Zavěšení vozu F1: Z čeho se skládá, co určuje jeho geometrii a jaká je ideální světlá výška?

Zdá se, že auta v F1 jezdí v těchto dnes s mnohem vyšším sklonem? Proč tomu tak je a nepůsobí to konstruktérům nějaké problémy?Pat Symonds: Sklon se termín, který používáme pro popis rozdílu mezi prostorem nad zemí vpředu a vzadu, běžněji známý jako světlá výška vpředu a vzadu.

V posledních letech aerodynamici nalezli více výkonnosti v jízdě s ještě více zvednutou zádí, což zvyšuje přítlak generovaný difuzorem. Požadavek na udržení přední světlé výšky nízko se nezměnil, proto se sklon v posledních sezónách dramaticky zvýšil.

Pokud je rozpětí známo od počátku, pak s tím konstruktéři nemají žádné skutečné problémy.

Jaká je ideální světlá výška vozu F1?PS: Neexistuje ideál, který by platil pro všechna auta. Nesmíte zapomenout na to, že vůz F1 vytváří ohromnou vertikální aerodynamickou zátěž na zavěšení, což znamená, že pružiny a opravdu i pneumatiky jsou při vyšších rychlostech hodně stlačovány. Světlá výška proto klesá s tím, jak auto zrychluje. Proto vidíte jiskry z titanových kluzných desek, když se vozy blíží maximální rychlosti.

Vpředu máme tendenci nastavit statickou světlou výšku a tuhost pružicích prostředků, aby se přední část prkna při maximálních rychlostech jen lehce dotýkala země. Vzadu existuje optimální světlá výška pro tvorbu přítlaku a my máme tendenci nastavit takovou statickou světlou výšku, která by umožnila průhyby pružin a pneumatik - ve většině zatáček na okruhu se blíží optimální světlé výšce.

Ovlivňuje změna světlé výšky aerodynamiku?PS: Často hovoříme o tom, že vozidla mají určitý koeficient přítlaku (obvykle pod zkratkou Cl), ve skutečnosti je ale toto číslo jednoduchým popisem mnohem složitější aerodynamické mapy. V jakékoliv poloze auta, která může být dána kombinaci (podélného) sklonu, (příčného) náklonu a odklonu (zatáčení), se aerodynamické síly liší. V aerodynamickém tunelu jsou všechny tyto síly zachyceny, a pak jsou pomocí matematické techniky, známé jako vážený průměr, vyjádřeny jedním číslem.

V trajektorii skutečné zatáčky se auto dostává do různých poloh v odezvě na síly, kterým je vystavováno, a na reakci zavěšení na tyto síly. To mění aerodynamické síly a vyvážení v zatáčce, což znamená, že zavěšení má opravdu zásadní vliv na aerodynamiku.

Zdá se, že vpředu se běžně využívá tlačná tyč (pushrod) a vzadu tažná tyč (pullrod). Proč?PS: Pushrody i pullrody jsou z pohledu kinematiky podobná zařízení. Znamená to, že v případě obou jde o jednoduché mechanismy pro přenos pohybu z náboje kola do jednotek pružinových tlumičů. Využívání těchto dvou zařízení se v průběhu let měnilo s tím, jak pravidla pro karosérii nutila konstruktéry hledat odlišné možnosti vnitřního uspořádání.

Dnes jsou pravidla poměrně neutrální v tom, že nefavorizují jedno či druhé řešení. Ale touha udržet horní a boční část převodovky aerodynamicky čistou vede k tomu, že jsou pružiny a tlumiče umísťovány do spojkové skříně, což pro jejich činnost zvýhodňuje pullrod.

Využívají vozy Formule 1 tradiční pružiny a tlumiče?PS: Ve vozech F1 se používají různé typy pružin. V rozích mohou být využívány torzní tyče, zatímco centrální pružinu může tvořit spirálová pružina, talířová pružina nebo gumový prvek. Nasazují se také plynové pružiny. V současné době se zřejmě využívá rozumná kombinace všech těchto druhů.

I když se používají tradiční hydraulické tlumiče, tak je doplňuje zařízení známé jako inerter. Na rozdíl od běžného hydraulického tlumiče, který na obou koncích vytváří sílu úměrnou rychlosti, tak inerter vytváří opačnou sílu, která je úměrná zrychlení mezi jeho dvěma konci.

Oproti těmto tradičním prvkům najdete v zavěšení vozu F1 několik dalších zařízení navíc. Zatímco propojení přední části s tou zadní už není povoleno, tak se v systému zavěšení stále využívají hydraulické prvky, které mění vyvážení vozu v zatáčkách nebo snižují odpor na rovinkách.

Co patří mezi určující faktory při rozhodování o geometrii zavěšení?PS: Zřejmě existuje tolik různých teorií týkajících se ideálního zavěšení, kolik je vozů na roštu. V současnosti geometrii určuje hledání lepší aerodynamiky.

U spodního ramena zavěšení je například běžné, že se montuje paralelně s hnací poloosou nápravy. Byť to není něco, co by si někdo přál z důvodů kinematiky či struktury, tak je to běžné, protože aerodynamické výhody tohoto uspořádání převyšují způsobené problémy.

Proč se zavěšení vozu F1 zdá být tak tuhé? Zvyšuje to přilnavost?PS: Pokud jde o síly pneumatiky, tuhé zavěšení vozů F1 vlastně přilnavost snižuje na čemkoliv jiném, než je perfektně hladký povrch. Jelikož jsou však aerodynamické vlastnosti dominantní, tak z tuhého zavěšení, které udržuje konstantní aerodynamickou platformu, vyplývají výhody.

Před několika lety měly vozy F1 velmi propracované systémy aktivního zavěšení. Myslíš si, že se někdy tyto systémy vrátí?PS: Zřejmě je už v závodění neuvidíme. I když byly velmi sofistikované, tak ve skutečnosti nebyly nikterak složitější, než komplikované pasivní systémy, které používáme dnes. Nedávno týmy opravdu hovořily o tom, zda by vlastně nebylo levnější vyrábět aktivní zavěšení, spíše než používat ty současné systémy.

Tím ale netvrdím, že jsou ty systémy zcela mrtvé, protože kvůli omezenému času, který v této době mají týmy na trati, se někdy aktivní zavěšení využívá při soukromém testování pro verifikaci aerodynamických map. Na dráze to tak zabírám minimum času.