Aerodynamika w samochodach wyścigowych cz. II

W 1976 roku zespół Lotusa wciąż używał modelu 72. Pokonanie tej konstrukcji nie było już żadnym wyzwaniem dla potęg jak Ferrari, McLaren, czy Brabham. Colin Chapman zaczął więc prace nad nowym modelem, którego główną bronią znów miała być aerodynamika.

Inspirację dla nowego rozwiązania Chapman znalazł w lotnictwie. Bombowiec de Havilland Mosquito, który przyciągnął uwagę konstruktora, sam w sobie był dość nietypową konstrukcją. Konstrukcja, używana podczas II wojny światowej, budowana była technikami jeszcze z pierwszego globalnego konfliktu. Niemal w stu procentach drewniany samolot świetnie sprawdzał się na polu bitwy, a w dodatku jego produkcja oszczędzała kluczowe w czasie wojny zasoby jak stal. Jakby tego było mało technologia jego produkcji była tak standardowa dla wyrobów drewnianych, że budować go mogły nie tylko wyspecjalizowane przedsiębiorstwa lotnicze, ale nawet firmy meblarskie, czy produkujące pianina. Jednak Colina Chapmana najbardziej interesowała konstrukcja skrzydła bombowca. Otóż chłodnice silników były zamontowane wewnątrz głównego płata. Minimalizowało to opór aerodynamiczny. Ważniejsze jednak było w jaki sposób powietrze opływało te chłodnice. Powietrze wpadało w otwory na przedzie skrzydła, opływało elementy, a następnie kanałem wewnątrz skrzydła, z ruchomą klapą przymykającą, było wyrzucane pod nie. Gorące powietrze wyrzucone tuż pod płat pozwalało wytworzyć większe ciśnienie pod nim, a więc zwiększało sprawność samego skrzydła. Chapman studiując to rozwiązanie i prawo Bernoulliego stwierdził, że może to rozwiązanie odwrócić i wykorzystać cały bolid jako płat, który byłby zasysany do asfaltu. Colin przedstawił opracowanie swoich pomysłów głównemu inżynierowi Lotusa i polecił rozpoczęcie prac nad projektem.

Projekt nie trafił na ludzi zielonych w tej dziedzinie. W skład zespołu inżynierów, którzy się nim zajmowali, wchodzili m.in Peter Wright oraz Ralph Bellamy. Obaj Panowie już wcześniej interesowali się możliwością zastosowania odwróconego profilu lotniczego w samochodach wyścigowych. Zespół eksperymentował w tunelu aerodynamicznym z ruchomym podłożem. Wright zauważył, że jeden z modeli wraz ze wzrostem prędkości coraz bardziej zbliża się do podłoża. Model ten miał po bokach dodatkowe elementy - "kurtyny" separujące przepływ pod bolidem od dopływu dodatkowego powietrza. Wyniki były fenomenalne, więc szybko rozpoczęto prace nad samochodem wykorzystującym tzw. efekt przyziemienia.

Lotus 78 był wynikiem przebłysku geniuszu Chapmana i jego zespołu, a zarazem prawdziwą rewolucją dla całej F1. Jego niemożliwa wręcz przyczepność nie dawała rywalom spokoju, a co gorsza kompletnie nie mogli oni dojść, co jest jej przyczyną. Nadwozie, ukształtowane by maksymalizować działanie efektu przyziemienia, było rozciągnięte między osiami pojazdu i dodatkowo odgrodzone kurtynami sięgającymi do samej ziemi. Nie było możliwości by choćby zerknąć co się pod nim znajduje. Bolid był takim sukcesem, że szybko zastąpiono go jeszcze bardziej radykalnym modelem 79.

Konkurencja jednak nie ustawała w próbach i w końcu po sezonie '78, zakończonym zwycięstwem Lotusa w klasyfikacji konstruktorów oraz kierowców w duecie z Andrettim, do głosu znów dochodziły doświadczone zespoły Ferrari, czy Williams. W 1981 mistrzostwo świata w klasyfikacji kierowców zdobył nawet Nelson Piquet w Brabhamie. Tym samym dał pierwszy tytuł temu zespołowi pod rządami Berniego Ecclestone'a. Udało się to z modelem BT49C, ale trzy lata wcześniej Brabham pokazał inny bardzo ciekawy bolid, zaprojektowany przez Gordona Murray'a. Podwozie BT46B nazywane "Fancar", czyli w wolnym tłumaczeniu samochód-wiatrak, poszukiwało nowych sposobów na wzmocnienie efektu przyziemienia. Koncept był w sumie bardzo prosty i oczywisty. Na tyle samochodu umieszczono duży wiatrak, który wyciągał powietrze spod bolidu i dosłownie przysysał go do nawierzchni. Wentylator był połączony z jednostką napędową przez system sprzęgieł, przez co wraz ze wzrostem obrotów (a co za tym idzie i prędkości) samochód bardziej przysysał się do toru. Bolid wygrał jeden wyścig zanim rywale go oprotestowali i zmusili do wycofania za stosowanie "ruchomych elementów aerodynamicznych".

Wydawać by się mogło, że to Formuła 1 przejęła pałeczkę w rozwoju całej dziedziny, że gdyby nie ona, to aerodynamika pojazdów wyścigowych byłaby na dużo niższym poziomie. Nic bardziej mylnego! Znów wszystko przez Panów z firmy... Chaparral! Już na początku lat '70 przedsiębiorstwo testowało efekt przyziemienia w ich bolidzie Formuły 5000. W tym samym czasie powstał także model 2J, z drugim silnikiem napędzającym umieszczone z tyłu wentylatory, które wysysały powietrze spod podłogi samochodu. Dodajmy, że podłogi odgrodzonej z boku kurtynami... Oczywistym jest więc, że rozwiązania amerykańskiej firmy nie tylko inspirowały konstruktorów F1, ale były przez nich wprost kopiowane. Dlatego jeszcze raz zachęcam do zapoznania się z historią firmy Chaparral opisaną na "4 kółkach" by zrozumieć jak wiele sport motorowy i motoryzacja w ogóle zawdzięczają tej jednej, małej firmie.

Wbrew powszechnemu mniemaniu samochody wykorzystujące tak mocno efekt przyziemienia wcale nie były łatwe w prowadzeniu. Generowane siły aerodynamiczne były tak ogromne, że konstrukcje po prostu ich nie wytrzymywały. Ponadto ze względu na kompletną zależność od chwilowego opływu powietrza, były też bardzo kapryśne w prowadzeniu, nieraz wręcz niemożliwe do ustawienia. Efekt przyziemienia dawał najlepsze efekty kiedy pojazd znajdował się jak najbliżej podłoża. Wtedy jednak siły działające na podwozie jeszcze się zwiększały, co powodowało dalsze ugięcie zawieszenia i zbliżenie do asfaltu, a nawet jego dotknięcie. W chwili gdy płyta podłogowa dotykała toru przepływ powietrza pod samochodem był na moment blokowany, a wtedy cała magia i przyczepność efektu przyziemienia wyparowywała w ułamku sekundy. Nie jest to coś przyjemnego, ani bezpiecznego, kiedy pędzi się z ogromną prędkością w szybkim zakręcie, których wtedy na torach nie brakowało. Doszło nawet do tego, że testowano samochody W OGÓLE bez zawieszenia, ale na szczęście tylko na testach się skończyło. Jednak nieprzewidywalność tych pojazdów i tragiczne wypadki jakie spowodowały zmusiły FIA do zdecydowanej interwencji. Od sezonu 1983 zakazano stosowania efektu przyziemienia i wszystkich elementów nadwozia z nim związanych, narzucając m.in. płaską podłogę w bolidach.

Ciąg dalszy na 4 kółka i nie tylko...

Turbo

40

Tagi: Mercedes lotus red bull williams newey aerodynamika chaparral chapman colin adrian brabham dyfuzor efekt coandy efekt przyziemienia

4 kółka i nie tylko

WSZYSTKIE WPISY