Analiza przepływu powietrza nad tylnym skrzydłem w bolidzie F1

Tylne skrzydło zespołu Haas różni się od tego co zaprezentowali rywale na torze Monza we Włoszech. Większość skorzystała z bardzo prostej konstrukcji. Główny płat tylnego skrzydła został po prostu zmniejszony i ustawiony bardziej na płasko. Dzięki temu opór jest mniejszy, a prędkości maksymalne większe.

Haas ma zdecydowanie mniejszy budżet, a jednak ich skrzydło nie jest tak proste jak mogłoby się wydawać. Widoczne na zdjęciu powyżej fale mają swój sens i nie pierwszy raz widzimy je w Formule 1.

Jeden z fanów postanowił przeprowadzić komputerową analizę przepływu powietrza nad takim skrzydłem i porównać ją z skrzydłem płaskim.

Opór aerodynamiczny

Poniżej mamy oba modele porównane przy prędkości 360km/h. Na pierwszym widać model zespołu Haas, a na drugim skrzydło proste.

W pierwszym modelu widać, że mijając skrzydło powietrze nie tworzy turbulencji. Zielone linie, które pojawiają się za nim są proste i równomiernie rozłożone. Natomiast na prostym skrzydle na niebiesko widać, że tworzy się dużo turbulencji i przez to przepływ powietrza jest zaburzony.

Podsumowując pierwsze skrzydło wytwarza mniej oporu. Powietrze łatwiej je opływa i dzięki temu bolid może jechać szybciej. Skoro taka forma wytwarza mniej oporu, to zespół może z tego skorzystać ustawiając je pod większym kątem i uzyskując później z niego większy docisk niż z skrzydła prostego przy takich samych założeniach.

Docisk aerodynamiczny

Jak zweryfikować docisk wytwarzany przez skrzydło? Analizować będziemy ciśnienie, które występuje w obu modelach. Na niebiesko zaznaczone niskie ciśnieni, a na czerwono wysokie. Im większe pole niskiego ciśnienia pod skrzydłem tym większa siła docisku, spowodowana przysysaniem go do ziemi, jest to efekt odwrotny do wytwarzanego przez skrzydło samolotu, które ciągnie go w górę, a nie w dół jak w tym przypadku.

Na powyższych modelach widać, że skrzydło zespołu Haas lepiej korzysta z niskiego ciśnienia, a tym samym docisk generowany przez nie jest większy. Na rysunkach wszystko ładnie wygląda, a jakie to ma przełożenie na liczby?

Oczywiście rzeczywiste wyniki mogą się różnić od tych zaprezentowanych na stronie, ani ja, ani osoba która stworzyła te modele nie pracuje dla zespołu Formuły 1. Sam model jest mocno uproszczony pokazuje jednak ogólne założenia.

Obrane były tylko dwie prędkości 180 i 360km/h. Przy wyższej prędkości model zespołu Haas ma 8,5% więcej docisku przy oporze mniejszym o 11,3%. Przy niższej prędkości o 1% mniej docisku, ale aż 14,9% mniej oporu.

Jak te wyniki wyglądają względem skrzydła zespołu Mercedes? Przy prędkości 360km/h

Skrzydło Mercedesa ma 7% mniej docisku i wytwarza 27,4% mniej oporu od skrzydła prostego. Oznacza to, że mistrzowie świata mają o 2% mniej docisku i 6% mniej oporu od zespołu Haas, dzięki czemu mogą jechać dużo szybciej na prostych we Włoszech.