Jak vyspělý je aerodynamický tunel Toyoty v Kolíně nad Rýnem, kde si své výpočty ověřují týmy Formule 1 a kde momentálně vyvíjí Ferrari svůj monopost pro sezónu 2013? Jaké jsou jeho parametry a jak byl vylepšen?
Toyota nedaleko za našimi hranicemi disponuje moderní továrnou, ve které sídlil její závodní tým F1, než se před rokem 2010 rozhodlo japonské vedení stáhnout. Měli pro ní přitom skvěle našlápnuto a možná by dopadli jako Brawn v roce 2009.
Monopost TF110 (více o něm včetně fotografií zde) byl již kompletně hotový, měli připravený balík s výfuky u podlahy, které foukaly horké plyny do difuzoru - což je řešení, za jehož průkopníka byl pak považován Red Bull. První čísla z aerodynamického tunelu byla velmi slibná: o 30 bodů přítlaku více než u předchozího vozu TF109, s kterým ještě minulý rok vyvíjelo pneumatik Pirelli pro letošní sezónu.
Rozsáhlé zkušenosti Toyoty z F1 neměly přijít nazmar. Nyní nabízí konzultační služby, zakázkový vývoj, testování, CFD simulace (cluster s 1200 procesory AMD Opteron 1172 na 2,8 GHz, software ProAm/STAR, EnSight) i výrobu ve svém špičkovém zařízení. Ferrari, které si letos stěžovalo na horší korelaci dat mezi svým tunelem v Maranellu a tratí, je teď v Kolíně jako doma. Svůj tunel přestavují a veškerý vývoj probíhá právě v Německu.
Toyota Motorsport tam má k dispozici dva tunely - jeden byl dostavěn v roce 2001 a druhý v roce 2007. Ty dále vylepšovala a nyní nabízí nejen špičkovou infrastrukturu, ale také velmi zkušený personál.
Letošní Ferrari F2012 v problematickém tunelu v Maranellu, který je v současné době v přestavbě (foto: Scuderia Ferrari)
V kterých oblastech došlo v poslední době v aerodynamických tunelech k pokroku?Za poslední rok došlo k vylepšení systém pro plynulý pohyb (CMS: Continuous Motion System) a vysokorychlostní snímání dat (HSDA: High-Speed Data Acquisition) doplněné permanentní laserovou rovinnou anemometrií (PIV: Particle Image Velocimetry - více jsem o této zajímavé technologii věnoval zde) v obou tunelech.
CMS umožňuje prostřednictvím uživatelsky definovaného programu provádět za běhu změny ve světlé výšce, vybočení, rotaci podél předozadní osy, natáčení kol a individuální změny v předběžném zatížení pro plynulý pohyb po předem definované trajektorii.
Díky HSDA jsou přitom průběžně získávaná data při vysokých frekvencích. Umožňuje to realistickou analýzu, zjistit chování aerodynamiky např. v zatáčkách, při brzdění/akceleraci, při průjezdech nerovností a simulaci podmínek během jízdy, a snížení času stráveného tunelu až o 70 %, protože není třeba zastavovat tunel a přenastavovat testovaný model.
Modernizací ke splnění limitůNyní je díky CMS a HSDA možné testovat 24 hod denně sedm dní v týdnu v obou tunelech a přitom se vlézt do restrikcí stanovených Asociací týmů Formule 1 (FOTA). Jak to? Tradičně se model umístí do požadované pozice, změří a pozice se upraví. Pak se čeká, až se proudění vzduchu po zapnutí ventilátoru (stav wind-on) ustálí a provede se konečné měření.
Procentuální využití času stráveného v aerodynamickém tunelu při testování(zdroj: Toyota Motorsport GmbH)
Pro každém nastavení pozice při mapování v aerodynamickém tunelu se tento proces musí opakovat. Tato technika poskytuje data pouze ve specifických bodech, bez informací mimo rámec tohoto úzkého okna.
U tradičních systémů jedno testování (wind-on) zabere 20 min, 35 min je zapotřebí pro výměnu dílů a 5 min pro údržbu a systémové kontroly. Při nepřetržitém (24/7) provozu v obou tunelech počet hodin, kdy jede ventilátor, dosáhne 114 (34 % z 336 (24*7*2) hod týdně), což je nad rámec toho, co si domluvily týmy v rámci FOTA.
U Toyoty však došlo po modernizaci k tomu, že se toho za kratší dobu (50 hod wind-on) stihne více, byť jsou změny mezi testy obsáhlejší. Díky CMS je možné ovládat pohyb současně v pěti směrech bez jakékoliv přestávky, přičemž jsou prostřednictví HSDA neustále zaznamenávána výkonová data.
Úspory času je dosaženo díky tomu, že se odstraní mnoho fází strategie řízení, zatímco zároveň získáváme výhodu v podobě zachycení dat mezi různými požadovanými stavy. Testování tedy vyžaduje nejen méně čistého provozního času (wind-on), ale zároveň poskytuje hlubší porozumění chování vozu, což obojí vede k rychlejšímu vývoji.
60% model Toyoty zavěšený během testování na vyspělém trnu (foto: Toyota Motorsport GmbH)
Technické parametry aerodynamického tunelu ToyotyV obou tunelech lze testovat rychlostí až 70 m/s (252 km/hod, sportovní pravidla FIA ji však týmům F1 omezují jen na 50 m/s, tj. na 180 km/hod) s 60% modely, na něž z 50% přechází postupně většina týmu F1. První tunel umožňuje navíc testování s vozem plné velikosti.
Samozřejmostí je 2,4 m široká a 7 m dlouhá pohyblivá podlaha (ocelový pás se siloměry pod ním), která může běžet stejnou maximální rychlostí jako okolní vzduch, tj. 70 m/s (252 km/hod) či snímání tlaku z 512 kanálů (s přesností 7 Pa).
Toyota ve svých tunelech nabízí reprezentativní kinematiku zavěšení: dokáže aktivně zatěžovat zavěšení integrovanými push-rody a automatickým řízením. K dispozici je také automatické nastavování klapky předního křídla.
K moderním vychytávkám patří i simulace foukání z výfuků. Kompresorem se přivádí vzduch do modelu přes nosný trn (spine), na němž je model zavěšený, a zmenšeným potrubím testovaného vozu vyfukuje během měření ven, což je důležité pro zachování stejného poměru hybnosti vzduchu se skutečným autem a dosahování přesnějších výsledků.
Zkušení inženýři pak pro efektivní vývoj samozřejmě dokáží pomoci s analýzou dat a rychlou interpretací výsledků pomocí některých bezpečných a exkluzivních nástrojů.
V pokročilém aerodynamickém tunelu v Kolíně (foto: Toyota Motorsport AG)
Další technické parametryRozměry- tunelu: 63 x 26x 13 m- testovací části: 15 x 4,1 x 3,7 m
Průměr ventilátoru: 6,3 mVýkon ventilátoru: 2,3 MW
Přesnost: +/- 0,04 %Opakovatelnost: +/- 0,02 %
Měření vertikálních sil na kolech- u modelu: 30 - 300 N- u plné velikosti vpředu / vzadu: 50 - 500 kg / 70 - 700 kg
Kromě aerodynamických tunelů či CFD centra se v Kolíně nachází modelárna, dílna s 3D měřicími ZETT MESS systémy, špičkové testovací stolice, vývojové středisko pro šas, motory či elektroniku, a špičkový simulátor (hexapod na 6 hydraulických nohách), jehož pronájem stojí na půl dne jen 2 000 Eur (kolem 50 000 Kč), což je polovina částky, kterou je nutné běžně zaplatit v Británii.
Za spolupráci děkuji společnosti Toyota Motorsport GmbH.
Charles Leclerc prožívá mimořádné životní období. Pilot Ferrari se stal poprvé otcem a s manželkou Alexandrou přivítal na světě dceru Biancu. Radostnou novinu oznámil na sociálních sítích jen několik dní před Velkou cenou Brazílie.
Roman Staněk by se mohl vrátit do Formule 2, kde by nově závodil za stáj LN4 Fusion. Za vznikem týmu stojí mistr světa F1 Lando Norris.
Lando Norris věří, že za volantem McLarenu stále předvádí špičkové výkony. Výsledky však podle něj neodpovídají jeho formě. Britský pilot upozornil na slabiny monopostu a vysvětlil, proč tým nemůže spoléhat pouze na příznivé okolnosti.
Kimi Antonelli se rozhodl, že při obhajobě mistrovského titulu v roce 2027 nevyužije právo závodit s jedničkou. Pilot Mercedesu zůstane věrný své dvanáctce. Vysvětlil také osobní důvody svého rozhodnutí.
Esteban Ocon nečekaně přišel o místo v Haasu ještě před koncem sezony. Jeho předčasný odchod měl souviset s konfliktem s vedením stáje po pátečním tréninku Velké ceny Mexika.
Honda převzala odpovědnost za dvojité odstoupení Aston Martinu při Velké ceně Mexika. Přiznala, že podcenila nároky vysoké nadmořské výšky na chlazení pohonné jednotky. Získané zkušenosti chce využít při vývoji motoru pro sezonu 2027.
Liam Lawson má za sebou povedenou sezonu, přesto stále nemá jistotu pokračování v Racing Bulls. Šéf stáje Peter Bayer ocenil jeho výkony, zároveň však připustil, že o budoucnosti rozhodne vedení. Ve hře je také talentovaný Nikola Tsolov.
Valtteri Bottas havaroval ve Velké ceně Mexika poté, co na jeho Cadillacu selhalo přední zavěšení. Finský jezdec vyvázl bez zranění, tým však čeká důkladné vyšetřování. Sergio Pérez mezitím při domácím závodě oslavil významné kariérní jubileum.
George Russell po ztrátě šance na titul v Mexiku prolomil mlčení. V emotivním vyjádření přiznal, že letošní sezona pro něj byla mimořádně náročná, a pogratuloval týmovému kolegovi Kimimu Antonellimu k mistrovskému triumfu.
Charles Leclerc vysvětlil, proč na startu Velké ceny Mexika nevrátil Lewisovi Hamiltonovi získanou pozici. Původně to měl v plánu, ale předjetí ze strany Maxe Verstappena změnilo jeho rozhodnutí. Přiznal také, že Brit musel být pořádně rozladěný.
Lewis Hamilton po Velké ceně Mexika ostře zkritizoval penalizaci Charlese Leclerca, která podle něj připravila Ferrari o vítězství. Britský jezdec požaduje důkladné jednání s týmem a upozorňuje na rozdílné posuzování podobných incidentů.
Sebastian Vettel osobně pogratuloval Kimimu Antonellimu k historickému titulu mistra světa. Mladému Italovi zároveň předal cenné rady, zavzpomínal na vlastní první triumf a prozradil, co by si měl nový šampion po životním úspěchu uvědomit.