Δείτε το δεύτερο μέρος του αφιερώματος στις αλλαγές των τεχνικών κανονισμών για το 2011

Το άρθρο υπογράφουν οι αναγνώστες μας, Vasilis και Aggelos, και συγκεντρώνει τις σημαντικότερες αλλαγές στους τεχνικούς κανονισμούς για το 2011.

[δείτε το 1ο μέρος εδώ]

Μέρος 2ο: Αλλαγές που αφορούν την αεροδυναμική

F-Duct

Το F-Duct αποτέλεσε ίσως την μεγαλύτερη καινοτομία του 2010. Για φέτος, η FIA αποφάσισε να απαγορεύσει «οποιοδήποτε σύστημα, διάταξη ή διαδικασία, η οποία περιλαμβάνει κίνηση του οδηγού, με σκοπό την αλλαγή των αεροδυναμικών χαρακτηριστικών του αυτοκινήτου».

Παρουσιάστηκε πρώτη φορά από την ομάδα της McLaren στις αρχές του 2010 και από τότε αντιγράφηκε σχεδόν από όλες τις ομάδες του grid. Αρχικά, το σύνολο του τύπου θεωρούσε ότι ο συγκεκριμένος αγωγός διοχετεύει αέρα σε κάποιο ψυγείο. Όταν όμως έγινε φανερό, από τις πρώτες δοκιμές, ότι η McLaren μπορούσε να επιτύχει σημαντικά υψηλότερη τελική ταχύτητα σε σχέση με τα υπόλοιπα μονοθέσια, αποκαλύφθηκε, εν μέρει, ο ρόλος του συγκεκριμένου αγωγού.

McLaren_f-duct

Η λειτουργία του F-Duct είναι εξαιρετικά απλή, αλλά για να κατανοηθεί πρέπει, σε πρώτη φάση, να δούμε κάποιες γενικές αρχές τις αεροδυναμικής. Κάθε πτέρυγα, όταν εκτεθεί σε ένα ρεύμα αέρα υπό μία συγκεκριμένη γωνία (γωνία πρόσπτωσης) παράγει μία συνισταμένη δύναμη. Η δύναμη αυτή μπορεί να αναλυθεί σε μία κατακόρυφη και σε μία οριζόντια συνιστώσα.

Όταν η γωνία πρόσπτωσης ξεπεράσει μία ορισμένη τιμή, η αεροτομή “stallάρει”, δηλαδή δεν παράγει πλέον κατακόρυφη ή οριζόντια δύναμη. Για να αποφύγουν αυτό το φαινόμενο, οι σύγχρονες (αλλά και οι σχετικά παλαιότερες) πτέρυγες χρησιμοποιούν περισσότερα του ενός στοιχεία με μικρά διάκενα μεταξύ τους.

Rear_Double_Wing

Ο ρόλος αυτών των διακένων είναι να μεταφέρουν ένα μέρος της ροής της πάνω πλευράς στην κάτω. Με αυτόν τον τρόπο είναι εφικτό για τις ομάδες να υιοθετήσουν ακραίες γωνίες πρόσπτωσης, σε όσες πίστες αυτό είναι αναγκαίο.

Στην περίπτωση της McLaren, αλλά και των άλλων ομάδων που επένδυσαν στη συγκεκριμένη διάταξη, το μονοθέσιο λειτουργούσε με τη “σωστή” γωνία πρόσπτωσης όσο ο αγωγός ήταν ελεύθερος να διοχετεύσει αέρα στην πίσω αεροτομή. Όταν όμως ο οδηγός έκλεινε με το αριστερό του γόνατο τον αγωγό, η ροή του αέρα “stallαρε” την πίσω αεροτομή με αποτέλεσμα να μην παράγει κάθετη δύναμη αλλά ούτε και αεροδυναμικές αντιστάσεις. Εικάζεται, μιας και μάλλον δεν θα μας γίνει ποτέ γνωστό, ότι στο μονοθέσιο της McLaren η συγκεκριμένη δέσμη αέρα περνούσε μέσα από το μόνοκοκ, γύρω από το airbox και μέσω του καλύμματος τους κινητήρα και του περιβόητου «πτερυγίου καρχαρία», κατέληγε στην πίσω αεροτομή.

Αν ισχύει αυτή η υπόθεση, εκεί οφείλεται ένα μεγάλο μέρος της αποτελεσματικότητας αυτής της διάταξης. Οι υπόλοιπες ομάδες, όταν αποφάσισαν να υιοθετήσουν αντίστοιχες λύσεις, δεν μπορούσαν να ενσωματώσουν στο μόνοκοκ τον αγωγό απ’ όπου περνούσε η δέσμη του αέρα, με αποτέλεσμα να πρέπει να τροποποιήσουν το bodywork τους.

Όσο για το όνομα του συγκεκριμένου συστήματος, δεν κρύβεται κάποια τεχνική ονομασία πίσω από τον όρο “F-duct“. Απλώς, το γράμμα f του βασικού χορηγού της McLaren “στόλιζε” τον περίφημο αγωγό.

McLaren_f-duct_F

Ρυθμιζόμενη Πίσω Πτέρυγα

Η μέχρι πρότινος ρυθμιζόμενη εμπρός αεροτομή έδωσε πλέον τη θέση της σε μία αντίστοιχης μορφής πίσω πτέρυγα. Ο λόγος που προέκυψε αυτή η αλλαγή είναι πως η δυνατότητα μικρής μεταβολής της γωνίας ενός τμήματος της εμπρός αεροτομής που εισήχθηκε το 2009 ως προσπάθεια αναπλήρωσης μέρος της χαμένης κάθετης δύναμης στο μονοθέσιο που ακολουθεί ένα άλλο και επιχειρεί να προσπεράσει, δεν απέδωσε το αναμενόμενο.

Έτσι λοιπόν και με αφορμή την εμφάνιση του f-duct, θεωρήθηκε ότι η μείωση των μεγάλων αντιστάσεων που προκαλεί η πίσω πτέρυγα και η συνεπαγόμενη αύξηση της τελικής ταχύτητας των μονοθεσίων, είναι η οδός για την διευκόλυνση των προσπερασμάτων. Στα πλαίσια της απαγόρευσης της διάταξης του f-duct, η δυνατότητα ρύθμισης της γωνίας του ανώτερου τμήματος έρχεται να επιφέρει τα ίδια αποτελέσματα.

Συγκεκριμένα το ανώτερο αυτό τμήμα θα περιστρέφεται σε ένα μεγάλο εύρος γωνιών μέσω ενός ηλεκτρικού επενεργητή, έχοντας τη δυνατότητα να μεταβάλλει το διάκενο με το κατώτερο τμήμα της πτέρυγας από τα 10mm έως τα 50mm. Με την κίνησή του αυτή και της μείωση της γωνίας του, θα μειώνονται οι παραγόμενες από την πτέρυγα δυνάμεις και συνεπώς και οι αντιστάσεις, προσφέροντας την αύξηση της τελικής ταχύτητας.

Η δυνατότητα χρήσης της διάταξης αυτής θα διέπεται από ορισμένους κανονισμούς. Καταρχήν, στις ελεύθερες και στις κατατακτήριες δοκιμές η χρήση της θα είναι ελεύθερη σε οποιοδήποτε σημείο της πίστας και όσες φορές ανά γύρο επιθυμεί ο κάθε οδηγός. Αυτό σημαίνει ότι σε όλες τις ευθείες τις πίστας και γενικά σε όλα τα σημεία πολύ χαμηλών απαιτήσεων σε κάθετη δύναμη, θα είναι επιλεγμένη από τους οδηγούς η ρύθμιση με την μικρότερη γωνία. Το γεγονός αυτό διαφοροποιεί τα οφέλη της συγκεκριμένης διάταξης σε σύγκριση με το f-duct, καθώς το τελευταίο επενεργούσε σημαντικά στην μείωση των αντιστάσεων μόνο όταν το μονοθέσιο κινούνταν με ταχύτητες κοντά στην τελική του, ενώ η μείωση της κλίσης της πτέρυγας και η μείωση των αντιστάσεων θα γίνεται για μεγαλύτερη απόσταση και χρονικό διάστημα πλέον, π.χ. σε ολόκληρο το μήκος των ευθειών.

Rear_Wing_Moveable

Κατά τη διάρκεια του αγώνα όμως, η δυνατότητα ενεργοποίησης της θα διατίθεται μόνο σε μονοθέσια που ακολουθούν άλλα και θα ελέγχεται από τη FIA σε συνάρτηση με τη χρονική απόσταση του μονοθεσίου που προπορεύεται και αυτού που ακολουθεί. Συγκεκριμένα για τους 2 πρώτους γύρους κάθε αγώνα αλλά και για τους 2 πρώτους γύρους μετά από την εμπλοκή αυτοκινήτου ασφαλείας δεν θα υπάρχει σε κανένα μονοθέσιο η δυνατότητα ρύθμισης της πίσω πτέρυγας. Σε κάθε άλλη περίπτωση θα επιτρέπεται η χρήση της διάταξης μόνο σε μονοθέσιο που ακολουθεί κάποιο προπορευόμενο σε χρονική απόσταση μικρότερη από 1 δευτερόλεπτο σε ένα συγκεκριμένο τμήμα μίας ευθείας σε κάθε πίστα και για μία φορά ανά γύρο. Η απενεργοποίηση της διάταξης θα γίνεται αυτόματα με την πρώτη χρήση των φρένων μετά την ενεργοποίησή της. Το τμήμα της πίστας στο οποίο θα είναι δυνατή η ρύθμιση θα προαποφασίζεται για κάθε πίστα ξεχωριστά.

Επιπλέον η πληροφόρηση του οδηγού για τη δυνατότητα ενεργοποίησης της διάταξης θα γίνεται μέσω κατάλληλου σήματος στο τιμόνι των μονοθεσίων, καθώς και η αυτόματη απενεργοποίηση της στο πρώτο φρενάρισμα θα πραγματοποιείται μέσω του συστήματος ηλεκτρονικού ελέγχου του μονοθεσίου. Τέλος, το κινούμενο ανώτερο τμήμα της πίσω αεροτομής θα περιστρέφεται γύρω από άρθρωση η οποία θα βρίσκεται σε σημείο πιο πίσω από το κέντρο του, ώστε σε περίπτωση αστοχίας του συστήματος ελέγχου, ή του επενεργητή να επανέρχεται το πτερύγιο λόγω της κάθετης δύναμης στη ρύθμιση μέγιστης κλίσης.

Διπλός Διαχύτης

Diffuser

Οι πολυσυζητημένοι «διπλοί διαχύτες» οι οποίοι προκάλεσαν αρκετές διαμάχες το 2009 αλλά χαρακτήρισαν τη δυναμικότητα των μονοθεσίων της συγκεκριμένης σεζόν, ενώ μας απασχόλησαν και το 2010 στην εξελιγμένη τους μορφή συνεργαζόμενοι με τη ροή των καυσαερίων, απαγορεύονται φέτος από τους κανονισμούς που αφορούν τόσο τις αεροδυναμικές διατάξεις, όσο και την έκταση του bodywork.

Ενώ λοιπόν μέχρι πρότινος υπήρχε ο κανονισμός που όριζε το μήκος, το πλάτος και το ύψος του χώρου του οποίου θα καταλάμβαναν όλα τα κανάλια του διαχύτη, υπήρχε γενικά η δυνατότητα της ύπαρξης bodywork σε μια «ζώνη» γύρω από το διαμήκη άξονα στην περιοχή του διαχύτη η οποία κατά την «αθώα» ερμηνεία προοριζόταν για τη διαμόρφωση του crash structure. Όμως κάποιες ομάδες στην αρχή του 2009 εκμεταλλεύτηκαν την παραπάνω ασάφεια του κανονισμού για την ύπαρξη bodywork στην περιοχή και σχεδίασαν με τέτοιο τρόπο το crash structure, ώστε στην επιτρεπτή ζώνη γύρω από αυτό αλλά και στο κάτω μέρος του να δημιουργείται ένα επιπλέον κεντρικό κανάλι που ανήκει στο διαχύτη διευρύνοντας σημαντικά το συνολικό του ύψος και την συνεπαγόμενη παραγωγή κάθετης δύναμης.

Από φέτος λοιπόν η αποσαφήνιση των κανονισμών που αφορούν την ύπαρξη και την μορφή του bodywork στην περιοχή γύρω από τον πίσω άξονα των μονοθεσίων καθιστά την ύπαρξη διπλών διαχυτών (τουλάχιστον με την έως τώρα έννοια της λέξης «διπλών») αδύνατη.

Επίσης απαγορεύονται οι οπές στο μεγαλύτερο πλάτος των διαχυτών (εκτός από τα τελευταία 50mm εκατέρωθεν του διαμήκη άξονα) οι οποίες δημιουργούσαν τους open exhaust driven diffusers που είδαμε το 2010, στους οποίους τα καυσαέρια κινούνταν τόσο εφαπτομενικά όσο και δια μέσου του διαχύτη αξιοποιώντας την επιπλέον «αναρρόφηση» που προσέδιδαν στο μέγιστο. Παρόλα αυτά οι closed exhaust driven diffusers (όπου τα καυσαέρια κινούνται μόνο εφαπτομενικά με την ανώτερη επιφάνειά τους) παραμένουν απόλυτα εφικτοί και αναμένεται με ενδιαφέρον να δούμε φέτος σε ποια μορφή θα εφαρμοστούν με το χαμηλότερο πλέον ύψος τους.

Επιπλέον πολλές ομάδες πέρυσι, εκμεταλλευόμενες στο έπακρο την δυνατότητα ύπαρξης οπής στο διαχύτη για την τοποθέτηση εξωτερικής μίζας, την διαμόρφωσαν σε υπερβολικό μέγεθος ώστε να την αξιοποιήσουν για να επωφεληθούν αεροδυναμικά. Από φέτος το μέγεθος της συγκεκριμένης οπής περιορίζεται μέσω ορίου τόσο στο εμβαδόν της, όσο και στην μέγιστη απόσταση δύο οποιονδήποτε σημείων της περιφέρειάς της.

Ως συνέπεια της κατάργησης των διπλών διαχυτών στην αεροδυναμική σχεδίαση των μονοθεσίων, θα γίνουν προσπάθειες για την αναπλήρωση μέρους της χαμένης κάθετης δύναμης από το πίσω μέρος των μονοθεσίων και αναμένονται ενδιαφέρουσες προσεγγίσεις στην περιοχή από το κέντρο τους και προς τα πίσω.

Διαμορφώσεις Ζαντών

Μετά την απαγόρευση χρήσης των επιπρόσθετων αεροδυναμικών διατάξεων που χρησιμοποιούνταν στις ζάντες, είδαμε πέρυσι τη Ferrari να χρησιμοποιεί ζάντες οι οποίες είχαν εκ κατασκευής ομόκεντρες κυκλικές διαμορφώσεις.

Κάτι τέτοιο από φέτος δεν μπορεί να ξαναχρησιμοποιηθεί καθώς τέθηκε όριο στην συνολική επιφάνεια της ζάντας η οποία θα είναι ορατή στην πλάγια όψη.

Διαμόρφωση Roll Structure

Roll_Structure

Μέσα στο 2010, στο πλαίσιο της σημαντικής αναβάθμισης που έκανε η Mercedes στην W01, εξέπληξε τους πάντες με τη διαμόρφωση της εισαγωγής του αέρα στον κινητήρα. Στόχος της συγκεκριμένης διάταξης ήταν, μεταξύ άλλων, να ελευθερώσει τον χώρο εμπρός από την πίσω πτέρυγα ώστε να μεγιστοποιηθεί η παροχή αέρα σε αυτή.

Το 2011 δεν θα δούμε τέτοιες διαμορφώσεις, καθώς έχει καθοριστεί η ελάχιστη επιφάνεια που πρέπει να έχει το roll structure σε ένα καθορισμένο ύψος κάτω από το υψηλότερο σημείο του.