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.
Letošní sezóna Formule 1 slibuje napínavou podívanou, jelikož do boje o titul se zapojí hned čtyři týmy, což je v moderní historii této disciplíny opravdu výjimečné. Po loňské vyrovnané sezóně jsou očekávání ještě vyšší, což znamená, že se můžeme těšit na neuvěřitelně intenzivní závody a souboje o každý bod. Ačkoliv se vše rozhodne až na konci sezóny, Günther Steiner prozradil, kdo je jeho favorit.
Jezdce formule 1 v nadcházející sezoně čekají přísnější sankce za nevhodné chování – přísnější tresty mohou padnout za vulgarity i politické komentáře. Informovala o tom agentura AP.
V minulé sezóně opět dostalo pozornost téma flexe křídel a toho, jak některým týmům vychází „obejít“ statické kontroly FIA, což umožňuje, aby se první makroprvek ovlivněný aerodynamickým prouděním dynamicky ohnul. Informace zveřejnil web AutoRacer.
Druhý test Lewise Hamiltona u Ferrari byl ve středu přerušen. Britský pilot při jízdě s vozem pro rok 2023 havaroval v posledním sektoru na okruhu Circuit de Barcelona-Catalunya, když narazil do bariér.
McLaren absolvoval dvoudenní testování pneumatik pro mokré podmínky, které byly vyvinuty pro specifikace roku 2026, na okruhu Paula Ricarda.
Ferrari odpočítává dny do představení svého nového monopostu SF-25. Slavnostní odhalení proběhne 19. února po londýnské show F1, která představí vizuální stránku vozů a hlavní aktéry sezóny 2025. Název modelu 677 tak dnes tým z Maranella oficiálně potvrdil. Informoval web AutoRacer.it.
Lewis Hamilton během svého druhého dne testování Ferrari ve středu havaroval, když narazil do bariér. Incident naštěstí nezpůsobil žádné zranění, ale pravděpodobně to narušilo jeho přípravy na nadcházející debut.
Lewis Hamilton se chystá na novou kapitolu v kariéře u Ferrari, což vzbuzuje otázky o jeho schopnostech a šancích na vrchol. Jak se dokáže přizpůsobit novému týmu, který stále usiluje o návrat k dominantní formě? A co od něj mohou očekávat fanoušci Scuderie?
Ferrari si na Katalánském okruhu naplánovalo tři dny testování. Zatímco včera a dnes testují hlavní závodní jezdci, zítra se za volant vozu posadí rezervní piloti Antonio Giovinazzi a Dino Beganovic, jak uvádí web Autoracer.it.
Lewis Hamilton zažil včera svůj první neúspěch za volantem Ferrari během soukromého testu v Barceloně. Sedminásobný mistr světa naštěstí vyvázl z havárie bez zranění, ale vůz utrpěl poškození předního křídla a zavěšení po kontaktu se svodidly.
Lewis Hamilton zažil dramatický moment při testování s Ferrari na okruhu v Barceloně, kde během druhého dne tréninkových jízd havaroval. Britský pilot se snaží co nejrychleji adaptovat na nové prostředí svého nového týmu ve Formuli 1, incident však naznačuje, že přechod nebude úplně bez komplikací.
Johnny Herbert, bývalý jezdec F1, už nebude v roce 2025 působit jako sportovní komisař během závodů. FIA rozhodla, že jeho role v médiích je v konfliktu s touto funkcí. Herbert se dostal do centra pozornosti po kontroverzních penalizacích na GP Mexika, které kritizovali Max a Jos Verstappenovi.
