A Formula-1-es versenyaut�k megfelel� menettulajdons�gaihoz nem elegend� egy j�l megtervezett �s kialak�tott, kifog�stalan nyomat�kviszonyokkal �s j� v�gsebess�g el�r�s�t lehet�v� tev� motor. A jelenlegi F1-es konstrukci�kban l�v� V8-as er�forr�sban rejl� adotts�gok hat�kony felhaszn�l�s�hoz ugyanis elengedhetetlen t�nyez�, hogy a benn�k rejl� hatalmas er�t, illetve mozg�si energi�t megfelel� m�don �t is kell vinni a kerekeken kereszt�l a p�lya aszfaltj�ra.

A versenyaut� motorja, valamint er��tviteli rendszere �ltal k�zvet�tett nyomat�k megfelel� m�don t�rt�n� hasznos�t�sa elk�pzelhetetlen lenne az aerodinamika tudom�nya n�lk�l. A Formula-1-es n�gykerek�ek az elm�lt �vtizedek alatt hatalmas �talakul�son mentek kereszt�l, �s rendk�v�l szerte�gaz� aerodinamikai megold�sokat sorakoztattak fel az aktu�lis kor m�rn�kei. Egyes aerodinamikai elemek – mint p�ld�ul az els� l�gterel� sz�rny – az �t�raml� leveg� �ltal kialakul� nyom�sk�l�nbs�gb�l ad�d�an keletkez� aerodinamikai terhel�s hat�s�ra deform�l�dnak, illetve elhajlanak, amely a cs�kkentett l�gellen�ll�si t�nyez�nek k�sz�nhet�en nagyobb sebess�g el�r�s�t teszi lehet�v�.

Ugyanez a jelens�g figyelhet� meg a Formula-1-es versenyaut� padl�lemez�vel, eg�szen pontosan az orrk�p al� ny�l� szakasz�val kapcsolatban is, amelyet angol szaksz�val splitternek, T-tray-nek, vagy Bib-nek is szoktak nevezni. (Mivel erre az elemre vonatkoz�an egy�rtelm� magyar elnevez�st nem igaz�n lehet tal�lni, ez�rt a tov�bbiakban a splitter haszn�lat�ra ker�l sor) Az aerodinamikai terhel�sb�l ad�d� flexibilit�st �s az ebb�l ad�d� el�ny�ket azonban a csapatok nem akn�zhatj�k ki korl�tlan m�don, hiszen mint minden egyes technikai sportban, �gy a Formula-1-ben is szigor� technikai szab�lyzatban korl�tozz�k a versenyaut�k aerodinamikai kialak�t�s�t.

2000N-os terhel�ssel vizsg�lj�k a Formula-1-es versenyaut� splitter�nek f�gg�leges ir�ny� elhajl�s�t⇒

A padl�lemez �s a splitter ismertet�se

A Formula-1-es versenyaut� padl�lemeze voltak�ppen nem m�s, mint az aut� hordoz�eleme, amelyre az �sszes t�bbi jelent�s alkot�elem fel van �p�tve. A k�l�nb�z� szab�lyoknak val� megfelel�s mellett az aut�k padl�lemez�nek megjelen�se csapatonk�nt t�bb�-kev�sb� megegyezik, de term�szetesen az�rt felfedezhet�ek k�l�nbs�gek is. Ez ut�bbi tekintetben p�ld�ul a Red Bull Renault RB8-as konstrukci�kat is meg lehet eml�teni, ahol a KERS m�k�dtet�s�hez alkalmazott kondenz�tor-telepek is a padl�lemezen ker�ltek elhelyez�sre.

Az F1-es aut� legalacsonyabb pontj�nak sz�m�t� padl�lemezt referencias�knak is nevezik, �s a Nemzetk�zi Automobil Sz�vets�g �ltal �ssze�ll�tott �s alkalmazott technikai szab�lyzatban l�v� minden egyes f�gg�leges ir�ny� m�retet ehhez k�pest hat�roznak meg. A teljess�g kedv��rt azonban �rdemes eml�t�st tenni arr�l is, hogy a versenyaut� oldals� r�sz�hez viszony�tva van egy m�sik referenciafel�let is, amely az el�z�leg eml�tett s�khoz k�pest feljebb helyezkedik el.

A Formula-1-et figyelemmel k�s�r�k sz�m�ra minden bizonnyal nem ismeretlen, hogy az FIA a technikai szab�lyokban elv�gzett, a versenyaut�k aerodinamik�j�t �rint� m�dos�t�sokkal az el�rhet� leszor�t� er� nagys�g�t k�v�nt�k, illetve k�v�nj�k jelenleg is cs�kkenteni. Ehhez tartozik a 90-es �vekben bevezetett azon m�dos�t�s is, melynek �rtelm�ben a mai nap is haszn�latos padl�lemezeknek csakis a k�z�ps� szakasza, vagyis a versenyaut� hosszanti szimmetriatengely�t�l m�rt, nagyj�b�l 150-150mm-es s�v lehessen legk�zelebb a p�lya fel�let�hez, �s ebb�l ad�d�an a padl�lemez ezen ter�let�nek k�t sz�l�nek magasabb kialak�t�st kell kapnia.

Az FIA �ltal alkalmazott elm�let szerint a versenyz�nek helyet biztos�t� pil�taf�lke als� r�sze eg�szen a padl�lemezig, �s annak v�g�ig terjed. �ppen ez�rt minden egyes csapatnak �gy kell elk�sz�teni a padl�lemez el�ls� r�sz�t, hogy fel�lr�l n�zve az megfeleljen a pil�taf�lke form�j�nak, mindamellett, hogy a padl�lemez ezen r�sze mind�ssze csak egy tart�konzollal kapcsol�dik a monocoque-hoz. Ezt a ter�letet, vagyis a padl�lemez el�reny�l� r�sz�t – amely felett tulajdonk�ppen egy �res ter�let ker�l kialak�t�sra – nevezz�k splitternek.

A Ferrari 2012 padl�lemez�nek el�reny�l� el�reny�l� szakasza (splitter), amely alatt l�v� high tech lamin�t kop�sa nem haladhatja meg az 1mm-t⇒

A padl�lemez el�ls� r�sz�nek jelent�s aerodinamikai szerepe van. Kialak�t�s�b�l ad�d�an ugyanis befoly�solhat� a padl�lemez al� �s f�l� �raml� leveg� ar�nya, �s a splitter megfelel� peremez�s�vel pedig fokozni lehet a padl�lemez felett elhalad� l�g�ramlatok �ltal kifejtett nyom�s nagys�g�t is. Mindamellett teh�t, hogy a splitter befoly�solja az oldaldoboz ir�ny�ba a padl�lemez felett elhalad�, �s az oldaldoboz ment�n az aut� m�g�tt kil�p� leveg� mennyis�g�t, fontos szerepet j�tszik az aut� el�ls� r�sz�nek viselked�s�vel kapcsolatban is. A splitter felett kialakul� pozit�v nyom�sviszonyok hat�s�ra ugyanis az aut� el�ls� r�sze lefel� billen, vagyis a hasmagass�g ezir�ny� kontroll�l�sa r�v�n kialakul� �gynevezett „b�lint�s” r�v�n kedvez�bb aerodinamikai leszor�t� er�t lehet el�rni.

Az els� l�gterel� sz�rny magasabb pontra t�rt�n� �p�t�se miatt azonban ker�lni kell annak az el�fordul�s�t, hogy a splitter az aerodinamikai terhel�s hat�s�ra t�lzott m�rt�kben megk�zel�tse az aszfaltot, mert a nagyobb sebess�get k�vet� intenz�v f�kez�s eset�n k�nnyed�n el�fordulhat, hogy a splitter �rinti a p�lya fel�let�t. Ennek k�vetkezm�nye pedig az, hogy a padl�lemez alatt l�v� 300mm sz�les�s 10mm vastag r�t�t (high tech lamin�t, illetve falemez) kopni fog. A technikai szab�lyzatnak megfelel�en azonban a r�t�t lemezen furatokkal jelzett m�r�pontokn�l a verseny v�g�n elv�gzett tesztek sor�n tapasztalt kop�s m�rt�ke nem haladhatja meg az 1mm-t.

A Formula-1-es versenyut� alatt l�v� high tech lamin�t

A splitter flexibilit�s�nak jelent�s�ge �s m�r�se

A csapatoknak teh�t meg kell tal�lni azt az arany k�z�putat, amelynek seg�ts�g�vel �gy k�pesek a splitterrel megfelel� m�rt�k� leszor�t� er�t el�ll�tani, hogy ek�zben ne kopjon t�lzott m�rt�kben az alatta l�v� r�t�t lemez. Ennek legink�bb k�zenfekv� m�dja az lenne, ha a splitter rugalmass�g�t �gy alak�tan�k ki, hogy az a kell� pillanatban felfel� el tudjon hajolni. Ez azonban nem hajthat� v�gre korl�tlan m�don, hiszen az FIA meglehet�sen sz�k hat�rok k�z� szor�tja a splitter megengedett flexibilit�s�nak m�rt�k�t.

De hogyan is ellen�rzik a padl�lemez el�reny�l� szakasz�nak rugalmass�g�t? Kezdetben a splitter bel�p� �l�n�l a versenyaut� szimmetriatengely�nek vonal�ban alulr�l felfel� ir�nyul� 100kg-os terhel�st alkalmaztak, melynek hat�s�ra a splitter elhajl�sa nem haladhatta meg az 5mm-es hat�r�rt�ket. A 2007-es �vben azonban az FIA tov�bb szigor�totta a splitter flexibilit�s�val szembeni elv�r�s�t, amikor a Ferrari egy olyan speci�lis, rug�er� ellen�ben m�k�d� mechanizmust �p�tett be a splitter �s a monocoque k�z�, amelynek hat�s�ra a rugalmass�gi tesztek megfelel� eredm�nnyel z�rultak ugyan, de a p�ly�n t�rt�n� sz�guld�s k�zben keletkez� nagyobb terhel�s hat�s�ra viszont a splitter a megengedett 5mm-n�l nagyobb elhajl�st produk�lt.

Az esetet k�vet�en a Nemzetk�zi Automobil Sz�vets�g kett�s szigor�t�st vezetett be a Formula-1 technikai szab�lyk�nyv�ben. Ennek megfelel�en egyr�szt az el�z�leg eml�tett 1000N-os terhel�s helyett m�ra 2000N-os ig�nybev�telt alkalmaznak a rugalmass�gi tesztek alkalm�val, m�sfel�l pedig ezt nemcsak a fentiekben is eml�tett k�z�pvonal ment�n teszik meg, hanem �gynevezett offset terhel�si vizsg�latot is v�geznek. Ez pedig eg�szen pontosan azt jelenti, hogy szimmetriatengely mellett mindk�t oldalt megvizsg�lj�k a splitter rugalmass�g�t, vagyis a splitter teljes keresztmetszet�re vonatkoz�an kell �rteni a maxim�lisan megengedett 5mm-es elhajl�st.

  SLS095 line�ris potenciom�teres abszol�t �tm�r� �s m�rlegcella alkalmaz�sa seg�ti a splitter rugalmass�g�nak ellen�rz�s�t. 

A splitter flexibilit�s�nak vizsg�lat�t a Bahreini Nagyd�jon k�sz�tett, a Ferrari F2012-es konstrukci�t bemutat� fot�n kereszt�l meg lehet figyelni. A padl�lemez el�reny�l� szakasza �s a felette l�v� monocoque k�z�tt egy �gynevezett abszol�t line�ris �tm�r� van be�p�tve a vizsg�lat idej�re. A splitter �s az alatta l�v� r�t�t lemez alatt pedig egy m�rlegcella, valamint egy speci�lis tart�konzollal r�gz�tett hidraulikus munkahenger tal�lhat�.

A Penny+Giles �ltal gy�rtott SLS095 t�pus� �tad� kimenet�n a terhel�s hat�s�ra k�vetkez� elhajl�s m�rt�k�t�l f�gg�en folyamatosan a t�nyleges poz�ci�nak megfelel� adat jelenik meg. A m�r�s saj�toss�gak�nt eml�thet�, hogy a folyamat sor�n nem sz�ks�ges az inkrement�lis m�r�rendszerekn�l elengedhetetlen referenciapont r�gz�t�se, amely tulajdonk�ppen kalibr�lja az adott �tm�r�t, megk�nny�tve ezzel a m�r�si elj�r�st.

Az SLS095 line�ris potenciom�teres abszol�t �tm�r� egy olyan szenzor, amely a teszt sor�n alkalmazott 2000N-os terhel�s hat�s�ra el�id�zett splitter elmozdul�s k�vetkezt�ben az elmozdul�ssal ar�nyos ellen�ll�s�rt�ket �ll�t el�. Abban az esetben, ha a line�ris potenciom�tert szenzork�nt kezelj�k, akkor legt�bb esetben nem egyszer� ellen�ll�sk�nt, hanem sokkal ink�bb fesz�lts�goszt�k�nt szok�s haszn�lni.

A Formula-1-ben haszn�latos line�ris abszol�t �tm�r� az al�bbi f� r�szekb�l tev�dik �ssze:

Extrud�lt alum�nium tokozat
Ellen�ll�sp�lya, amelynek az anyaga �ltal�ban egy hordoz�ra felvitt vastagr�teg-vezet� m�anyag (vagy t�pust�l f�gg�en ker�miahordoz�ra tekercselt ellen�ll�shuzal is lehet)
Speci�lis f�m�tv�zetb�l k�sz�tett cs�szka
Rozsdamentes anyagb�l k�sz�tett m�k�dtet� tengely, amely nem m�s, mint egy tengelyir�ny� r�d
A m�k�dtet� tengely csap�gyaz�sa
Elektromos csatlakoz�k

A line�ris potenciom�teres �tm�r�ben l�v� ellen�ll�sp�lya gyakorlatilag nem m�s, mint egy flexibilis poliamid film hordoz�ra felvitt, elektromosan vezet�, �s nem utols� sorban a f�mekhez k�pest jelent�s ellen�ll�ssal rendelkez� anyag, amelyet a gy�rt�st k�vet�en l�zeres �ton finomhangolnak. Az �tm�r� �ltal meghat�rozott p�lya mindk�t v�g�re szitanyom�s seg�ts�g�vel f�mesen vezet� anyagot visznek fel az ellen�ll�sr�tegre, ahol megt�rt�nik a kivezet� csatlakoz�k r�gz�t�se is.

Az SLS095 line�ris abszol�t �tm�r�ben alkalmazott vezet� m�anyagos (vastagr�teg) ellen�ll�sp�ly�nak k�sz�nhet�en a m�r�s pontoss�ga jobb, mivel a felbont�st semmif�le szerkezeti tulajdons�g nem korl�tozza, �s az anyag kop�s�ll�s�ga pedig hossz� �lettartamot tesz lehet�v�.

A Formula-1-ben a splitter flexibilit�s�nak vizsg�lat�ra rendszeres�tett SLS095-�s t�pus� line�ris abszol�t �tm�r� kompakt kialak�t�sa mellett maxim�lis teljes�tm�nyre van tervezve. Az extrud�lt alum�nium tokozat k�ls� �tm�r�je 9.5mm, �s az �ltala el�rhet� l�kethossz 10…100mm k�z� tehet�. A m�r�szenzor meglehet�sen kis m�ret�b�l ad�d�an az F1-en k�v�l kiv�l�an alkalmazhat� m�g a robottechnik�ban, orvosi m�szerekben �s nem utols� sorban az aut�- �s motorsport egy�b kateg�ri�iban is. A kevesebb, mint 0.01mm-es hiszter�zissel rendelkez� �tad� m�k�dtet� elem�nek (dugatty�) maxim�lis mozg�si sebess�ge pedig 2.5m/s lehet.

Visszat�rve teh�t a splitter rugalmass�g�nak vizsg�lat�hoz, n�zz�k meg az Ferrari F2012-�n alkalmazott megold�st. A fentiekben ismertetett SLS095-�s line�ris abszol�t �tm�r� (k�k sz�n� henger) a splitter �s a felette l�v� monocoque k�z�tt ker�l elhelyez�sre, m�g a splitter �s az alatta l�v� r�t�t lemez alatt pedig egy m�rlegcella tal�lhat�. Egy speci�lis tart�konzolt r�gz�tenek az aut� k�r�, amely egy hidraulikus �ton m�k�dtetett munkahengert tartalmaz. Ennek seg�ts�g�vel val�s�that� meg a flexibilit�s ellen�rz�s�hez el��rt 2000N-os er� el��ll�t�sa, amelynek aktu�lis �rt�ke a m�rlegcella �s a hozz� kapcsol�d� m�r�-, illetve m�rlegm�szer seg�ts�g�vel ellen�rizhet�, mik�zben a line�ris �tad� kimenet�n megjelen� m�rt param�ter seg�ts�g�vel ellen�rizhet� az elhajl�s nagys�ga. A tart�konzol kialak�t�s�nak k�sz�nhet�en a munkahenger a versenyaut� szimmetriatengely�re n�zve mer�legesen elmozd�that�, amelynek k�sz�nhet�en egyr�szt az aut� tengelyvonal�ban, m�sr�szt pedig annak mindk�t sz�l�n, az offset vizsg�lati m�dszernek k�sz�nhet�en a splitter teljes keresztmetszet�re vonatkoz�an ellen�rz�sre ker�l annak elhajl�sa, amely nem haladhatja meg a kor�bban is eml�tett 5mm-es �rt�ket. Az �gy �ssze�ll�tott konfigur�ci�, illetve vizsg�lati m�dszer seg�ts�g�vel teh�t az alkalmazott terhel�s m�rt�k�hez viszony�tott elmozdul�s nagys�ga �llap�that� meg, ami a splitter eset�ben annak f�gg�leges ir�ny� elhajl�s�t jelenti.