Technický konzultant Marussie Pat Symonds v rozhovoru pro F1 Racing odhaluje zajímavé detaily o současných aerodynamických tunelech, které používají týmy Formule 1.
Jednoduchá otázka na začátek: proč týmy používají aerodynamické tunely?Existují dvě věci, které přispívají k výkonnosti vozu Formule 1 více, než cokoliv jiného: pneumatiky a aerodynamika. Vzhledem k tomu, že týmy v těchto dnech nemohou být vůbec zapojeny do vývoje pneumatik, hlavní rozdíl ve výkonnosti tvoří aerodynamika.
A využívání aerodynamického tunelu k polo-empirickým experimentům je s velkým náskokem tím nejlepším způsobem pro rozvoj aerodynamického přítlaku a efektivity.
Jak se aerodynamické tunely v F1 liší od těch používaných v jiných odvětvích?Jedním z rysů, který najdete ve všech aerodynamických tunelech v motosportu (ale zřídkakdy u ostatních), je pohyblivá podlaha. Protože spodní část vozů a aerodynamika otáčejících se kol jsou ve Formuli 1 tak důležité, je nutné reprezentovat pohyb vozu po zemi stejně jako skrz vzduch. To se dělá tak, že se model uchytí nad pohyblivý pás.
První pohyblivá podlaha, kterou jsem navrhl, používala pás, jenž je v podstatě zvětšenou verzí toho, který se používá v supermarketech u pokladen. Velký rozdíl spočívá v tom, že se tyto pásy pohybují rychlostí 180 km/hod. Zprovoznit je skutečně při takové rychlosti je celkem umění. Dnešní pásy se vyrábějí z oceli a jsou mnohem trvanlivější.
Video: Testování v aerodynamickém tunelu Sauberu (zdroj: Sauber Motorsport AG)
Jak velký je aerodynamický tunel Formule 1?Důležité je, aby model zabíral pouze drobný zlomek pracovní oblasti. Všichni jsme už viděli "kohoutí ocasy," které se táhnou za monoposty za mokra. Na dráze nemají žádné hranice, zatímco v tunelu se mohou odrážet od střechy zpět a vést k nepřesnostem.
Model musí být dobře oddělený od stěn a střechy tunelu. Tunel pro 60% modely zabírá typicky plochu o rozměrech 65 x 30 m, průřez pracovní části má kolem 4 x 3,7 m a je 15 m dlouhý. Znamená to, že čelní plocha 60% modelu představuje méně než 4 % průřezu pracovní části tunelu. Vzhledem k tomu, že vůz F1 má čelní oblast kolem 1,5m2, byste potřebovali tunel s průřezem pracovní plochy 7 x 6 m, abyste dosahovali podobných výsledků.
Nevýhody testování s malými modely (a testování při nižších než provozních rychlostech) spočívají v tom, že nedosáhnete skutečnou podobnost kvůli tomu, čemu se říká efekt Reynoldsova čísla. Zjednodušeně to znamená, že se vzduch chová trochu odlišně v závislosti na poměru setrvačných a viskózních sil. Přijatelné podobnosti obecně dosahuje 50% model při rychlosti 50 m/s.
Testování Ferrari F2012 pokrytého flow-visem v aerodynamickém tunelu v Maranellu,kde se v současné době předělává (foto: Scuderia Ferrari)
Jaké parametry měříte v aerodynamickém tunelu?Samozřejmou odpovědí je 'odpor a přítlak,' ale stejně důležité je vyvážení vpředu a vzadu. Další síly a momenty, které působí podél či kolem os, jsou zaznamenávány a analyzovány pro určení důležitých výslednic sil.
Jedním z nedostatků je to, že testování v aerodynamickém tunelu je hodně empirické. Znamená to, že pokusy se dělají v izolaci, a i když výsledku plně rozumíte, prostředky projeveného se zlepšení (či zhoršení) nebudou vždy jasné.
Pro zlepšení pochopení se také měří několik tlaků - typicky kolem stovky. Jejich analýza pomáhá aerodynamikům porozumět režimu toku daného modelu.
Existují další způsoby, jak pozorovat to, co se děje v aerodynamickém tunelu?Můžete využít laserovou rovinnou anemometrii (particle image velocimetry), pro níž se často používá zkratka PIV. Jedná se o techniku, kdy se do proudění v tunelu zavádějí drobné částice z polystyrenového latexu, které se chovají v podstatě stejně jako vzduch. Jejich pohyb může být studován díky nasvícení laserem a zfilmováním jejich pohybu.
Pomocí sofistikovaného softwaru se pak určí směry proudění a rychlosti, což není užitečné pouze pro studium charakteristik odtržených proudů, ale také pro srovnání s CFD výsledky, jakožto další prostředek ověřování.
Pro proudění, které zůstává přilnuté k povrchu, se používají vizualizační nátěry, které jsou úplně stejné jako ty, jež vídáváme na skutečných monopostech během tréninků. Ukazují nejen směr proudění, ale také naznačují, kde dochází k jeho odtržení z povrchů karosérie.
Částice zavedené do proudění pro zkoumání pomocí PIV (foto: Toyota Motorsport GmbH)
Jak rychle se pohybuje vzduch a podlaha v aerodynamickém tunelu?Dohoda o omezení zdrojů v F1 limituje velikost modelu na 60% a rychlost vzduchu na 50 m/s (180 km/hod). Jedinou výjimkou jsou čtyři dny testování s plnohodnotnou velikostí. Mohou se uskutečnit buď na testovací trati, nebo v tunelu pro modely o plné velikosti.
Nebýt dohody o omezení zdrojů, vysoké náklady na testování v aerodynamickém tunelu by byly ještě vyšší. Když jsme například postavili aerodynamický tunel v Benettonu, jednou z nejdražších věcí bylo postavení elektrické stanice, která by zajišťovala dostatek energie.
Aerodynamický tunel, který je dostatečně velký pro testování 60% modelů při rychlosti 50 m/s, spotřebuje kolem 870 kW elektrické energie. Je zajímavé, že vzhledem k tomu, že spotřebovávaná energie je proporcionální k třetí mocnině rychlosti v tunelu, by náklady na elektřinu při poklesu rychlosti z 50 na 40 m/s byly zhruba poloviční.
Práce na modelu v aerodynamickém tunelu Williamsu (foto: Williams F1 Team)
Marussia to zkoušela bez využívání aerodynamických tunelů - jak dlouho ještě zůstanou v F1?Aerodynamické tunely jsou přesnější než CFD ve většině oblastí vozu, ačkoliv společně existují jako vzájemně se doplňující vědy. CFD se v průběhu roku zlepšuje díky zlepšujícím se kódům, rychlejším počítačům a lepšímu porozumění, ale než se z něj stane primární nástroj, tak to ještě desítky let bude trvat.
Max Verstappen si v kvalifikaci na Velkou cenu Saúdské Arábie vychutnal „prostě nádherné“ odpoledne, když v dramatickém závěru vybojoval pole position. Přestože tréninky Red Bullu nedávaly velké naděje, Verstappen v rozhodujícím momentu vytěžil maximum a opět potvrdil své mistrovství.
Lewis Hamilton dál bojuje se svým Ferrari. Při tréninku v Saúdské Arábii zazněla v rádiové komunikaci slova, která znepokojila i experta Martina Brundla. Britský jezdec čelí dalším technickým potížím, které zastiňují jeho přechod do nové stáje.
Ferrari a Lewis Hamilton čelili problémům se zahříváním pneumatik během tréninku na Velkou cenu Saúdské Arábie, což naznačuje, že mají před sebou náročnou práci. Tým a jezdec se potýkali s hledáním správného nastavení pro optimální výkon, což naznačuje dlouhou cestu k vyřešení těchto potíží.
Lando Norris ovládl závěrečný trénink před Velkou cenou Saúdské Arábie a potvrdil skvělou formu McLarenu. Tým z Wokingu tak před kvalifikací ukázal, že bude vážným kandidátem na nejvyšší příčky.
Max Verstappen varoval, že i když Red Bull během Velké ceny Saúdské Arábie učinil malý pokrok, tým se stále nachází daleko od vyřešení svých problémů. Přestože se na první pohled zdálo, že tým učinil krok vpřed, holandský šampion zdůraznil, že zbývá mnoho výzev, které je třeba překonat.
Zak Brown popsal, jak McLaren prošel hlubokou proměnou, kdy bylo nutné změnit strukturu i týmovou mentalitu. Díky odhodlanému vedení a trpělivé práci se McLaren vrátil mezi špičku a v sezoně 2024 získal titul mistrů konstruktérů.
Během pátečních tréninků Albon označil incident s Lewisem Hamiltonem za potenciálně nebezpečný. Jezdec Ferrari poté předstoupil před komisaře, aby situaci obhájil ze svého pohledu.
Lando Norris v barvách stáje McLaren udával tón druhému volnému tréninku na Velkou cenu Saúdské Arábie, který se v pátek odehrál v Džiddě. Mladý Brit předvedl na tamním městském okruhu vynikající výkon a stanovil nejrychlejší čas dne, čímž potvrdil, že s ním bude třeba v dalším průběhu víkendu vážně počítat.
Pierre Gasly se ukázal jako nejrychlejší jezdec na začátku víkendového programu Velké ceny Saúdské Arábie, když se první den závodního víkendu dostal na vrchol časových tabulek.
Lewis Hamilton je přesvědčen, že Formule 1 by měla zůstat tvrdým a náročným sportem. Místo spoléhání na chladicí systémy se proto soustředí na lepší fyzickou přípravu, která podle něj patří k pravému závodnickému duchu.
George Russell vyjádřil pochopení pro spekulace, že by Mercedes rád získal Maxe Verstappena. Podle něj je naprosto logické, že tým usiluje o nejlepšího jezdce současné generace, pokud se naskytne taková příležitost.
Yuki Tsunoda přiznává, že se za volantem náročného RB21 zatím necítí jistě ani uvolněně. Přesto dál pracuje na tom, aby lépe pochopil chování vozu a získal plnou kontrolu.
