Laczyi's site: F1 - Wéber Gábor: Evolúció vagy revolúció?

Wéber Gábort nem kell bemutatni a Forma 1 rajongóinak. Alább az Ő elemzését olvashatjátok az eddig látottakról, tapasztaltakról, a 2012-es autókról, megoldásokról, a szabályok trükkös értelmezéséről és mindenről, amiről a Forma 1 szól.

Három híján az összes autó bemutatkozott az első tesztnapig, és a McLaren kivételével valóban mindegyik esetlenül néz ki. Ugyan van különbség a lépcsős orrmegoldások között, ám a Ferrari, a Sauber és a Williams teljesen lego-szerű, baltával faragott kiképzése, és a Force India vagy a Red Bull jóval íveltebb megoldásai egyaránt szokatlanok. Első ránézésre ez lesz 2012 legmeghatározóbb vizuális változása, de azért nem ezen múlik majd az idei világbajnoki cím.

Az orrkúpok szabálymódosítása 55 cm-re csökkentette az eddig 62,5 cm-es megengedett magasságot, miközben a monocoque felső határa maradt 62,5 cm-en. Ez idáig rendben is volna, ha a csapatok elsősorban esztétikai és nem hatékony megoldásokat keresnének, mindenkinek szép, lapos orr-része lenne, mint a McLarennek, vagy még olyanabb. A kacsacsőrű, vagy sokak szerint krokodil orrot ugyanis nem a szabályok írják elő, az csak az autók tervezési koncepciójának logikus következményeként született meg. Miért?

Mert a tervezők a lehető legtöbb levegőt szeretnék az autó alá és az oldaldobozok köré juttatni, aminek az alacsonyra helyezett monocoque és orrkúp az útjában van. A ránézésre logikátlan megoldás (miszerint a magasabb orr jobb) annyival hatékonyabb fenéklemez alatti áramlást, és ennek köszönhetően leszorítőerőt tesz lehetővé, ami bőven ellensúlyozza a magasba tolt orrok által keltett felhajtóerőt és a némileg magasabb súlypontot is. Így hát bármennyire csúnya, nem volt más logikus választás, mint megtartani a lehető legmagasabb utascellát és lépcsősen hozzácsapni a 7,5 cm-rel lejjebb fekvő, szinte nyílegyenes orrkúpot. Az autósportban a funkció mindig megelőzi a formát (ezúttal sajnos).
Hogy a McLaren miért maradt mégis az alacsony, most már szexi orrnál? Mert évek óta erre a koncepcióra szavaztak, erről van százkötetnyi tapasztalatuk, és amíg valahogy mégis működésre bírják a levegőt a vicces, de valószínűleg hatékony orrkúp alatti hóeke-betéttel, addig minden más több időt vinne el a fejlesztésből. Tavaly szinte utolérték a Red Bullt, így érthető a döntés.
Az idei év legnagyobb kérdése, hogy a befújt diffúzorok betiltásával vajon megváltoznak-e az erőviszonyok. Nos, a tiltás ellenére szinte biztos, hogy 2012-ben is a kipufogógázok körül izzik majd a levegő, mert szokás szerint a határokat feszegetik az idei megoldások. Pedig az FIA próbálta elejét venni a dolognak, eléggé megkötötték a technikai főnökök kezét az idei előírások. A motorvezérlést érintő változtatások mellett a kipufogó elhelyezését is pontosan körbeírta, és még a kivezetés irányát is megszabta: minimum 10º-ban felfelé (max. 30º), és oldalirányban is maximum 10º-ban térhet el az autó hossztengelyétől a kipufogónyílás. Ezzel elméletileg lőttek diffúzorba fújásnak, azonban még így is számos trükkös megoldás születhet, és már született is.

A részletek még sokat változnak a tesztek során, azonban nagyon úgy tűnik, hogy a karosszéria és az autó körüli áramlatok okos felhasználásával minden tiltás ellenére lefelé is képesek fújni valamilyen szinten. A szabály ugyan tiltja az autó rugózott elemeinek terelőelemként való használatát, ám a McLaren és a Ferrari is kiskapukat talált, vagy legalább is vélt találni. Ezzel szemben a Red Bull és a Toro Rosso teljesen más kipufogó pozícióval a hátsó-felső lengőkar elülső eleméről pattintja a nagy sebességű gázokat az alsó szárnyelemre, ami azért zseniális megoldás, mert az rugózatlan tömegnek számít – azaz nem zárják ki a szabályok. Hogy a 800C fokos közvetlen kezelést hogy bírják a filigrán lengőkarok, majd kiderül, ám a zircotech borítások korában ez sem megoldhatatlan feladat.

Akármilyen jól is sikerül túljárni a szabályalkotók eszén, messze nem lesz olyan hatékony a megoldás, mint a tavalyi rendszerek, azonban aki jobban gondolkodott, így is előnyhöz jut. A szezon előtt még nem világos, hogy melyik a leghatékonyabb megoldás, de azért nézzük:
a) hátsó szárny alsó eleme alá vezetve – Red Bull és Toro Rosso, az autó középvonalához közelebb helyezett kipufogónyílással, V-alakban befelé fújva,
b) hátsó szárny felső eleme alá vezetve – Caterham, Force India, Lotus, Sauber és Williams, nagyjából a szárnyvéglapokkal egyvonalban, de V-alakban befelé és magasabbra fújva,
c) hátsó fékhűtő-légterelő elemekre vezetve –Ferrari és McLaren, a hátsó kerék vonalában, „lefelé” fújva,
d) hátsó szárnyvéglap éléhez vezetve - ???

Az első három megoldás mind extra leszorítóerőt generál, amíg a gázáramlás folyamatos, de viszonylag nagy a szórás, hiszen az autó körüli nagynyomású áramlásba kell „fecskendezni” a gyorsan mozgó, alacsony nyomású gázokat. A legkevesebb problémát a b-verzió jelenti, azonban ennek a hatékonysága pont a távolság miatt kérdéses lehet – persze a legtöbben ezt választották. Az a és c változatok sokkal nehezebben kezelhető megoldások, de többet hozhatnak a konyhára, azonban mindkét esetben extrém hőterhelésnek vannak kitéve az elemek, ráadásul a Ferrari és McLaren megoldását többen szabálytalannak tartják. Az utolsó változat érdekessége, hogy a légellenállást csökkenti a hátsó szárny elemek találkozásánál fellépő nyomáskülönbségek elegyengetésével, ami egyfajta passzív F-csatornaként funkcionálhat, ezért simán elképzelhető, hogy később ezek a megoldások is megjelennek. A Mercedes tavalyi első szárnyas passzív F-csatornája után nem lennék meglepve, ha valami hasonlóval rukkolnának elő.

A rengeteg orr alá hozott levegőt persze el is kell tudni vezetni, anélkül, hogy leválna a felületről, így az oldaldobozok alakja is meghatározó. A magas cockpitok miatt általában magas és alávágott megoldások között két fő irányzat működik: rövid és széles oldalszekrény, hátul extrém módon elszűkítve és befelé döntve, valamint a teljes hosszában alávágott, hosszú megoldások, amit a Force India, Toro Rosso, de részben a Williams is így használ. Az utóbbiak eleve extrém változatot képviselnek, mert az ultra alacsony váltóháznak köszönhetően szinte lyukat robbantottak az autó hátsó részébe, ami most még feltűnőbb a Renault motor kisebb helyigénye miatt. Hogy idén melyik megoldás a jobb, majd kiderül, a teljesen alávágott verziókat a magasabb súlypont miatt nem kedvelik az élcsapatok, főleg, mióta a KERS-nek is helyet kell találni.

Az autók viselkedésének legmeghatározóbb elemei továbbra is az első szárnyak maradnak, hiszen ez az az autó egyetlen pontja, ami még „tiszta” levegővel találkozik. A szélesebb, magasabb első szárnyak óta merőben más koncepció érvényesül, a szárnyak összetettebbek, mint egy rokokó-szobor. A számítógépes áramlástan és a számítógépek fejlődése óta elképesztő megoldások születnek, elég csak megnézni a Lotus első két verzióját, az első tesztnapról. A korábban elsősorban áramlási szigetelőként működő, zárt szárnyvéglapok egymásba fonódó, komplex formát öltenek, egyszerre próbálva az első kerekek mellé irányítani, ugyanakkor fel is szeletelni a levegőt, hogy célzottan és pontosan olyan rétegekben érkezzen az orrkúp alá/mellé, ahogy a legtöbbet tudják kihozni belőle. Hogy mennyire fontos a hatékonyság, arra a Red Bull vortex-generátorai a jó példák, az első szárny belépő élén lévő betüremkedések ugyan rontanak a szárnyelem abszolút leszorítóerején, azonban olyan csavart légáramlatot képeznek, ami a szárny mögött energetizálja a légáramot, tovább javítva a diffúzorhoz jutó áramlás minőségét.
A lépcső orrokra visszatérve még: a Red Bull és a Sauber itt hasonló trükköt alkalmazott, csak fordítva: az RB8 résnyi nyílása pont az orrkúp és a kasztni találkozásánál van, a légárammal szemben, míg a C31 ugyanezt a rést menetiránynak háttal, a pilóta felé nézve helyezte el. Mindkét esetben valószínű, hogy a turbulenciák csökkentése a cél, hasonló elven gyorsítva az áramlást, mint a Gurney-betétek a szárnyak, vagy a diffúzor tetején. A nyílás miatt ugyanis visszaáramlás keletkezik, ami lefelé húzza a fölötte áramló légréteget.

Az elmúlt évek másik slágere, a flexibilis szárnyak idén ismét keményebb ellenőrzést kapnak, a mostani előírásokkal már valóban nehéz lesz megoldani a látványos flexelést nagy tempónál, de azért ne igyunk előre a medve bőrére. Tény, hogy a Red Bull erre tervezett koncepciója (flexibilis szárnyak+befújt diffúzor +nagy hátsó hasmagasság) tökéletesen használta ki a lehetőségeket, azonban az első kettő nélkül nehéz megoldani a harmadikat. Az ún. rake, azaz a hátrafelé emelkedő fenéklemez alapvető tervezési szabály, hiszen segíti a szívóhatást, viszont nagyon érzékeny minden egyes milliméternyi változásra. Amennyiben valaki idén ugyanakkora hasmagasság különbséggel szeretne autózni, mint tavaly, akkor az egyetlen mód a tengelytávcsökkentés lenne, így a dőlésszöget alacsonyabb hátsó hasmagassággal is megtarthatnák. Ez azonban rontaná az autó körüli áramlást, így nem véletlen, hogy eddig senki nem lépett erre az útra.

Egyelőre a Ferrari az egyetlen, akik a hátul gyakorlatilag kötelezővé váló húzórudas (vonórudas) megoldás mellett elöl is lemondtak a nyomórudas verzióról, hogy mit hoz nekik, majd meglátjuk. Amit nyerhetnek vele: alacsonyabb súlypont (van is mit ellensúlyozni a legmagasabbra húzott orr mellett), némileg jobb áramlás, viszont lényegesen nagyobb a mechanikus terhelés, amihez megerősített, így nehezebb tengelycsonk és bekötések szükségesek, ráadásul a húzórúd szöge is messze van az optimálistól.
Ugyanilyen érdekesség a Sauber hátsó szárny rögzítése, amit nem a szokásos módon alulról, hanem egy hattyúnyak elemmel felülről fogattak meg. Ez a megoldás a sportprototípusokon terjedt el nemrég, a lényege, hogy a szárnyfelület alsó része mindig fontosabb, mint a felső, hiszen az a gyorsabban áramló, alacsony nyomású légréteg, így minden, az útjából kikerülő akadállyal hatékonyabban működik. Apró részlet ugyan, de minden századmásodperc számít.