Red Bulların esnek ön kanatları - Analiz
Almanya Grand Prix'i boyunca gazeteci Stephane Samson ve fotoğrafçı Darren Heath'in analizleri Red Bull'un ön kanadının rakiplerine oranla zemine daha yakın olduğunu ve esnediği çok açık bir şekilde açığa çıktı.
Bu resimlerin bazılarının farklı araç yükseklikleri, roll bar'ın pozisyonu ya da davranışındaki değişiklikler sonucu ortaya çıktığı düşünülürken bazı resimler Red Bull ön kanadının sarktığını gösteriyor.
Bu görüntüler araç üzerindeki on board kamera görüntülerine dayanıyor ve bu kameralar araca çok sert şekilde yerleştiriliyor ve aracın hareketli ya da esnek parçalarının kamera ile hareketsiz bir ilişkisi olması gerekiyor.
RB6 hala rutin olarak belirli hız aralıklarında aşırı hareketlilik sergiliyor. Aşağıdaki fotoğraflar Macaristan Grand Prix’ine ait ve Red Bull’un ön kanadının diğer rakiplerine göre ne kadar zemine yakın olduğu açıkça görülüyor.
Aero Esneklik
Doksanlardan beri takımlar 'aero esnekliği' doğal bir olay gibi kullanıyor, bunu da aracın karoserinde özellikle de kanatlarda aerodinamik karakteristiklerini değiştirerek esneterek yapıyorlar. Öncelikle arka kanadın bağlantısı geriye doğru esneyecek şekilde tasarlandı ve ardından arka kanada özgü daha fazla parçalar geldi, bunu ardından da ön kanadın gözle görülür bir şekilde esnediği tartışılmaya başlandı.
Drag etkisini azaltmanın yanında esnekliğin dengeyi düzenlemek ya da downforce'u arttırmak gibi yararları da olabilir. Yüksek hızı sınırlayan arka kanatla birlikte en çok dikkat gerektiren nokta drag etkisini azaltması. Bunu yapmak için arka kanadın üst kısmı ve uç plakaları açılandırılarak geriye doğru bükülmüş ve kavisli bir kanat yapısı yaratılmış. Sezon öncesi büyük kazalar olmasının ardından FIA ilk olarak karoserin esnekliği konusunda kurallar koydu. Kuralları zorlaştırmak için FIA bu sefer de sapma testlerinde değişikliğe gitti. Kanat uç plakalarından geriye doğru çekiliyor ve böylece sapma oranı hesaplanıyor. Bu test, denemeleri engellerken aynı zamanda hangi araçların yasal olduğunu belirleme açısından bir standart oluşturdu. Eğer araç komiserlerin sapma testini geçerse yarışmasına onay veriliyordu. Buna rağmen testler sırasında aracın kanadı esniyorsa, takım avantaj sağlamasına rağmen hemen cezalandırılmıyordu.
Yakın geçmişte takımlar flap ya da ana planyanın esnekliğiyle arka kanadın tutunma açıcını azaltmak üzerinde çalıştılar. Ardından bir kez daha FIA bu alanlarda çalışmayı engellemek için ek sapma testleri getirdi. Takımlar planlayalar arasındaki boşluğu azaltmak için kanatları esnettiler ve arka kanadın hız kaybını azalttılar (daha çok pasif F-kanal sistemine benziyor), bir kez daha sapma testleri uygulandı ve sonrasında planyalar arasındaki boşluğun azaltılması pratikte durduruldu.
Ön Kanat Esnemesi
image Ön kanatla birlikte aero esnekliği kullanarak ön kanadın ürettiği çok ufak drag etkisi ile çok yüksek düzlük hızında drag etkisini azaltamazsınız. Doksanların sonunda takımlar ters 'V' yapılı aşağı yönlü sarkılmış ön kanatlar kullanıyordu. Bu tip tasarımlarda kanat ve uç plakaları yere daha yakın konumlandırıyordu ve her ikisi de daha fazla downforce kazanımı sağlıyordu. Öncelikle kanadın yere çok yakın olması yer etkisini arttırıyor. Bir dereceye kadar kanat yere yaklaşıyor ve downforce üretiyor.
Sonrasında uç plakaları devreye giriyor ve kanadın altındaki alçak basınçla üzerinden geçen yüksek basıncı kontrol ediyor ve eğer uç plakası zemine yakınsa bu dengeyi geliştiriyor. Daha çok seksenlerin araçlarında kullanılan kanatlar gibi davranış gösteriyor. Bunu önlemek için de FIA bir başka sapma testi yürürlüğe koydu ve uç plakalarına 50 kg'lık (500n) yük uygulandığında 10 mm'den fazla esneyemeyeceği kuralı getirdi. Bir kez daha pratikte ön kanatların haddinden fazla esnemesi engellenmiş oldu.
Bununla birlikte hala bu testten etkilenmeyen ön kanat flap'ının esnekliğiyle sağlanan yararlar mevcut. Kanadın temel basınç merkezinde esneme olmasındansa kanadın giriş açısını azaltmak için yüksek hızda flap'ın aşağı doğru esnemesi sağlanıyor, böylece downforce azaltılıyor ve basınç merkezi geriye doğru kayarak yine yüksek hızda aracın arkadan kaymaya olan eğilimi azalıyor.
Red Bull RB6'nın Ön Kanadı
image Geçen yıl bazı yarışlarda ve bu yıl Red Bull'un yüksek hızlarda ön kanadının açık bir şekilde esnediği görüldü. Pilotların üzerindeki araç üstü kamerada ön kanadın araç hızlanmaya başladığında yavaşça zemine yaklaştığı görülebiliyor. Bu düşük frekanslı hareket olduğu gibi, bu etkinin tam tersi yüksek hızda aracın frenleme esnasında da görülebilir. Araç hızlı bir şekilde sürat kaybettiğinde kanadın uç plakaları esner ve kanatlara binen aero yük azalır.
Bu sezon başında koşulan yarışlarda görülen bir durumdu ve Çin Grand Prix'inde konu ile ilgili FIA'a bir başvuruda bulunuldu ve durumun yasal olup olmadığı sorgulandı. 500n'lik kuvvete karşılık kanadın 10 mm esneme payı bulunuyor ve bu durumda araçlar yasal sayılıyor. Pek çok takımın kanadı yüksek hızlarda esnerken, yüksek hızda fren yapıldığında benzer hareketin sıklıkla olduğu görülüyor. FIA'ya yapılan başvurunun cevabı geçtiğimiz nisan ayında geldi ve yazıda Almanya Grand Prix'inde olduğu gibi aracın sapma testine girdiği ve sorunsuz şekilde geçtiği bu yüzden de yarışmasının yasal olduğu bilgisi yer alıyordu.
Ön Kanat Yük Durumları
Yalnızca 70 km hızda F1 aracı kendi ağırlığı ile downforce anlamında araç üzerinde yaklaşık 600 kg'lık bir yük meydana getirir. Bu yükün yarısı kanatlardan diğer yarısı ise difüzörden oluşur yani kanatlar bu hızda 300 kg'lık bir yük yaratır. Aracın basınç merkezi bazı noktalarda ileri yönlü %45'lik bir basınç uygular ki bunun anlamı ön kanat 140kg'lık yük üretiyor demektir ön ve arka kanadı ayrı ayrı hesaplarsak her bir kanat 70 km hızda 70 kg'lık yük üretiyor.
Bu hız Hungaroring'teki en yavaş virajın hızına eşit ve Monaco'daki 'U' virajdan sadece biraz hızlı! Bu yüzden FIA'nın belirlediği 50 kg'lık sınır bu tip en yavaş pistlerde bile F1 aracı üzerindeki mevcut yükün büyük ölçüde altında yer alıyor. Takımın 50 kg'lık yükte 10 mm'lik sapma testini geçecek kanat tasarlaması şaşırtıcı değil ve daha büyük sapmalar mesela hızlı virajlarda 25 mm'lik bir esneme çok da uzak bir hedef gibi görünmüyor.
Bu Nasıl Yapılıyor, Yasal Mı?
F1 araçlarının ön kanadı karbonfiber bağların metal kesitlerle kalıplanması sonucu oluşuyor. Flaplar ve uç plakaları ayrılabilir yapıda olsa da ön kanadın yapısı açısından bakarsak tek parçadan üretiliyor. Burunun altına dikey sütunlarla kanadın merkez noktasından monte ediliyor, şasinin ön bölümüne çok güçlü şekilde bağlanıyor. Kurallar açısından, pilotlar tarafından ayarlanabilen ön flap dışında, ön kanadın aerodinamik etki konusunda 3.16 numaralı kurala uyması gerekiyor.
- aracın esneyen parçasının tamamı esnemeyecek şekilde ayarlanmış olmalı (esnemeyecek şekilde ayarlanması demek herhangi bir şekilde istediği açıda hareket edemeyecek);
- aracın esneyen parçası ile hareketsiz şekilde bağlantılı olmalı.
Dolayısıyla bütün bağlantıların aracın geri kalanı ile hareketli ilişki içinde bulunmasına izin verilmiyor. Bununla birlikte hiçbir araç %100 esnemez diyemeyiz ve F1 araçları çok büyük aerodinamik yüke maruz kalıyor zaten FIA'nın sapma testi uygulamasının nedeni de bu. Eğer kanat testi maruz kalıp belirlenen test yükünün altında bir sapma gösterirse FIA bunu yasal sayıp aracın yarışmasına izin veriyor. Bu bir kaza sonucu ya da tasarımla olabilir. Karbonfiber kalıptan üretilen kanat çizgisel bir yolda sıfır yükten 50 kg'lık yük yüklendiğinde ve bu yükten fazlası eklendiğinde sapmaya devam etmesi mümkün.
Pek çok takımın kanadının bu şekilde tepki vermesi makul görülebilir. Bununla birlikte doğrusal olmayan bir tepkiyle 50 kg'lık yükte 10 mm'lik hareket üretmek için karbonfiberin durumu değiştirmek ya da bazı mekanik sistemler (eklemler ya da yaylar) eklemek mümkün, sonrasında 50 kg'ın üzerinde daha büyük sapma yaratılabilir. Bu nedenle mühendisler sapma testini geçecek kanatlar yaratabilir fakat belirli maksimum hızda istenen araç yüksekliğiyle sapma aşağı çekilebilir.
Esneyebilen karoserin kullanımının yasaklanması için FIA tarafından belirlenen esnek karoser testleri açısından 'kuralların ruhuna' aykırı bir durum teşkil etse de Red Bull ve Ferrari'nin ön kanatları FIA'nın gözünde yasal görünüyor.
Almanya Grand Prix'i boyunca gazeteci Stephane Samson ve fotoğrafçı Darren Heath'in analizleri Red Bull'un ön kanadının rakiplerine oranla zemine daha yakın olduğunu ve esnediği çok açık bir şekilde açığa çıktı.
Bu resimlerin bazılarının farklı araç yükseklikleri, roll bar'ın pozisyonu ya da davranışındaki değişiklikler sonucu ortaya çıktığı düşünülürken bazı resimler Red Bull ön kanadının sarktığını gösteriyor.
Bu görüntüler araç üzerindeki on board kamera görüntülerine dayanıyor ve bu kameralar araca çok sert şekilde yerleştiriliyor ve aracın hareketli ya da esnek parçalarının kamera ile hareketsiz bir ilişkisi olması gerekiyor.
RB6 hala rutin olarak belirli hız aralıklarında aşırı hareketlilik sergiliyor. Aşağıdaki fotoğraflar Macaristan Grand Prix’ine ait ve Red Bull’un ön kanadının diğer rakiplerine göre ne kadar zemine yakın olduğu açıkça görülüyor.
Aero Esneklik
Doksanlardan beri takımlar 'aero esnekliği' doğal bir olay gibi kullanıyor, bunu da aracın karoserinde özellikle de kanatlarda aerodinamik karakteristiklerini değiştirerek esneterek yapıyorlar. Öncelikle arka kanadın bağlantısı geriye doğru esneyecek şekilde tasarlandı ve ardından arka kanada özgü daha fazla parçalar geldi, bunu ardından da ön kanadın gözle görülür bir şekilde esnediği tartışılmaya başlandı.
Drag etkisini azaltmanın yanında esnekliğin dengeyi düzenlemek ya da downforce'u arttırmak gibi yararları da olabilir. Yüksek hızı sınırlayan arka kanatla birlikte en çok dikkat gerektiren nokta drag etkisini azaltması. Bunu yapmak için arka kanadın üst kısmı ve uç plakaları açılandırılarak geriye doğru bükülmüş ve kavisli bir kanat yapısı yaratılmış. Sezon öncesi büyük kazalar olmasının ardından FIA ilk olarak karoserin esnekliği konusunda kurallar koydu. Kuralları zorlaştırmak için FIA bu sefer de sapma testlerinde değişikliğe gitti. Kanat uç plakalarından geriye doğru çekiliyor ve böylece sapma oranı hesaplanıyor. Bu test, denemeleri engellerken aynı zamanda hangi araçların yasal olduğunu belirleme açısından bir standart oluşturdu. Eğer araç komiserlerin sapma testini geçerse yarışmasına onay veriliyordu. Buna rağmen testler sırasında aracın kanadı esniyorsa, takım avantaj sağlamasına rağmen hemen cezalandırılmıyordu.
Yakın geçmişte takımlar flap ya da ana planyanın esnekliğiyle arka kanadın tutunma açıcını azaltmak üzerinde çalıştılar. Ardından bir kez daha FIA bu alanlarda çalışmayı engellemek için ek sapma testleri getirdi. Takımlar planlayalar arasındaki boşluğu azaltmak için kanatları esnettiler ve arka kanadın hız kaybını azalttılar (daha çok pasif F-kanal sistemine benziyor), bir kez daha sapma testleri uygulandı ve sonrasında planyalar arasındaki boşluğun azaltılması pratikte durduruldu.
Ön Kanat Esnemesi
image Ön kanatla birlikte aero esnekliği kullanarak ön kanadın ürettiği çok ufak drag etkisi ile çok yüksek düzlük hızında drag etkisini azaltamazsınız. Doksanların sonunda takımlar ters 'V' yapılı aşağı yönlü sarkılmış ön kanatlar kullanıyordu. Bu tip tasarımlarda kanat ve uç plakaları yere daha yakın konumlandırıyordu ve her ikisi de daha fazla downforce kazanımı sağlıyordu. Öncelikle kanadın yere çok yakın olması yer etkisini arttırıyor. Bir dereceye kadar kanat yere yaklaşıyor ve downforce üretiyor.
Sonrasında uç plakaları devreye giriyor ve kanadın altındaki alçak basınçla üzerinden geçen yüksek basıncı kontrol ediyor ve eğer uç plakası zemine yakınsa bu dengeyi geliştiriyor. Daha çok seksenlerin araçlarında kullanılan kanatlar gibi davranış gösteriyor. Bunu önlemek için de FIA bir başka sapma testi yürürlüğe koydu ve uç plakalarına 50 kg'lık (500n) yük uygulandığında 10 mm'den fazla esneyemeyeceği kuralı getirdi. Bir kez daha pratikte ön kanatların haddinden fazla esnemesi engellenmiş oldu.
Bununla birlikte hala bu testten etkilenmeyen ön kanat flap'ının esnekliğiyle sağlanan yararlar mevcut. Kanadın temel basınç merkezinde esneme olmasındansa kanadın giriş açısını azaltmak için yüksek hızda flap'ın aşağı doğru esnemesi sağlanıyor, böylece downforce azaltılıyor ve basınç merkezi geriye doğru kayarak yine yüksek hızda aracın arkadan kaymaya olan eğilimi azalıyor.
Red Bull RB6'nın Ön Kanadı
image Geçen yıl bazı yarışlarda ve bu yıl Red Bull'un yüksek hızlarda ön kanadının açık bir şekilde esnediği görüldü. Pilotların üzerindeki araç üstü kamerada ön kanadın araç hızlanmaya başladığında yavaşça zemine yaklaştığı görülebiliyor. Bu düşük frekanslı hareket olduğu gibi, bu etkinin tam tersi yüksek hızda aracın frenleme esnasında da görülebilir. Araç hızlı bir şekilde sürat kaybettiğinde kanadın uç plakaları esner ve kanatlara binen aero yük azalır.
Bu sezon başında koşulan yarışlarda görülen bir durumdu ve Çin Grand Prix'inde konu ile ilgili FIA'a bir başvuruda bulunuldu ve durumun yasal olup olmadığı sorgulandı. 500n'lik kuvvete karşılık kanadın 10 mm esneme payı bulunuyor ve bu durumda araçlar yasal sayılıyor. Pek çok takımın kanadı yüksek hızlarda esnerken, yüksek hızda fren yapıldığında benzer hareketin sıklıkla olduğu görülüyor. FIA'ya yapılan başvurunun cevabı geçtiğimiz nisan ayında geldi ve yazıda Almanya Grand Prix'inde olduğu gibi aracın sapma testine girdiği ve sorunsuz şekilde geçtiği bu yüzden de yarışmasının yasal olduğu bilgisi yer alıyordu.
Ön Kanat Yük Durumları
Yalnızca 70 km hızda F1 aracı kendi ağırlığı ile downforce anlamında araç üzerinde yaklaşık 600 kg'lık bir yük meydana getirir. Bu yükün yarısı kanatlardan diğer yarısı ise difüzörden oluşur yani kanatlar bu hızda 300 kg'lık bir yük yaratır. Aracın basınç merkezi bazı noktalarda ileri yönlü %45'lik bir basınç uygular ki bunun anlamı ön kanat 140kg'lık yük üretiyor demektir ön ve arka kanadı ayrı ayrı hesaplarsak her bir kanat 70 km hızda 70 kg'lık yük üretiyor.
Bu hız Hungaroring'teki en yavaş virajın hızına eşit ve Monaco'daki 'U' virajdan sadece biraz hızlı! Bu yüzden FIA'nın belirlediği 50 kg'lık sınır bu tip en yavaş pistlerde bile F1 aracı üzerindeki mevcut yükün büyük ölçüde altında yer alıyor. Takımın 50 kg'lık yükte 10 mm'lik sapma testini geçecek kanat tasarlaması şaşırtıcı değil ve daha büyük sapmalar mesela hızlı virajlarda 25 mm'lik bir esneme çok da uzak bir hedef gibi görünmüyor.
Bu Nasıl Yapılıyor, Yasal Mı?
F1 araçlarının ön kanadı karbonfiber bağların metal kesitlerle kalıplanması sonucu oluşuyor. Flaplar ve uç plakaları ayrılabilir yapıda olsa da ön kanadın yapısı açısından bakarsak tek parçadan üretiliyor. Burunun altına dikey sütunlarla kanadın merkez noktasından monte ediliyor, şasinin ön bölümüne çok güçlü şekilde bağlanıyor. Kurallar açısından, pilotlar tarafından ayarlanabilen ön flap dışında, ön kanadın aerodinamik etki konusunda 3.16 numaralı kurala uyması gerekiyor.
- aracın esneyen parçasının tamamı esnemeyecek şekilde ayarlanmış olmalı (esnemeyecek şekilde ayarlanması demek herhangi bir şekilde istediği açıda hareket edemeyecek);
- aracın esneyen parçası ile hareketsiz şekilde bağlantılı olmalı.
Dolayısıyla bütün bağlantıların aracın geri kalanı ile hareketli ilişki içinde bulunmasına izin verilmiyor. Bununla birlikte hiçbir araç %100 esnemez diyemeyiz ve F1 araçları çok büyük aerodinamik yüke maruz kalıyor zaten FIA'nın sapma testi uygulamasının nedeni de bu. Eğer kanat testi maruz kalıp belirlenen test yükünün altında bir sapma gösterirse FIA bunu yasal sayıp aracın yarışmasına izin veriyor. Bu bir kaza sonucu ya da tasarımla olabilir. Karbonfiber kalıptan üretilen kanat çizgisel bir yolda sıfır yükten 50 kg'lık yük yüklendiğinde ve bu yükten fazlası eklendiğinde sapmaya devam etmesi mümkün.
Pek çok takımın kanadının bu şekilde tepki vermesi makul görülebilir. Bununla birlikte doğrusal olmayan bir tepkiyle 50 kg'lık yükte 10 mm'lik hareket üretmek için karbonfiberin durumu değiştirmek ya da bazı mekanik sistemler (eklemler ya da yaylar) eklemek mümkün, sonrasında 50 kg'ın üzerinde daha büyük sapma yaratılabilir. Bu nedenle mühendisler sapma testini geçecek kanatlar yaratabilir fakat belirli maksimum hızda istenen araç yüksekliğiyle sapma aşağı çekilebilir.
Esneyebilen karoserin kullanımının yasaklanması için FIA tarafından belirlenen esnek karoser testleri açısından 'kuralların ruhuna' aykırı bir durum teşkil etse de Red Bull ve Ferrari'nin ön kanatları FIA'nın gözünde yasal görünüyor.
TÜRKİYEF1
