‘Gondolatok az F-Duct™ körül’

Mivel a soron következő pályán, Interlagosban lehet ‘csapatni’, F-Duct-hangsúlyos pálya így még talán van apropója a témának. Jó lenne, ha végre 8 hónap után mindenki megértené a rendszer működési elvét, akit ez érdekel, mert még manapság is nagyon nagy a homály és vannak tévhitek a köztudatban.

El kell ismernem, hogy kérésre, kérdésre jobban megy az írás. Ha valakit érdekel valamilyen téma, vagy szeretne választ kapni bizonyos kérdésekre, az bátran kérdezzen és kérjen. Ide a blogba is egy hozzászólásban megteheti ezt, lényegtelen, hogy melyik bejegyzéshez, mert én a szerkesztői felület felől egy helyen láthatom és e-mail értesítést is kapok róla, ha valaki kommentel, vagy új hozzászóló van és a hozzászólás moderálásra vár (ez mindenkitől csak a legelső hsz, spam-megelőzési funkció a tartalomkezelő szoftverben).

Na szóval, eleinte még a BBC is adott téves infókat, pl. azzal, hogy tévesen RW80-nak nevezték a rendszert, azt állítva, hogy a McLaren háza táján ez a hivatalos neve a dolognak. Az RW, rear wing-et, hátsó szárnyat takar, a 80-as meg az adott típust jelenti, egyféle modellszám. Barcelonára jött az RW90 típusú hátsó szárny, nagyobb leszorítóerővel de még mindig F-Duct 1.0-val. Az F-Duct 2.0 Koreában debütált először versenyen (mármint a McLarennél).

A következő szövegek javarészt idézetek saját magamtól, amelyeket konkrét kérdésekre fogalmaztam.

A Mercedesnél egy vizuálisan kevésbé szembetűnő rendszer van és kaptam egy kérdést, hogy az ő rendszerük passzív e vagy aktív, vagyis a sebesség szabályozza automatikusan (hogy mikor ‘esik át’ a szárnyfelület) vagy a versenyző testmozdulatával. Plusz, hogy jövőre be lesz e tiltva a passzív rendszer.

“A Mercedesé is aktív rendszer, amit a versenyző irányít.

Hogy konkrétan mi lesz betiltva, ahhoz ismerni kellene a jövőévi technikai szabályzat szövegezését (ezt még nem publikálták), a hírekből ezt nem lehetett kihámozni.

A McLarennek is volt már tavaly a Monacói Nagydíjtól olyan lyukas szárnya, ami passzív volt és az F-Duct elődjének számít.

Jövőre állítható hátsó szárnyak lesznek (mindaddig, amíg ki nem derül, hogy nem kedvező a versenyzésre való hatása; túl könnyű lesz vele az előzés és a visszatámadás, mert mesterségesen legyengíti a védekezőt a támadó ellenében).Tehát ez egy olyan szabály lesz, amit már szezon közben törölhetnek majd.

Mivel emiatt a hátsó szárnyakra jelentősen átformált szabályrendszer születhet, elvileg a passzív rendszereket is betilthatnák ennek keretében.

Egyébként a Mercedes felerősödött az utolsó futamokra. Koreára már sikerült munkára fogni az EBD-t (EBD = exhaust-blown diffuser, kipufogó fújta diffúzor) és az F-Duct is hatékonyabb lett. Erősek lehetnek a hátralévő két futamon. Mindkét pálya olyan, ahol számít a motorerő és a csúcssebesség és ezekben már nagyon jó a Mercedes és a leszorítóerőt is megdobta az EBD, amit hiába próbálgattak már Valencia óta, eddig problémák voltak vele és nem működött hatékonyan.”

Jelenleg a következő csapatok használnak versenyeken EBD-t:

Red Bull (téli tesztek)
Ferrari / Renault / Mercedes (Valencia)
Williams (Silverstone)
McLaren (Hockenheim)
Force India (Spa)

A Mercedesen nincs uszony, akkor hogyan vezetik a szárnyba a levegőt? A hátsó szárny oldallapjában van a légvezeték, nem szükséges a motorborítást a szárnyhoz kötniük.

“Az összes aktív rendszer ugyanazon alapelvek szerint működik. Van egy kontroller légáramlás, amire a pilóta hatással lehet, leginkább kézfejjel, könyökkel (utóbbi a legideálisabb a McLarennél is így működik), és van egy a kontroller légáramlással ‘kapcsolható’, eltéríthető fő légáramlás, aminek két lehetséges kivezetése lehet. Az egyik a hátsó szárny ‘átesését’ okozza, mikor a pilóta aktiválja ezt a kézmozdulatával, mert ekkor a kontroller légáramlat nem a cockpitbe irányul, hanem a nyílás bezárása miatt továbbhalad és eltéríti a fő légáramlatot.”

“[Valamikor Isztambul után] láttam képet [ekkor fotóra céloztam, amit már meg nem találnék, mert régen volt, de kiderült, hogy az F1.com készített róla illusztrációt, a fotón is ilyesmi volt] a kontroller járat bevezető nyílásáról ami az első felfüggesztés körül van és úgyszintén láttam képet az hátsó szárnyoldallap-légvezetékről. Továbbá voltak olyan megjegyzések, pl. rádiófelvételen, ami szintén utal az aktív rendszerre.

A rendszer alapelvét a következőképpen lehetne szemléltetni.

Képzelj el egy X csőhálózatot, döntsd az oldalára, ezt képzeld el az F-Duct rendszer autók szerinti oldalnézetének.

A rendszer aktiválatlan; a fekvő X jobb felső bejáratától a bal alsó kijáratáig áramlik a fő légáramlás. A jobb alsó sarokból a kereszteződésig tartó járat szemlélteti a kontroller részt; ebben ilyenkor nincs jelentős légáramlás.

Az X kereszteződés egy fluidikai kapcsoló, mikor a versenyző levegőt terel a kontroller járatba, ezen légáramlás eltéríti a jobb felső bevezetéstől a bal alsó kivezetésig történő légáramlást és lesz belőle jobb felsőtől bal felső nyílás felé áramlás.

Hova csatlakozik a bal felső ‘X vég’? A hátsó szárnyba.

A tényleges kivezetés pedig egy (hátulnézetből) vízszintes jellegű szélesen húzódó vékony nyílás (csak közelről látszik, ez a nyílás nem azonos a hátsó szárny két fő lapja közötti réssel). Az ezen kiáramló levegő megzavarja/leválasztja a szárny felületén megvezetett légáramlatokat, a szárny ‘átesik’, csökken a generált leszorítóerő és ezzel együtt a légellenállás is.”

“Valószínűleg Isztambultól kezdve aktív a [Mercedes] rendszer, mert azon a hétvégén már volt olyan rádióüzenet Rosbergek, hogy ne mellőzze az F-Duct használatát.

Egy passzív rendszernél ilyen ‘hanyagság’ miatt nem lehet rápirítani a versenyzőre. A passzív rendszerben nem volt semmilyen versenyzőre tartozó kapcsoló, és nem lehet a rendszerekben semmilyen elektronikai kapcsoló sem. A fő ötlet épp ennek fluidikával való kiváltása, merthogy egy fluidikai kapcsolóban nincs sem elektronika, sem mozgó alkatrész (épp ezért vannak is olyan alkalmazási területek, ahol fluidikai kapcsolókat használnak vezérlésre, ahol más szokványos rendszerek nem ideálisak), merthogy sem a levegő, sem a versenyző nem tekinthető alkatrésznek, hogy áramlásaikat, kéz és lábmozdulataikat tilthatná a 2010-es szabályzat.”

Kapcsolódó infómorzsa, ha valaki angol F1 tech szövegeket olvasgatna:

Gyakran használt kapcsolódó rövidítések (amit szakemberek is használnak és tőlük ered):

RWEP – Rear Wing EndPlate (hátsó szárny oldallap)

FWEP – Front Wing EndPlate (első szárny oldallap)

“A levegő nem az oldallapokra, hanem a (középső, lényegi) szárnyprofilba (felső vagy alsó, pl a McLaren Koreáig a felsőbe fújt, Koreától meg az alsóba, Red Bull dettó, Ferrari szeretne Isztambultól szintén az alsóba fújni) van vezetve és annak hátulján jön ki.

A ráfújás marhaság. Tudom, hogy a tévében is elmondták, és butították a népet vele. Belevezetés és hátul kiáramlás van, nem ráfújás. A kiáramlás pedig a szárnyprofilok hátulján történik, az, hogy oda a motorborításon vagy a szárnyoldallapon keresztül jut el a levegő, részletkérdés; a működési elv ugyanaz.”

Egy F-Duct 1.0 illusztráció. (Brought to you by Google imagesearch – Az illusztráció stílusa alapján valószínűleg Craig Scarborough remek munkája.)

“És azt is tudni kell az elv pontos megértéséhez, hogy a szárnyprofilnak üregesnek kell lenni, tehát nem átlyukasztva, átvágva van. Ami hátulról kivezető nyílás ‘vágat’, az szemből nem létezik, nem látható, merthogy ezen nyílások az üregből nyílnak és csak az egyik oldalon. A bevezetés a rákötött uszonyban vagy az oldallapból jövő csőben van, ezekből áramlik a levegő a szárnyprofil-üregbe és innen csakis a hátul lévő horizontális nyílásokon tud távozni.”

Járulékos szóhasználati mellékvonal, belefújás vagy beleáramoltatás (ráfújás semmiképpen, akkor sem, ha a tévében így mondták helytelenül):

“Angolban is nevezhető a szárny blown rear wing-nek; fújt hátsó szárnynak, mindaddig, amíg tudod, hogy ez nem ráfújás, hanem az üregéBE való BELEfújás.

A szárnyprofil hátulján áramlik ki a levegő és ez lebontja az addig ott megvezetett, ‘oda tapadó’, a hatékony/jelentős mérvű leszorítóerő generáláshoz lényeges, hogy tapadó/megvezetett légáramlatokat.

Miután a szárny hátuljáról leválik a légáramlás és turbulens összevisszaságba kezd (ami annyira komplex, hogy CFD-ben lehetetlenség modellezni), az egész szárny hatásfoka rosszabb lesz, kisebb leszorítóerőt generál.

Mivel a leszorítóerő légellenállást is növel (pl. ezért tud lassú lenni a Red Bull az egyeneseken, nem a motor miatt; nézd meg a Renault autót, az egyik leggyorsabb az egyenesekben, javarészt azért mert nem lehet rajta akkora leszorítóerő), csökkenése légellenállást csökkent.

[…]

A bevezető nyílásba ‘belefúj’ a levegő, ezért tud belül áramlani. A fújás az eredeti angol szakkifejezésben is az áramoltatásra vonatkozik.”

Gyakorlati kísérlet haladóknak, ha megfelelőek a ‘paraméterek’ működik a dolog (de nem pofán vágni valakit egy deszkával a nagy kísérletezésben! :P ):

“Gyakorlati példa az átesett és nem átesett szárnyállapotok közötti légellenállás különbség megtapasztalására:

Fogj a kezed be valamilyen szilárdabb szerkezetű lapot/lemezt, pl. falap, és mozgasd a levegőben előre-hátra; egyszer bizonyos szögben, ami lefele vagy felfele akarja eltéríteni a karodat (ekkor érzed a leszorító- vagy felhajtóerőt), másszor pedig függőlegesen tartva. Utóbbi esetben egy ‘átesett’ szárnyat modellezel. Ha ügyes vagy és megfelelő a használt lemez vagy lap, akkor érezheted, hogy az ‘átesett szárny’ kisebb erőhatást fejt ki a karodra és könnyebben ‘siklik’ a levegőben még ha zajosabb is.

Ehhez hasonlóan egy átesett hátsó szárnnyal is gyorsabban lehet haladni egyenesben, mert ekkor kisebb a szárny légellenállása.”

Ennyi az összefércelt zanza.

Hogy a rendszert, a fluidikai kapcsolós találmányt hogyan nevezte eredetileg a McLaren, nem tudjuk. Korábban Paddy Lowe, a technikai igazgató F-flap-ként nevezte, de lehet, hogy azért mert csak át akarta venni az újságírók által kitalált nevet és csak a duct szó helyett épp a flap jutott eszébe.

Van egy olyan magyarázat, hogy az F onnan jön, hogy a kontroller járat bevezető nyílása a Vodafone felirat f betűjénél található az autó ‘orrán’, cockpit-jén. Ez tény. Alapvetően az egész találmány nagyon titkolva volt a téli teszteken és csak a tesztek záró szakaszára lett aktiválva, ‘összerakva’. Emiatt fedőnevekkel is utalhattak rá.

Év közben a McLaren és a szaksajtó teljesen magáévá tette az F-Duct megnevezést (és fordított változatait), ha tőlük eredt, ha nem. Most már a csapat is így utal rá hivatalos szövegekben is.

Az F-Duct 2.0-nak rövid időszak adatott, de kulcsfontosságú lehet a hátralévő két futamon. A Ferrari Koreában még csak tesztelte és Interlagosban szeretné élesben is bevetni a 2.0-át, ahol már a levegő az alsó fő szárnyprofilba van vezetve. A Renault sose használt 1.0-át, hanem egyből egy ilyen rendszerrel indított Spában. A Red Bull és a McLaren a legutóbbi koreai futamon használta először az ilyen rendszereket. Önmagában ezzel nem lehet megnyerni a bajnokságot, de azt mindhárom csapat nagyon jól tudja, hogy a hátralévő két pályán rengeteg lesz az egyenes vagy kvázi egyenes és szükséges egy hatékony F-Duct 2.0, még ha aztán a szezon végeztével betiltásra is kerül.

Ami helyette jön,ami hiánypótlásnak is jön és kitalálását az F-Duct inspirálhatta, vagyis az állítható hátsó szárny, egyelőre kakukktojás. Ha nem válik be és megmérgezi a versenyzést, már a szezon folyamán kukázva lesz…

Interlagos, here we go…

6 thoughts on “‘Gondolatok az F-Duct™ körül’

  1. A 2. bekezdés pont jól jött, mert már gondoltam, hogy megkérdem, csak eddig nem tudtam hol, így most ide írok. Szóval a kérdésem az, hogy hogy áll a HRT? Őszintén szólva nem nagyon bíztam a jövő évi indulásukban (bár most se sokkal jobban), erre bejelentették, hogy jövőre a Williamstől veszik a váltót. Ez azért már csak jelent valamit. Vagy mégsem?

    • Vonatkozó angol értekezés a témában, aki olvasni tudja:
      http://scarbsf1.wordpress.com/2010/11/02/anlysis-hrtwilliams-transmission-technology-deal/

      Amit Craig Scarborough is pedzeget a cikk végén, én is így ‘érzem’ sajnos. Jelen pillanatban már keményen terveznie kell a Hispaniának is a jövőévi autóját különben nem készül el a szezonnyitóra.

      A legrosszabb, amitől tarthatunk, hogy anyagilag becsődölnek.

      A második legrosszabb, hogy (nincs Toyota kollaboráció, nincs konstruktőri eszköztár fejlesztés és) a saját fejlesztésük javarészt csak az lesz a jövő évi autóra, hogy ‘átfaragják’ az újraszabályozott területeket (diffúzor és hátsó szárny) és ennyi jövőre is szerencsétlenkednek tovább max. 107 vagy 105%-on belül lesznek.

      Ha lesz valamicske pénz, az utolsó opció a legkönnyebben kivitelezhető, tehát jövőre egy frissített Dallarával fognak szerencsétlenkedni tök utolsóként.

      Persze a versenyzési licencük eladása is egy lehetőség, de aki azt megveszi, annak is elő kell teremteni egy 2011-es szabályoknak megfelelő autót és jelenleg külsős cég nem fejleszt potenciális új 2010-es autót, tehát a vevő is egy frissített Dallarát vagy egy Toyota kollabot tudna használni, kivéve, ha a háttérben a Hispániánál más dől a lé és jelenleg is tucatnyi szakember tervezi a 2011-es új autót. Ezen utolsó felvetésre sajnos még nem látok elegendő bizonyítékot.

  2. Bocs de ezen kiakadtam:
    “Miután a szárny hátuljáról leválik a légáramlás és turbulens összevisszaságba kezd (ami annyira komplex, hogy CFD-ben lehetetlenség modellezni)”
    Namármost ez marhaság… szerinted akkor mi a Turbulencia modellezés című tárgy lényege?
    Látogass el a Műegyetem Áramlástan Tanszékére és kérdezd meg a CFD-hez értőket…
    A turbulenciát lehet modellezni ráadásul elég sokféleképpen.

    • Attól függ te hogyan értetted és én hogyan értettem. Én úgy értettem, hogy jelenleg még lehetetlenség olyan pontosan modellezni, hogy közel olyan konklúzív és pontos eredményeket adjon (pl. megmérni a rendszer légellenállás csökkentő hatását), mint a szélcsatorna-modellezés és mérések.

      Azzal tisztában vagyok, hogy a CFD évről-évre fejlődik és amióta létezik, fejlődésre, pontosság növelésre törekednek benne (ergo még nem érték a határokat, nincs még ‘final version’ csak bugos alpha vagy béta :P ), csakhogy jelenlegi (kommerciális) állapotában nem elégséges F-Duct-ot fejleszteni pusztán CFD-ben, az F-Duct fejlesztéshez elengedhetetlen a szélcsatorna. Minél komplexebb és kiszámíthatatlanabb egy jelenség, a CFD annál pontatlanabb lehet, és a jelenlegi (F1-es csapatok rendelkezésé álló) ‘felbontása’, pontossága nem megfelelő/ideális erre a területre.

      És ezt a véleményt nem én találtam ki, hanem szakemberektől kaptam.

      Itt nem arról volt szó, hogy ne próbálnák meg modellezni a turbulenciákat már évtizedek óta, hanem arról, hogy ez jelenleg milyen pontossági szinten áll az F1-es csapatoknál az adott feladatra; F-Duct kifejlesztésére és méréseire. A konklúzív méréseket szélcsatornában és 1:1-ben a pályán végezték.

      Ezenkívül ismerned kell az forma-1-es csapatok modellezési, mérési struktúráját is. Még olyan területeken sem hagyatkoznak pusztán CFD-re, ahol nincs F-Duct hátsószárny mértékű turbulencia. CFD > szélcsatorna > pályateszt és mérések > megfelelt.

      Ami CFD-ben tökéletes és ha a CFD azt ‘mondja’, hogy a tervezett szárny átlagban (ez lényeges szó, mivel az érték egy ingadozó érték és a modell még az ingadozás tartományát sem tudja megmondani pontosan) 30%-ot veszít a légellenállásából ‘átesve’, és ha a szélcsatorna és pályateszt mérések marhára nem igazolják ezt és a szárny egyáltalán nem így működik élesben, akkor a CFD újfent bizonyságát adta arról, hogy nem elég pontos és megbízhatatlan volt az adott feladatra.

      És még valami azoknak, akik azt hinnék, hogy az emberek már isteni szinten vannak áramlástanban; hogy a nyavalyába tudna már mindent pontosan modellezni, amikor az ember még egyáltalán nem fedezett fel minden áramlástani jelenséget, jellegzetességet, tényezőt, rejtélyt?

      Nézd már meg azt is, hogy csak melyik csapat fényezi a CFD-t, mint ami elég lehet pályatesztes mérésekkel kombinálva (itt is lényegesek a valóságos tesztek és mérések)! Csak a Virgin! A többi csapat szakembere meg csak ‘röhög’ rajtuk, és csóválja a fejét.

      Az F1-ben még a szakemberek is eltérő véleményen vannak, hogy a CFD elég e vagy elég pontos e, főleg ha a turbulenciáról van szó. Mit gondolsz a McLaren miért szokta temérdek Pitot-csöves rácsozattal mérni az első kerék mögötti részt és úgyszintén a hátsó szárny körüli és mögöttes részt? Mi van ott? Talán a McLarennek nincsenek CFD-gurujai? Ne lenne nekik ‘kiráj’ CFD rendszerük? Talán hiányzanak a CFD modelljeikből a ‘turbulencia algoritmusok’? Nem, csak a CFD még nem pontos annyira, hogy megbízhassanak benne. A CFD csak ‘kiráj’, vedd észre az íráshiba analógiát.

      • Azzal teljesen egyetértek, hogy a CFD nem mindig pontos.. validálni is kell az eredményeket
        Én csak a puszta szóhaszálaton néztem nagyot, mert számomra úgy jött le, hogy az teljesen lehetetlen dolog, holott lehet, csak kérdés hogy mennyire pontosan.
        De ha úgy értetted, ahogy utlóag magyaráztad, akkor azt mondom rendben.
        És azzal remélem egyetértessz hogy egy más fogalmazás kicsit szerencsésebb lett volna.
        pl: “ami annyira komplex, hogy”…CFD-ben nehéz pontosan modellezni (jelenleg nem állnak rendelkezésre minden esetben pontosan működő modellek…)
        Amúgy meg létezik egy rakás olyan jelenség ahol a CFD pontosabb eredményt ad mint a szélcsatornás mérés, mivel maga a szélcsatorna mérőtere zavar be.

  3. Szia!
    Év nem régen rátaláltam egy a te oldaladhoz hasonló “technikai oldalra”
    És 3 számomra érdekes cikket találtam, amikbe csak bele-bele olvasgattam, hiszen az alap angol tudásom sem tart ott hogy ilyen hosszú szövegeket 1-az1-be lefordítsak, a plusz még szakszavakkal is teletűzdelt szövegeket meg végképp. Ezért sorrendbe bemásolom a linkjüket, és ha lesz időd egy vázlatot nagyon szívesen olvasnék róluk.

    http://scarbsf1.wordpress.com/2010/06/25/exhaust-driven-diffusers/

    http://scarbsf1.wordpress.com/2010/10/10/red-bull-pull-rod-suspension-what-is-looks-like-how-it-benefits-aerodynamics/

    http://scarbsf1.wordpress.com/2010/10/20/kers-anatomy/

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s