari SF90 2021-2019 car side comparison

Photo by: Giorgio Piola

Oczekuje się, że połączenie „efektu przyziemnego”, prostszej aerodynamiki i deflektorów przednich kół umożliwi samochodom podążanie za sobą w znacznie bliższych odległościach, niż ma to miejsce obecnie.

Aktualna generacja bolidów traci około 45% siły docisku, gdy jeden samochód zbliży się do drugiego na dystans dwóch długości [auta]. Najnowsze symulacje dotyczące pomysłu na 2021 rok pokazują stratę na poziomie 5-10 procent.

Tombazis dodaje: - Dwa silne wiry zasysają istotną część turbulentnego „śladu” zostawianego przez bolid, co skutkuje znacznie „czystszym” przepływem powietrza nacierającego na kolejny samochód.

Władze Formuły 1 mają nadzieję na uzgodnienie z zespołami kształtu nowych regulacji do 15 września. Ratyfikacja przez FIA mogłaby wtedy nastąpić podczas posiedzenia Światowej Rady Sportów Motorowych w końcówce października.

Czemu zmiany pomogą bolidom zbliżać się do siebie?

Skupienie aerodynamiki na podwoziu samochodu nie tylko spowoduje zmianę filozofii przy projektowaniu, ale sprawi, że wyścigi staną się ciekawsze.

Obecne samochody F1 mają płaską podłogę, która przechodzi w dyfuzor na wysokości tylnej osi. W połączeniu z tylnym skrzydłem, dyfuzor zapewnia większość z siły docisku jaką posiada bolid. Odbywa się to jednak kosztem generowania turbulentnego „śladu”, potocznie zwanego brudnym powietrzem.

Turbulencje są czymś, na co wrażliwy jest jadący z tyłu samochód.

Przejście na tunele Venturiego, które otwierać się będą w przedniej części sekcji bocznych, spowoduje powstanie tzw. „efektu przyziemnego”. Powietrze przyspiesza, gdy przechodzi między podłogą samochodu, a nawierzchnią.

Zapewnia to większą siłę docisku i powoduje, że bolidy mogą pracować przy znacznie zmniejszonym tylnym skrzydle. Koncentracja na aerodynamice podwozia zmniejsza także czułość aerodynamicznego balansu, co oznacza, że zbliżający się z tyłu samochód nie będzie gwałtowanie tracił docisku na skutek „brudnego powietrza".

Dodanie deflektorów sprawi, że kanały Venturiego pozostaną wydajne.

Turbulencje w śladzie aerodynamicznym są bardzo trudne do opanowania, stąd coraz większa złożoność obecnych sekcji bocznych. Zahamowanie niekorzystnego efektu sprawi, że te elementy konstrukcji nowych bolidów mogą być ściślej regulowane.

Williams FW42, barge board

Photo by: Giorgio Piola