Bastırma kuvveti, araca etki eden aerodinamik kuvvetlerin dikey bileşenidir. Araba havada ilerlerken, bastırma kuvveti aracı yere doğru itecektir.
Otomobilin aerodinamiği açısından aslında üç kuvvet vardır: yere basma kuvveti dikey kuvvettir, sürtünme uzunlamasına ve yan kuvvetler yanaldır, bu eksenler etrafında üç dakika çalıştırılır.
Yere basma kuvveti şüphesiz araç performansı açısından en önemlisidir, çünkü aracı yere ne kadar çok itebilirsek, virajları o kadar hızlı dolaşırız ve araç o kadar iyi idare eder. Yere basma gücü seviyeleri değiştiğinde, sürücüler bunu araçta gerçekten hissedebilirler.
Bastırma kuvvetini azaltmak, aracın daha fazla kaymasına neden olur, arka uç daha az kararlıdır, ancak düzlüklerde daha az sürtünmeye sahip olursunuz. Daha yüksek bastırma kuvveti ile araç yere çok daha fazla dikilmiş hissediyor, ancak düzlüklerde aracınızın arkasında bir paraşüt varmış gibi hissedebilirsiniz.
Bu modern F1 araçlarının ne kadar bastırma kuvveti oluşturduğuna dair bir bakış açısı vermek gerekirse, şimdi eski düzenlemelere oldukça benziyor.
Yaklaşık 150 km/s hızda, otomobil ağırlığı kadar bastırma kuvveti üretir (aracın minimum ağırlığı 795 kg’dır). Aracın maksimum hızında seyahat ettiği düzlüğün sonuna ulaştığınızda, muhtemelen aracın ağırlığının üç veya dört katıdır.
Viraj ne kadar hızlı olursa, aerodinamik yüklerin en büyük olduğu yerde bastırma kuvvetinin o kadar önemli olduğunu varsayarsınız.
Ancak araçlar düşük ve orta hızda çok fazla zaman harcadıkları için, pistteki en büyük zaman kaybı burasıdır, bu nedenle oradaki yere basma kuvveti aslında en önemlisidir.
Aracı bu kıvrımlı, daha yavaş hızlı bölümlerden daha fazla yere itebilirseniz, viraj girişlerinde ve çıkışlarında daha iyi kavrama ve çekiş elde edersiniz.
Aracın hangi kısımları bastırma kuvveti üretir?
Otomobilin ürettiği yere basma kuvvetinin çoğunluğu zeminden geliyor, ancak ön ve arka kanatlardan da büyük katkılar var.
Otomobilin bu unsurlarının her ikisinin de bastırma kuvveti seviyesi açısından ayarlanması daha kolaydır, çünkü farklı bastırma kuvveti seviyeleri sağlamak için ön kanat açısını veya arka kanat kanadının derinliğini ve açısını değiştirebilirsiniz.
Bununla birlikte, bunlar bariz aerodinamik unsurlar olsa da, tüm otomobil bastırma kuvveti üretiyor. Havanın dokunduğu her yüzey ve parça bir çeşit bastırma kuvveti üretiyor.
Aerodinamikçiler için püf noktası, maksimum otomobil performansı sunmak için hepsinin uyum içinde çalışmasını sağlamaktır.
Bir yere basma kuvveti paketini nasıl geliştiririz?
Aerodinamik bir paket geliştirmenin ilk adımı, akış yapıları hakkında düşünmeye başlamaktır, bu nedenle performansı artırmak veya performansı belirli bir pistin özelliklerine göre hedeflemek için otomobilin etrafında hangi akış yapılarını yapmak istiyoruz?
Bu akış yapılarını denemek ve elde etmek, birkaç geometriyi yinelemek ve neyin başarılı olduğunu görmek için Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (CFD) kullanarak başlayacağız.
Daha sonra CFD’de aradığımız sonuçları elde edersek, bir Rüzgar Tüneli testi için ne alacağımıza karar vereceğiz.
Pistte, araba havada hareket eder ve pistin etrafında döner, ancak Rüzgar Tüneli’nde bu çevrilir, bu yüzden araba sabittir ve yolu modelin altında hareket ettirir ve rüzgarı üzerine çekeriz.
Bu, pistte gördüğünüz gibi araba, yol ve hava arasındaki aynı göreceli hareketi simüle eder. Modern F1’de pist testlerinin ne kadar sınırlı olduğu göz önüne alındığında, Rüzgar Tüneli hayati bir araçtır.
Ancak F1’in aero kısıtlamaları nedeniyle, her takıma verilen CFD ve Rüzgar Tüneli süresi Şampiyona’da nerede bitirdiklerine bağlıdır.
Sıralamaları daha yüksek bitirmek, aero testi için daha düşük seviyedekilere kıyasla daha az zaman kazandırır. İki bölüme ayrılmıştır: 1 Ocak’taki konumunuz (2022’de bu tarihte Şampiyonduk, bu yüzden herkesin en az zamanına sahiptik) ve 1 Temmuz’daki (şu anda sıralamalarda üçüncüydük, bu nedenle ilk ikiden daha fazla zamanımız var).
Bir bileşen Rüzgar Tüneli’nde başarıyla test edildikten sonra, parçayı yapmak ve piste teslim etmek ekibin üretim alanlarına inecektir.
Hangi dış faktörler bastırma kuvvetini etkiler?
Otomobilin aerodinamik performansı üzerindeki önemli bir dış etki, hava durumu, özellikle rüzgardır. Aero çok hassastır, bu nedenle rüzgar yönündeki veya hızdaki değişiklikler bir arabanın kullanım şeklini etkileyebilir.
Rüzgarlı bir viraja girerseniz, viraja daha yavaş yaklaşırsınız, ancak rüzgar aracı yere daha fazla ittiği için daha fazla yere basma kuvvetine sahip olursunuz, böylece daha hızlı viraj alabilirsiniz.
Kapak tarafında, bir kuyruk rüzgarı sizi viraja doğru daha hızlı iter, ancak daha az bastırma kuvvetine sahip olur, böylece aracı aşağı doğru iten daha az rüzgar olduğu için araç daha hafif hissedecektir.
Bir diğer önemli faktör yüksekliktir, çünkü bu hava yoğunluğunu ve hava parçacıklarının miktarını etkiler. Meksika gibi bir yerde, yükseklik çok yüksektir, bu nedenle düşük bir hava yoğunluğu vardır, bu da aracı yere itmek için daha az hava parçacığı anlamına gelir.
Meksika’da Monako veya Budapeşte’de kullanılan maksimum yere basma kuvveti kanadınızı çalıştırabilirsiniz, ancak Monza’ya benzer yere basma kuvveti seviyeleri ve sezonun en yüksek maksimum hızlarını üretecektir.
Bu nedenle otomobil Meksika’da biraz farklı bir performans sergileyecek ve sürücüler bunu kokpitte hissedecekler.
Aynı zamanda araç soğutması için de bir zorluktur, çünkü Güç Ünitesi ve frenler gibi kilit sistemlerin sıcaklıklarını düşürmek için radyatörlerden ve soğutma deliklerinden daha az hava geçer. Bu nedenle ekstra soğutma hükümleri tipik olarak Meksika’ya getirilir.