F1 bolido aerodinamika – kaip veikia prispaudimo jėga?
F1 bolido aerodinamika - kaip veikia prispaudimo jėga?
Reklama
Formulės 1 pasaulyje greitis – ne vien variklio galia. Tikrasis greičio paslaptis slypi aerodinamikoje. Šioje srityje kiekvienas milimetras, kiekvienas oro srautas ir kiekvienas sparno kampas lemia rezultatą. O viena svarbiausių aerodinamikos jėgų – prispaudimo jėga (downforce) – yra tai, kas išlaiko bolidą „priklijuotą“ prie asfalto net ekstremaliuose posūkiuose.
Kodėl prispaudimo jėga tokia svarbi?
Prispaudimo jėga – tai vertikali jėga, veikianti žemyn, kurią sukuria bolido aerodinaminiai elementai. Kuo didesnė ši jėga, tuo stabilesnis bolidas posūkiuose, tuo agresyviau galima stabdyti, ir tuo greičiau galima įveikti trasos vingius.
Skirtingai nei lėktuvai, kurie siekia pakilti, F1 bolidai yra sukurti taip, kad oras „stumtų juos žemyn“, padidindamas sukibimą su kelio danga. Be šios jėgos, bolidai tiesiog nesuvaldytų posūkių dideliu greičiu.
Pagrindiniai prispaudimo jėgos šaltiniai
Toliau pateiktoje lentelėje apžvelgti pagrindiniai aerodinaminiai komponentai ir jų funkcija kuriant prispaudimą:
| Komponentas | Funkcija | Įtaka prispaudimui |
|---|---|---|
| Priekinis sparnas | Nukreipia oro srautą aplink padangas ir į bolido dugną | Didelis prispaudimas priekyje |
| Galinysis sparnas | Sumažina oro pasipriešinimą, bet kartu stipriai spaudžia galinę dalį | Labai svarbus stabilumui |
| Dugno difuzorius | Padidina oro greitį po bolidu ir sukuria žemą slėgį | Vienas svarbiausių komponentų |
| Oro tuneliai (Venturi) | 2022 m. boliduose naudojami dugne suformuoti kanalai | Padeda išgauti „grindų“ prispaudimą |
| Bargeboards (senesni modeliai) | Kryptingai nukreipia oro srautą link dugno ar šonų | Vidutinė, bet svarbi funkcija |
Reali nauda trasoje
Tarkime, kad be prispaudimo jėgos bolidas galėtų įveikti posūkį tik 130 km/h greičiu, tačiau su gera aerodinamika – jau 170 km/h. Skirtumas akivaizdus. Todėl inžinieriai nuolat balansuoja tarp dviejų jėgų – prispaudimo jėgos ir oro pasipriešinimo (drag). Daugiau prispaudimo – geresni posūkiai. Mažiau pasipriešinimo – didesnis greitis tiesioje.
Aerodinamikos pokyčiai 2022 m. ir toliau
Nuo 2022 m. įsigaliojus naujoms taisyklėms, bolidų aerodinamika iš esmės pasikeitė:
-
Grindų difuzoriai tapo pagrindiniu prispaudimo šaltiniu.
-
Buvo pašalinta daug papildomų sparnelių, kad sumažėtų „purvinas oras“.
-
Tai leido bolidams važiuoti arčiau vienas kito ir palengvino lenkimus.
Įdomūs faktai apie F1 aerodinamiką:
-
F1 bolidas prie 250 km/h sukuria prispaudimą, prilygstantį jo pačio svoriui – teoriškai, jis galėtų važiuoti lubomis!
-
Aerodinaminiai bandymai atliekami vėjo tuneliuose ir naudojant CFD (computational fluid dynamics) simuliacijas.
-
Komandos gali keisti sparnų kampus pagal trasą – Monako trasoje svarbiau prispaudimas, o Monzoje – mažas pasipriešinimas.
Išvada
Aerodinamika yra tarsi nematomas F1 bolido variklis. Be tinkamai sureguliuoto oro srauto, net galingiausias bolidas tampa nevaldomas. Prispaudimo jėga – tai ne tik techninis terminas, bet ir vienas pagrindinių veiksnių, dėl kurių F1 lenktynės yra tokios įspūdingos. Stebint bolidus trasoje, verta prisiminti, kad kiekvienas jų posūkis – tai inžinerijos triumfas.
