Pitotova trubice - levné zařízení, bez kterého monoposty Formule 1 neopustí garáže během závodů ani během testů. K čemu slouží a jak fungují?
Aerodynamika tvoří hlavní rozdíly ve výkonnosti mezi monoposty F1 a je hlavní oblastí jejich vývoje. Pro měření její efektivity a zrychlování monopostů jsou důležité různé měřicí přístroje, které se nacházejí v různých částech vozu.
My se dnes zaměříme na Pitotovy trubice, které jsou klíčové pro posuzování toho, jak aerodynamika funguje. Jejich sady se používají v různých místech (za předními či zadními koly, pod zadním křídlem atd.) při testech, na vozech jsou přítomny i během závodu.
Pitotova trubice na McLarenu Lewise Hamiltona během závodního víkendu v Monze(foto: McLaren Mercedes)
O co se jedná? Pitotova trubice je měřící zařízení, kterým se určuje rychlost proudění tekutin na základě rozdílu mezi statickým a dynamickým tlakem. V F1 se využívá zejména pro měření rychlosti, ale jak si ukážeme dále, má z hlediska aerodynamiky i další význam.
Pitotova trubice je dílem francouzského inženýra italského původu - Henriho Pitota, jenž s ní přišel už na počátku 18. století a v polovině 19. století byla vylepšena francouzským vědcem Henrym Darcym.
Pro zjednodušení budu v článku dále používat pouze pojem Pitotova trubice, byť se v F1 využívají na závodních monopostech častěji spíše trubice Prandtlovy - princip je u obou stejný, liší se pouze výstupem: u Prandtlovy trubice jím je už přímo dynamický tlak (statický je eliminován uvnitř sondy).
Schéma Pitotovy trubice
Pitotova trubice měří tlak vzduchu na dvou místech - jeden z otvorů je namířený proti proudění vzduchu a druhý měří statický tlak. To umožňuje získat hodnoty pro aktuální dynamický tlak vzduchu. Dvěma kanálky uvnitř trubice jsou svedeny k čidlu tlaku vzduchu, jehož výstupem je elektrický signál zaznamenávaný standardní řídicí jednotkou (ECU). Typické čidlo měří tlak vzduchu v rozmezí 14 kPa, což odpovídá rychlosti vozu přes 600 km/hod za standardních atmosférických podmínek.
Důležité je pro přesné měření umístění Pitotovy trubice na voze mimo zvířený vzduch. Pohybující se monopost generuje turbulence, což je při jeho výběru nutno brát v potaz. Obvykle se s Pitotovými trubicemi setkáváme na horní straně nosu před kokpitem, při testech na zvláštním stojánku nad horním ochranným obloukem, aby byla co nejdál od karosérie a rušivých vlivů.
S jejich nasměrováním proti proudění vzduchu nebývá problém, jelikož jsou Pitotovy tribuce obvykle kalibrovány tak, aby zachovaly přesnost +/- 0,5 % při natočení až o 12 °C, což obvykle stačí pro vertikální pohyby monopostu při brzdění/akceleraci, při smyku či při bočních větrech.
Pitotovy trubice na voze Ferrari F2012 během testů v Magny-Cours, dvojice trubicv horní části pro případ, že by jedna z nich selhala (foto: Scudria Ferrari)
Nyní k těm zajímavým aplikacím: naměřené hodnoty je možné porovnávat s očekávaným dynamickým tlakem získaným propočtem z rychlosti otáčení kol, což je možné díky Bernoulliho rovnici (dynamický tlak P = 1/2p * V2), a zjistit tak vliv čelního/zadního větru na přilnavost a výkonnost vozu.
Dynamického tlaku je možné využít také pro určení aerodynamických sil působících na vůz pomocí vzorce: síla = čelní plocha x koeficient vztlaku x dynamický tlak. Pokud známe koeficient vztlaku (což je jedno z nejpřísněji střežených čísel týmy), pak je pomocí dynamického tlaku odečítaného z Pitotovy trubice možné určit, jak velký přítlak působí během jízdy po okruhu na monopost.
Pomocí těchto dat, společně s informacemi z inerciálních snímačů a snímačů ze zavěšení, je pak možné rozklíčovat aerodynamické a setrvačnostní síly působící na monopost. Jedná se však už o trochu složitější aplikaci, protože je třeba provést některé úpravy (korekce vertikálního/podélného zrychlení, korekce síly působících klesnutí či zdvižení).
Dvojice Pitotových trubic na Mercedesu F1 W03 Michaela Schumachera v Monze(foto: Mercedes AMG F1 Team)
Vozy jsou proto při testování vybaveny různými podivnými pomůckami a rameny s čidly, siloměry na zavěšení, laserovými snímači světlé výšky a senzory polohy tlumičů. Pro snadnější vizualizaci dat a odfiltrování nežádoucích částí se pak využívají pokročilé matematické funkce, které jsou dostupné ve vyspělejších balících software pro analýzu dat. Při aerodynamických testech na letištích to je jednodušší, není třeba provádět veškeré tyto korekce, protože se testování odehrává za ustálenějšího stavu.
S využitím Pitotových trubic lze vypočítat řadu dalších zajímavých parametrů, například efektivitu chladiče po změření rychlosti vzduchu na jeho čelní straně a porovnání s rychlostí nenarušeného proudění. Lze také zjistit, nakolik v nich klesá tlak vzduchu směrem k zadní části. Vysoký koeficient poklesu tlaku je obvykle vyžadován pro nejlepší výkonnost chlazení, designéři však musí brát do úvahy i aerodynamický odpor chladiče. To jsou již ale věci, které raději zkoumají ve svých aerodynamických tunelech.
O dalších pomůckách využívaných týmy F1 při testech si můžete přečíst zde.
Pod článkem si můžete prohlédnout snímky z Monzy s monoposty všech týmů s Pitotovými trubicemi na horní straně nosu.
Red Bull Racing využil filmovací den k testování nového aerodynamického prvku na monopostu RB22, který svým řešením připomíná koncept používaný u Ferrari. Součástí testů byl i Max Verstappen, který se podílel na ověřování chování nového zadního křídla v rámci dalšího vývoje vozu.
Otmar Szafnauer naznačil, že v paddocku kolují spekulace o tom, že Mercedes záměrně skrývá svůj skutečný výkon podle nových pravidel motorů.
Audi posiluje své závodní vedení o zkušené jméno z motorsportu. Do role racing director nastupuje bývalý pilot Formula 1 Allan McNish.
Formula 1 se od roku 2027 vrací do Turecka, čímž rozšiřuje svou přítomnost na tomto již tradičním okruhu. Návrat potvrzuje snahu šampionátu udržovat pestrý a globálně rozprostřený kalendář.
Charles Leclerc znovu promluvil o svém vztahu k Ferrari a připomněl, že jeho spojení s týmem zůstává dlouhodobě silné. To ovšem nemění fakt, že stále čeká na příležitost stát se mistrem světa, na kterou čeká od svého příchodu do Maranella.
Úvodní trénink na Velkou cenu Miami letos přinese týmům i jezdcům více času na přípravu. Místo tradičních 60 minut bude první volný trénink prodloužen na 90 minut, což poskytne širší prostor pro sběr dat i ladění nastavení.
Oba jezdci McLarenu vnímají případný odchod Maxe Verstappena jako významnou ránu pro Formuli 1. Lando Norris zároveň naznačuje, že situace kolem jeho budoucnosti nemusí být tak vyhrocená, jak se v paddocku spekuluje.
Ferrari v Monze absolvovalo filmovací den, během kterého testovalo nové rotující zadní křídlo patřící mezi nejodvážnější aerodynamické koncepty posledních let. Několika fanouškům se podařilo zachytit pár záběrů a fotografií přímo u tratě.
Lando Norris získal ocenění Laureus za průlom roku 2025, které podtrhuje nejen jeho sportovní vzestup, ale i vnímání mimo trať. Zároveň se však ukazuje, že i úřadující mistr světa je stále pevně svázán komunikačními pravidly a řízením ze strany PR struktury v moderní Formuli 1.
Budoucnost Maxe Verstappena je v posledních dnech častým tématem debat, a to nejen kvůli jeho kritice současných pravidel, ale i aktivitám mimo Formuli 1. K možným scénářům jeho další kariéry se vyjádřil také Jenson Button, který nabídl svůj pohled na situaci.
Honda během jarní přestávky Formule 1 pracovala společně s Aston Martin F1 Team na dalším vývoji pohonné jednotky. Hlavním cílem bylo zlepšit výkon a připravit se co nejlépe na pokračování sezóny.
Lando Norris si připsal další významné ocenění, které podtrhuje jeho mimořádnou sezónu na vrcholu motorsportu. Cena Laureus v kategorii Objev roku 2025 potvrzuje jeho rychlý vzestup mezi největší hvězdy Formule 1 a navazuje na jeho nedávné úspěchy na trati.