Formula 1’de Aerodinamik: Hava Akışı Hızı ve Performansı Nasıl Etkiler?

Bir otomobilin havada manevra kabiliyeti, Formula 1’deki hızı ve performansı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.

Bu nedenle, rekabetçi tur süreleri belirlemek istiyorsanız mümkün olan en iyi aerodinamiğe sahip bir araba tasarlamak çok önemlidir.

Aerodinamiğin, düz hat hızına ek olarak otomobilin genel dengesi, viraj alma kabiliyeti ve lastik aşınması üzerinde önemli bir etkisi vardır.

Aerodinamik verimlilik ile bir Formula 1 otomobilinin başarısına katkıda bulunan diğer performans unsurları arasında doğru dengeyi kurarak, nihai amaç toplam performansı en üst düzeye çıkarmaktır.

Formula 1 Arabasının Aerodinamik Bileşenleri

İşte bir Formula 1 arabasını oluşturan çeşitli aerodinamik bileşenlere kısa bir genel bakış:

Ön kanat

Bir F1 aracının en önemli bileşenlerinden biri ön kanattır.

İzi (yavaş hareket eden hava) azaltmak ve performansı artırmak için, bastırma kuvveti oluşturmada ve otomobilin çevresinde, özellikle ön lastiklerin çevresinde hava akışını yönlendirmede önemli bir rol oynar.

Kanat parçalarının uçlarının oluşturduğu girdaplar sayesinde otomobil daha yüksek hızlarda ve gelişmiş viraj alma kabiliyeti ile gidebiliyor.

Arka kanat

Ön kanatla birlikte arka kanat da bastırma kuvveti üreterek otomobilin aerodinamiğini dengeliyor.

Optimum performans için, bu parçalar difüzörle birlikte mümkün olan en fazla bastırma kuvvetini üretir.

Arka kanatta da bulunan Sürtünme Azaltma Sistemi (DRS), en yüksek hızı artırabilir ve devreye girdiğinde sürtünmeyi azaltabilir, bu da sürücülere daha yavaş araçları geçmek için daha iyi bir şans sağlar.

Sidepod’lar

Arabayı mümkün olduğunca sıkı bir şekilde paketlemek ve sürtünmeyi azaltmak için radyatörleri ve manifoldları yerleştirmek için sidepod’lar gereklidir.

Düzenleri ve düzenlemeleri ayrıca güç ünitesinin soğutulmasına yardımcı olarak otomobilin motorunun ve diğer parçalarının aşırı ısınmasını önler.

Ön kanat ve sidepod’lar birlikte çalışarak hava akışını otomobilin bastırma kuvvetinin çoğunu üreten difüzöre yönlendiriyor.

difüzör

Aracın alt kısmı tarafından üretilen bastırma kuvvetinin çoğu, aracın arkasına yakın bir yerde bulunan difüzör tarafından üretilir.

Yere basma kuvveti üreten düşük basınçlı bölgeler oluşturmak için aracın altındaki hava akışını hızlandırarak çalışır.

Etkili hava akışı, aracın performansını bir bütün olarak önemli ölçüde artıran iyi tasarlanmış bir difüzör tarafından garanti edilir.

Süspansiyon

Süspansiyon, otomobilin yola nasıl tepki verdiğini ve otomobil ile tekerlekleri arasındaki bağlantı olarak sürücünün girdilerini kontrol eder.

Bir otomobili dengede tutmak, dengeyi sağlamak ve en yüksek performansı sağlamak için çok önemlidir.

Tipik olarak, bir Formula 1 arabası, aerodinamiğin iyi çalışması için ideal ortamı yaratarak, aracı stabilize etmeye ve yol şoklarını emmeye yardımcı olan tekerlek başına altı yapısal bileşen içerir.

Zemin

Takımlar, 2022 Formula 1 düzenlemelerinin bir sonucu olarak yere basma kuvvetini en üst düzeye çıkarmak için artık arabanın alt kısmına odaklanıyor.

Revize edilen gereklilikler artık zemin altı geometrisinde daha fazla değişkenliğe izin vererek, tasarımcılara zeminin genel şeklini ve referans düzleminden geçişini değiştirme konusunda daha fazla özgürlük veriyor.

İnşa edilen ‘tünel’ boyunca akışı düzenlemek için örnek olarak Red Bull RB18 kullanıldı, tüm yüzeylerde belirgin bir kavis ve geçiş bölgesi ile kademeli tekne kuyruğu kısmında yontulmuş bir yüzey kullanıldı.

Ekipler ayrıca, tasarımcıların bu alandaki yeteneklerini kısmen sınırlayan yasalara rağmen, 2022 boyunca geliştirme için büyük kaynaklar yatırarak saha kenarına odaklandı.

Performansı hem doğrudan hem de dolaylı olarak artırmak için ekipler kesikler ve zemin geometrisi kullandı.

Basamaklı tekne kuyruğu çözümü ve sürüş yüksekliği azaldıkça zemin alanı için fiziksel bir sınır belirleyen ve aynı zamanda o alana akan rakip akış yapılarına aerodinamik destek sağlayan “buz pateni” çözümü diğer ekipler tarafından benimsenmiştir. Red Bull, tasarım yaklaşımında özellikle yenilikçi olmuştur.

Aerodinamik Düzenlemelerin Formula 1 Tasarımlarına Etkisi

Formula 1’deki aerodinamiği kontrol eden kurallar, yıllar içinde çeşitli revizyonlar gördü.

Amaç, sporun rekabet seviyesini korumak ve izleyiciler için genel gösteriyi artıracak daha yakın yarışları teşvik etmektir.

Ekipler, yeni yönergelere bağlı kalırken performansı en üst düzeye çıkarmak için düzenlemeler değiştikçe araçlarını değiştirmeye ve yeniden modellemeye zorlanıyor.

Aerodinamik yöntemler ve bileşenler, bu devam eden buluş ve uyarlama döngüsünün bir sonucu olarak daha sofistike hale geldi.

Aerodinamiğin Arkasındaki Bilim: Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği

Formula 1 ekipleri, tasarım ve geliştirme sürecinde aracı çevreleyen rüzgarın nasıl davrandığını analiz etmek için sıklıkla hesaplamalı akışkan dinamiği (CFD) kullanır.

Bir F1 aracı yaratırken teori, deney ve uygulama arasında dikkatli bir denge kurulmalıdır.

Ekipler, farklı tasarım değişiklikleri sonucunda otomobilin aerodinamiğinin nasıl değişeceğini daha iyi anlamak için CFD simülasyonlarını kullanabilir ve bu da her yönden performansı artırabilir.

Takımlar, tasarıma CFD analizi uygulayarak ve otomobilin aerodinamiğini ince ayar yaparak ideal hız ve denge kombinasyonunu elde edebilir.

Formula 1’de Aktif Aerodinamik: DRS ve F-kanalları

Formula 1’de aktif aerodinamik nispeten yeni bir fikir.

Sollamayı kolaylaştırmak için hareketli bir arka kanat ekleyen Sürtünme Azaltma Sistemi (DRS), aktif aerodinamiğin dikkate değer bir örneğidir.

DRS teknolojisi, araca sürtünmeyi azaltarak bir rakibin aracına yetişme avantajı sağlar.

F-kanalı, ön kanattaki sürtünmeyi azaltmak için ayarlanabilir bir kanal aracılığıyla hava akışını değiştiren, otomobilin aerodinamik verimliliğini daha da artıran bir sistemdir ve aktif aerodinamiğin bir başka ünlü örneğidir.

Aerodinamik ve Diğer Performans Faktörleri Arasındaki Denge

Aerodinamik, Formula 1 performansında büyük bir rol oynasa da, bir otomobilin başarısını etkileyen tek unsur bu değil.

Motor gücü, lastik tutuşu, ağırlık dağılımı ve sürücü becerisi gibi faktörlerin tümü, yarış kazandıran performanslar için mükemmel dengeyi elde etmede çok önemlidir.

Dahası, Formula 1 takvimindeki çeşitli pistlerin zorlukları farklı aerodinamik kurulumlar gerektiriyor, bu da mükemmel dengeye ulaşmanın sezon boyunca sürekli bir mücadele olduğu anlamına geliyor.

Formula 1 Yarışında Aerodinamiğin Geleceği

Formula 1’de aerodinamiğin geleceği olasılıklarla dolu.

Teknolojiler geliştikçe ve yeni yenilikler ortaya çıktıkça spor, performansın sınırlarını zorlamaya devam edecek.

Son gelişmeler arasında, geçmişte kullanılan ve 2022 yönetmeliğinde geri dönüş yapabilecek bir kavram olan yer etkisi aerodinamiğinin tanıtılması yer alıyor.

Ek olarak, değişen pist koşullarına ve taleplerine anında uyum sağlayan şekil değiştiren aerodinamik parçaların uygulanmasını görebildik.