Alapvet� tervez�si hiba

A Mercedes GP alakulat �ltal meg�p�tett W02-es konstrukci� nem igaz�n v�ltotta be az el�zetes rem�nyeket. Az idei versenyaut� �p�t�se sor�n a n�met alakulat egy �gynevezett alapverzi�val kezdte meg a szezon el�tti tesztel�seket, �s a pr�b�k el�rehaladt�val megszerzett tapasztalatok t�kr�ben v�geztek kisebb-nagyobb m�dos�t�sokat, illetve a felk�sz�l�s-sorozatot k�vet�en hozt�k ki a jelent�sebb fejleszt�seiket.

Mindamellett, hogy a 2011-es vil�gbajnoki sorozat v�ge el�tt nyolc versennyel a Mercedes GP a konstrukt�r�k k�z�tt a negyedik helyen �ll, a csapat bevall�sa szerint az alapokn�l elrontott�k a W02-es tervez�s�t, ami viszont arra �szt�nzi �ket, hogy a 2012-es n�gykerek� meg�p�t�se sor�n mer�ben m�s koncepci� szerint �ssze�ll�tott fejleszt�si �tem szerint v�gezz�k el az egyes feladatokat.

De hogy mi is jelen esetben az alapvet� technikai hiba a Mercedesn�l? A csapat szakembere, Ross Brawn az elm�lt napokban el�rulta, hogy a sz�ks�gesn�l kisebbre �p�tett�k a W02-es aut� tengelyt�vj�t, amely a mai napig is megnehez�ti a dolgukat. A r�videbb tengelyt�v r�v�n ugyanis rendk�v�l neh�z megtal�lni az aut� megfelel� egyens�lyi �llapot�t.

Ezt legink�bb az id�m�r�k�n �s a versenyeken alkalmazott be�ll�t�sok k�z�tti k�l�nbs�gek r�v�n lehet a legszeml�letesebb m�don �rz�keltetni. A r�videbb tengelyt�v miatt a magasabbra ker�lt �zemanyagtart�ly, illetve az abban l�v� �zemanyag mennyis�ge jelent�s m�rt�kben befoly�solja a versenyaut� egyens�lyi helyzet�t. Ha a tart�ly teljesen meg van t�ltve, akkor az aut� s�lypontja magasabbra ker�l, �s ahogyan a k�r�k megt�tele k�zben folyamatosan cs�kken a tankban l�v� hajt�anyag mennyis�ge, term�szetesen az aut� s�lypontja is v�ltozik.

Az igaz, hogy ez a jelens�g minden egyes aut� eset�ben elmondhat� – legal�bbis az �zemanyagfogy�s tekintet�ben -, de az elt�r� tervez�si- �s m�szaki megold�sok r�v�n annak hat�sa m�r teljesen m�s lehet.

A W02-es virtu�lis �t�p�t�se „Formula1Tech Blog m�dra”

A k�vetkez�kben egy kicsit elj�tszan�k annak a gondolat�val, hogy a megn�velt tengelyt�v milyen hat�st v�ltana ki a Mercedes GP W02-es aut� eset�ben.

A n�met csapat �ltal haszn�lt jelenlegi konstrukci� tengelyt�vj�nak nagyj�b�l 50mm-rel t�rt�n� megn�vel�se eset�n el�bbre ker�lne az els� l�gterel� sz�rny. A nagyobb tengelyt�vval el�rhet� s�lyponti javul�shoz tal�n �rdemes lenne v�ltoztatni az els� ker�kfelf�ggeszt�s leng�karjainak be�p�t�si sz�g�n is, amely tov�bbi pozit�v hat�st jelenthetne az alulkorm�nyozotts�g cs�kkent�se ter�n.

A jobb s�lyeloszl�snak k�sz�nhet�en tov�bb lehetne cs�kkenteni az els� kerekekre hat� terhel�sek nagys�g�t is – amely egyben az alulkorm�nyozotts�g kiv�lt� oka is lehet -, �s ezzel egy�tt kik�sz�b�lhet�v� v�lna adott esetben a h�ts� kerekekn�l jelentkez� el�gtelen tapad�s is.

A nagyobb tengelyt�v biztos�t�s�hoz az el�z�leg eml�tett elemeken elv�gzett m�dos�t�sok mellett a padl�lemez orrk�p alatti r�sz�n�l hosszabb �p�t�s� ford�t�lemez be�p�t�se is el�rhet� lenne, amely jav�thatna a padl�lemez al�, �s a homloklemezek, valamint a h�t�ny�l�sok fel� �raml� leveg� ar�ny�n is. Az esetlegesen megn�velt m�ret� ford�t�lemez alkalmaz�s�val a m�rn�k�k nagyobb szabads�gfokhoz jutn�nak abb�l a szempontb�l, hogy a versenyaut� megfelel� s�lyeloszl�s�nak biztos�t�s�hoz a l�gterel� idom n�gysz�gletes r�sz�be megfelel� ballaszt s�lyokat helyezhetnek el (hasonl� m�don, mint p�ld�ul az els� l�gterel� sz�rnyak k�z�ps�, semleges szakasz�nak eset�ben is).

A csapatoknak a versenyaut�k be�ll�t�s�n�l az a legf�bb c�lja, hogy az id�m�r�n alkalmazott megold�sok teljes, vagy majdnem teljes m�rt�kben alkalmazhat�ak legyenek versenyk�r�lm�nyek k�z�tt is. Ehhez viszont elengedhetetlen az aut� megfelel� s�lypontja, amelyet a Mercedes �ltal bevallott kis tengelyt�v alkalmaz�sa mellett aligha lehet marad�ktalanul kivitelezni.

F� az �vatoss�g!

A tengelyt�vval, csak�gy, mint a Formula-1-es versenyaut� �sszes t�bbi be�ll�t�saival nem lehet �sz n�lk�l j�tszani. Na j�, lehet, de akkor annak nagy val�sz�n�s�ggel nem lesznek pozit�v eredm�nyei.

Term�szetesen az F1-es betonszaggat�kat tervez� m�rn�k�k sokkal jobban tiszt�ban vannak n�lam azzal, hogy aut� tengelyt�vj�t mikor kell nagyobbra, �s mikor kell kisebbre k�sz�teni. Oly sok eml�t�s esett m�r arr�l a bizonyos tengelyt�vr�l, �s m�g csak meghat�roz�sra sem ker�lt sor, hogy mit is jelent val�j�ban a versenyaut� ezen param�tere. Bizony�ra megbocs�tanak azok, akik ezzel tiszt�ban vannak, de �gy �rzem, hogy a k�vetkez� mondat n�lk�l nem lenne annyira teljes ez a bejegyz�s.

Tengelyt�v: Az aut� els�- �s h�ts� kerekei �ltal meghat�rozott tengelyvonalak k�z�tt m�rhet� t�vols�g.

A defin�ci� teh�t rendk�v�l egyszer�, ami viszont annak gyakorlati alkalmaz�s�t tekintve elmondhat�, m�r kor�ntsem olyan trivi�lis. A tengelyt�vval kapcsolatban elv�gzett legkisebb v�ltoztat�s is jelent�s m�rt�kben befoly�solhatja a versenyaut� �ltal el�rhet� teljes�tm�nyt, �s menetdinamik�t. Ha p�ld�ul megv�ltoztatjuk a ker�kfelf�ggeszt� karok �ssze�ll�t�s�nak m�dj�t, vagy p�ld�ul a motor �s a sebess�gv�lt� k�z�tti t�vols�got megn�velj�k, annak k�ts�gtelen�l hat�sai lenn�nek az aut� viselked�s�re.

A hosszabb tengelyt�vval rendelkez� versenyaut� sokkal ink�bb a p�lya egyenes szakaszaiban �s a hosszan elny�jtott, nagy sebess�g el�r�s�t lehet�v� tev� kanyarokban fejti ki pozit�v hat�s�t. Ezzel szemben viszont a kisebb tengelyt�vval rendelkez� konstrukci� jobb vezethet�s�ggel b�r, vagyis a pil�ta sz�m�ra sokkal jobban kezelhet� bizonyos szitu�ci�kban.

A r�videbb tengelyt�v alkalmaz�s�val el�rhet� tov�bb�, hogy az olyan versenyp�ly�k eset�ben, ahol a kanyarok kialak�t�sa miatt gyors ir�nyv�ltoztat�sokra van sz�ks�g, az aut� stabilit�sa mellett gyorsabb sebess�get lehet el�rni, �s aerodinamikai szempontb�l is kevesebb probl�m�val kell szembes�lni.

Azt hiszem mindezek is egy�rtelm�en mutatj�k, hogy mennyire nem egyszer� eld�nteni, hogy melyik megold�st c�lszer� alkalmazni. Technikai sportr�l l�v�n sz� pontosan ez adja meg a var�zs�t a m�szaki szakembernek, hogy meg kell tal�lni azt a fajta kompromisszumos megold�st, ahol valaminek a rov�s�ra engedni kell, hogy v�g�l m�s tekintetben pedig nyerni lehessen egy kis pluszt. De megtal�lni azt a kis pluszt, az az igaz�n var�zslatos mindebben.

K�telez� s�lyeloszl�s

Ahogyan az kor�bban is eml�t�sre ker�lt, a megfelel� tengelyt�v alkalmaz�sa rendk�v�l fontos a versenyaut� j� s�lypontja szempontj�b�l. A Formula-1 technikai szab�lyzata azonban ezen a ter�leten sem k�nny�ti meg t�lzottan a m�rn�k�k dolg�t, hiszen a regul�k pontosan meghat�rozz�k, hogy mik�nt kell az aut� els�- �s h�ts� tengelye k�z�tt elosztani a s�ly�sszet�telt.

Ennek megfelel�en teh�t az aut�k els� kerekein�l 45.5…46.7%, m�g a h�ts� kerekek eset�ben pedig 53.3…54.5% k�z�tt kell lennie a s�lyeloszl�s ar�ny�nak. A Nemzetk�zi Automobil Sz�vets�g azonban tov�bbi pontos�t�sk�nt r�gz�tette a szab�lyzatban, hogy a versenyaut� els� tengely�re legal�bb 291kg, ezzel szemben viszont a h�ts� tengelyre vonatkoztatva pedig legal�bb 342kg s�lyterhel�snek kell teljes�lnie.

Az el��r�sok azonban hagynak n�mi szabads�gfokot a m�rn�k�k sz�m�ra a s�lypont v�ltoztat�s�val kapcsolatban. Ehhez �n. ballaszt s�lyokat szok�s alkalmazni, amelyek tit�n, karbon, vagy �ppen volfr�mac�l felhaszn�l�s�val k�sz�lnek. Egy Formula-1-es versenyaut� motorja nagyj�b�l 90kg-ot k�pvisel, a monocoque 50kg-ot, a sebess�gv�lt� 40kg-ot, a h�ts� l�gterel� sz�rny az �sszes fel�p�tm�nnyel egy�tt nagyj�b�l 11kg-ot, m�g a mai modern F1-es kuplungszerkezet hozz�vet�legesen 0.9kg-ot nyom.

A versenyaut� minden egyes alkatr�sz�vel �s a megfelel� s�lypont kialak�t�s�hoz sz�ks�ges tov�bbi ballaszt s�lyokkal, valamint a pil�t�val egy�tt a 2011-es technikai szab�lyoknak megfelel�en az aut� minim�lis s�ly�nak 640kg-nak kell lennie. Abban az esetben p�ld�ul, ha az adott versenyp�ly�n az aut� t�lkorm�nyozottan viselkedik, vagyis a kanyarod�s sor�n annak h�ts� traktusa a kanyar k�ls� �ve fel� pr�b�l kit�rni, akkor a ballaszt s�lyt az aut� h�ts� r�sze fel� eltolva �rdemes elhelyezni. Ebben az esetben ugyanis jav�that� a versenyaut� h�ts� r�sz�nek tapad�sa. Ebb�l ad�d�an pedig, ha az aut� alulkorm�nyozottnak bizonyul, vagyis a kanyar teljes�t�se sor�n a korm�nyker�k elford�t�sa mellett is a kanyar k�ls� �ve fel� tolja az aut� orr�t, akkor az el�z�leg eml�tett ballaszt lapokat sokkal ink�bb az orr ir�ny�ba, vagy ak�r az els� l�gterel� sz�rny k�z�ps�, 500mm hossz� semleges szakasz�ban kell elhelyezni. Ez ut�bbi esetben teh�t az aut� el�ls� r�sz�nek lehet nagyobb tapad�st k�lcs�n�zni, melynek seg�ts�g�vel nagyobb temp� eset�n is k�nnyebben az ide�lis versenyvonalon lehet tartani az aut�t a kanyarod�s sor�n.

A helyzet tov�bb bonyol�dik

A n�met csapatn�l azonban nem olyan egyszer� a helyzet, ahogyan azt Ross Brawn is beismerte. A szakember elmond�sa szerint ugyanis a W02-es aut� aerodinamikai karakterisztik�ja sem �ppen olyan, mint amilyet el�zetesen szerettek volna. Ebben pedig az aut� hasmagass�g�val kapcsolatos alapvet� probl�m�t l�tja megoldand�nak, amit a 2010-es szezonban haszn�lt kipufog�rendszer ny�jtotta lehet�s�gekhez igaz�tottak els�dlegesen.

A hasmagass�gnak rendk�v�l fontos szerepe van a versenyaut�ra hat� leszor�t� er� nagys�g�t illet�en. A fentiekben eml�tett alulkorm�nyozotts�g jelens�g�t, �s ezzel egy�tt az els� l�gterel� sz�rny aerodinamikai el�nyeit az aut� ker�kfelf�ggeszt�s�nek 3:1 ar�ny� be�ll�t�saival is el lehet �rni, mint azt a Red Bull Racing alakulat is alkalmazza. Ez eg�szen pontosan azt jelenti, hogy m�g az els� felf�ggeszt�s leng�scsillap�t� elemeinek �thossza 10mm-t v�ltozik, azalatt a h�ts�k 30mm-t mozdulnak. �s ez az a t�nyez�, amelynek az ut�lagos biztos�t�sa m�r nem olyan egyszer� egy m�r megtervezett �s meg�p�tett versenyaut� eset�ben.

Az el�z�leg eml�tett Red Bull Racing �ltal meg�p�tett RB7-es konstrukci� eset�ben p�ld�ul a hasmagass�g az aut� el�ls� r�sz�ben 25mm k�r�li, m�g a h�ts� magass�g tekintet�ben pedig 75mm-t alkalmaznak. �rdekess�gk�ppen megeml�ten�m a McLaren Mercedes �ltal alkalmazott megold�st is, miszerint a wokingiakn�l is nagyj�b�l 25mm-es az MP4-26-os el�ls� hasmagass�ga, de az energiaitalosokkal ellent�tben az ez�stnyilak h�ts� r�sz�ben m�r csak 50mm-t lehet m�rni a referencias�k �s a p�lya aszfaltja k�z�tt. Ez ut�bbi pedig azt jelenti, hogy a k�t csapat �ltal haszn�lt megold�s k�l�nbs�g�b�l ered� 25mm-es elt�r�s miatt a McLaren a 2:1 ar�nyt alkalmazza az MP4-26-os aut�k ker�kfelf�ggeszt�sein�l.