Mire gondolnak pontosan a mérnökök, amikor egységnyi leszorítóerőről beszélnek?
A leszorítóerő és a légellenállás mértékét próbáljuk olyan módon számszerűsíteni, hogy az független legyen a külső tényezőktől. Ha azt adnánk meg, hogy az autó hány newton leszorítóerőt generál például 320 km/órás sebességnél, annak értéke a hőmérséklet függvényében változna. Ha például melegebb az idő, akkor alacsonyabb a levegő sűrűsége, ha hűvösebb van, akkor pedig magasabb. A repülőgép pilótái számára például ez nagyon fontos, és a felszállási sebesség meghatározásánál figyelembe kell venniük, mivel a gép eltérő hőmérséklet és légnyomás mellett máshogyan viselkedik.
Hogy ezt a változót eltűntessük, a leszorítóerő meghatározására egy különleges mérőszámot, a "felhajtóerő-tényezőt" használjuk. Persze mivel minket a leszorítóerő érdekel, a szám negatív lesz. Ha ezt megszorozzuk a levegő sűrűségével, a sebesség négyzetével és a viszonyítási területtel, megkapjuk az autó tényleges leszorítóerejét. Viszonyításként általában az autó elülső részét használjuk, és a legtöbb csapat 1,5 m2-rel számol, de mivel ez nincs pontosan előírva, kisebb eltérések lehetnek a számításokban egyes istállók között.
Tegyük fel, hogy az autó felhajtóerő tényezője -3,50. A szélcsatornában elérhető javulás mértéke általában csak a második tizedesjegyen mutatkozik meg. Az egyszerűség kedvéért az aerodinamikai mérnökök ezt nevezik egy egységnek. Ez tehát azt jelenti, hogy ha egy egységnyivel növeltük az autó leszorítóerejét, akkor az együtthatónk -3,50-ről -3,51-re változott. Az elért javulás mértéke azonban néha olyan kicsi, hogy egy harmadik tizedest is használnunk kell.
Ezek szerint egy egység jelentősége szinte semmi?
Valóban nagyon kis százalékokról beszélünk, ráadásul egy egységnyi javulás az egyes pályákon más-más mértékben mutatkozik meg a köridőkben. De nagyjából úgy számolunk vele, hogy három egységnyi előrelépés a leszorítóerőben 0,1 másodpercet jelent körönként. De látva, hogy milyen kicsik a különbségek a mezőnyben, ez is sokat számíthat.
A mérnökök aerodinamikai térképekről is beszélnek. Mik ezek?
Az autó által generált leszorítóerő mértékét befolyásolja a hasmagasság, a kanyarodási szög, a kipufogógáz áramlása, és még számos más tényező. Mindezek hatásának megértéséhez egy izovonalas grafikonokat használunk. A két tengely például lehet az első és a hátsó hasmagasság, a különböző színű körvonalak pedig a leszorítóerő mértékét mutatják. Ezen ábrák megértése alapvető fontosságú a teljesítmény szempontjából. Az autó aerodinamikai fejlesztésénél az egyik fő célunk ezért éppen az, hogy ezeknek a köröknek az alakját minél szabályosabbá, egyenletesebbé tegyük. Ha ez sikerül, akkor a mérnökök képesek előrejósolni az autó aerodinamikai teljesítményét a sebesség és egyéb körülmények változása esetén is. Ãm ha a körök nem egyenletesek, az autót nehéz beállítani és nehéz vezetni is.
Hogyan érintik mindezek a 2014-es autókat?
2014-re alapvető változásokon megy keresztül a karosszéria. Az egyik legfontosabb újítás, hogy az első vezetőszárny szélessége 1800-ról 1650 mm-re csökken. Emellett a biztonság növelését célzó szabályok arra kényszerítik a tervezőket, hogy az autók orrát alacsonyabban helyezzék el.
Noha az autó minden egyes elemének összhangban kell működnie, a legtöbb mégis az első szárnyon múlik. Emiatt is számítanak az új szabályok ilyen nagy horderejűnek. Amikor 2009-ben megnöveltük a szárny szélességét, akkor is időbe telt, mire a tervezők optimalizálni tudták annak hatékonyságát, és láthattuk, hogy a szárnyvéglapok egyre összetettebbek lettek, ahogy a mérnökök lassan megfejtették a légáramlatok útját. A szárnyak lerövidítésével az áramlatok egészen máshogy fogják érni az első kerekeket, ez pedig egy teljesen új szemléletet igényel a tervezésnél.
Ugyanennyire lényeges eleme az autónak a hátsó szárny alsó eleme, amit gyakran keresztszárnynak nevezünk. Ennek fontos szerepe van a szárny tetejére és a diffúzorba áramló levegő irányításában. 2014-ben már nem használhatjuk ezeket a keresztszárnyakat, aminek hatása érezhető lesz a teljesítményben.
A kipufogó elhelyezésén szintén módosítottak. A cső végét a váltó fölé kell helyeznünk, ami így sokkal kevésbé lesz használható aerodinamikai szempontból. Emellett a hátsó szárny is kissé alacsonyabban lesz, mindezek tudatában pedig kijelenthetjük, hogy a leszorítóerőt az autó elején és hátulján is alaposan megvágják.
Mennyire lassulnak ettől az autók?
Ez a nagy kérdés. Amikor az új modelleket először kipróbáltuk a szélcsatornában, nagyjából 30 százalékkal gyengébb aerodinamikai teljesítményt mutattak. Azóta már fejlődtek kissé, de a szezon elején jelentős lemaradásban lesznek ezen a téren elődeikhez képest.
Sok időbe fog telni, amíg a csapatok visszanyerik az elvesztett teljesítményt?
Most azt kellene mondanom, hogy el fog tartani egy darabig, de az F1-es aero-mérnökök rendkívül találékonyak. Emlékezzünk csak vissza, hogy a 2009-es szabályokat is azért vezették be, hogy gátat szabjanak a fejlesztéseknek, de a homályosan fogalmazó előírások mégis teret adtak olyan megoldásoknak, mint a dupla diffúzor, amely a vártnál nagyobb ugrást okozott a teljesítményben. Hogy ezúttal is érkezik-e majd egy hasonló áttörés? Hamarosan kiderül.
Jövőre a hajtásláncra jóval nagyobb hangsúly helyeződik. Vajon ez azt jelenti, hogy az aerodinamika fontossága csökken?
Nem, egyáltalán nem. A hajtásláncra vonatkozó új előírások mindenképpen érdekes kihívást jelentenek majd, de az elemek nagyobb hűtésigénye kiemelt figyelmet követel majd az aerodinamikusoktól. És persze a lényeg mit sem változik: az autó teljesítményét továbbra is azáltal lehet legjobban javítani, ha újabb egységpontokkal növeljük a leszorítóerejét.
