فرمول یک ایران – همانطور کـه مـیدانیم چسبندگی درون قسمت عقب خودرو یکی از عوامل مـهم و تاثیر گذار درون رانندگی است. موتوجی پی ژاپن هر حرکت مهم است اگر راننده احساس چسبندگی را درون قسمت عقب خودرو داشته باشد با اعتماد بـه نفس بیشتری بـه زدن زمان های سریع روی مـی آورد.
دیفیوزر یک دستگاه ساده درون قسمت زیر و عقب خودرو هست که یک منطقه کم فشار را به منظور ایجاد نیروی رو بـه پایین (downforce) ایجاد مـی کند.
دیفیوزر دمنده یـا دیفیوزر دوگانـه (double diffuser یـا blown diffuser)اساسا راهی به منظور استفاده از گاز های خروجی اگزوز و هدایت آن بـه زیر خودرو به منظور ایجاد نیروی رو بـه پایین بیشتر است.
هدف از طراحی این سیستم دو چیز بود :
۱) کم اختلالات هوا درون اطراف چرخ های عقب
۲) افزایش جریـان هوای کم فشار زیر خودرو بـه جهت افزایش نیروی رو بـه پایین(downforce)
بر خلاف تصورات این سیستم یک فکر جدید نیست، موتوجی پی ژاپن هر حرکت مهم است ایده اولیـه این کار بـه سال ۱۹۸۳ زمانی کـه شرکت رنو به منظور اولین بار مسیر اگزوز خود را بـه سمت دیفیوزر منحرف کرد (خودروی RE40) این طرح توسط ژان کلود مـیگوت اجرا شد اما بـه دلیل طراحی ابتدایی دیفیوزر (طرح بدون شبکه و صاف درون زیر خودرو) شکست خورد.
همـه مـی دانیم درون خودروهای امروزی اگزوز بالای جعبه دنده و سیستم تعلیق عقب قرار دارد. موتوجی پی ژاپن هر حرکت مهم است این کار هیچ مزیت ائرودینامـیکی ندارد.
اگزوز بدلیل بوجود آوردن یک جریـان قوی هوا مـی تواند بسیـار مورد توجه قرار بگیرد و این دلیل توسعه و تحقیق تیم ها درون این قسمت درون سال های زیـادی بوده است. این ایده بسیـار خوب و موفقی بود، مشکلی کـه پیش روی مـهندسین بود موقعیت دریچه و مقدار سرعت خروجی گاز بود کـه در طول مسابقه ثابت نمـی ماند.
اساسی ترین چالش درون طراحی این بود کـه هنگامـی راننده درون طول مسیر پیست مداوم از پدال گاز و ترمز استفاده مـی کرد، با استفاده از پدال گاز اگزوز، گاز خروجی خود را بـه دیفیوزر مـی داد و نیروی رو بـه پایین تولید مـی کرد اما بـه هنگام پیچیدن راننده پای خود را از پدال گاز برداشته و این اثر منفی درون آئرودینامـیک داشت.
یعنی درست هنگامـی کـه بالا ترین نیـاز بـه نیروی رو بـه پایین بود راننده آن را از دست مـی داد. درون موتور های توربو گاز خروجی اگزوز تقریبا جریـان ثابتی دارد و این مشکل بدلیل جریـان ثابت هوا حل مـی شد.
در سال های اخیر تحقیقان زیـادی روی اگزوز و اثرات آن درون آئرودینامـیک شده کـه نتیجه آن جایجایی اگزوز بـه لبه بالایی عقب بدنـه شده بود.
در طراحی موتور یکی از عوامل تاثیر گذار دور موتور بالا بود و مـهندسین همـیشـه سعی درون بالا نگه داشتن دور موتور داشته اند.
در سال های قبل از ۲۰۱۴ موتور ها هشت سیلندر با دوران ۱۸۰۰۰ دور درون دقیقه استفاده مـی شد.
طول لوله اگزوز با دوران موتور رابطه عدارد، هر چه دوران بالاتر باشد طول لوله خروجی اگزوز کوتاه تر مـی شود. درون سال های دور (دهه هشتاد) شروع طراحی این سیستم بود.
در آن زمان فراری با کوتا لبه خارجی و خروجی اگزوز از سیلندر به منظور رسیدن بـه لبه خارجی بدنـه بود .این کار بهتر از درگیر شدن جریـان خروجی با قسمتی از دیفیوزر بود.
ادرین نیوی مدیر فنی وقت مکلارن درون خودروی MP4-17. به منظور بهبود اثر اگزوز خروجی اگزوز را بـه زیر سینی کف خودرو برد، اما مشکل این کار بـه هنگام بالا رفتن دور موتور بود.
این دو راهکار هنوز هم جای بهیود و پیشرفت داشتند. اینجا محدودیت هایی به منظور اثر گاز خروجی اگزوز وجود داشت. تیم ها اجازه خم لوله اگزوز را بـه سمت دیفیوزر نداشتند.
از گاز خروجی نمـی توان به منظور برای بالا بردن جریـان درون جایی کـه اثر کم یـا با کیفیت پایین وجود داشت ( مسیر طولانی مکلارن بـه زیر) یـا به منظور افزایش جریـان و روان تر شدن جریـان (بال عقب فراری)استفاده کرد.
در دهه هشتاد قوانین مربوط بـه طول و عرض و محل قرار گیری محور عقب بارها تغییر کرد. قسمت بالای دیفیوزر درون سال های متوالی مورد تحقیق و باز طراحی قرار گرفت.
در این قسمت فلپی بـه نام gurney طراحی شد کـه گاز خروجی اگزوز را بـه قسمت داخلی دیفیوزر هدایت مـی کرد و باعث افزایش جریـان هوا و نیروی رو بـه پایین بود.
با قوانین کاهش نیروی رو بـه پایین درون سال ۲۰۰۹ دیفیوزر همچنان یک بخش اساسی درون طراحی تیم ها بود. تیم های حاضر درون فرمول یک درون همان سال با استفاده از ضعف قوانین به منظور ایجاد یک خروجی اضافی درون زیر و خروجی بزرگتر اگزوز اقدام د(این سیستم بـه دیفیوزر دوگانـه یـا double diffuser معروف شد).
در سال ۲۰۱۰ تیم ها با قوانین دست و پا گیر کمتری روبرو بودند. با این حال ادرین نیوی با توجه بـه تجربه و طرح های گذشته دست بـه طراحی مجدد این سیستم زد.
او با طراحی دوباره سیستم تعلیق عقب و قرار خروجی درون زیر بدنـه بـه یک سیستم کامل به منظور دیفیوزر قابل کنترل هنگام رانندگی کـه باعث افزایش جریـان درون بالا و پایین دیفیوزر مـی شد کـه در نتیجه آن افزایش نیروی رو بـه پایین مـی شد.
تیم ردبول با خودروی بازطراحی درون اخرین روز تمرین پیش فصل ۲۰۱۰ همگان را شگفت زده کرد. خودروی RB6 با خروجی اگزوز کوچک بود گرچه این سیستم با طراحی ساده تر درون خودروی RB5 تست شده بود اما تیم درون آخرین روز از سیستم تکامل یـافته خود رونمایی کرد.
خروجی اگزوز با حرارت بالا یکی از عوامل تاثیر گذار بر سیستم تعلیق عقب بود کـه با ایجاد یک لایـه محافظ حرارتی به منظور بازوهای سیستم تعلیق عقب با طلا و بعد ها سرامـیک این مشکل را برطرف د.
بر خلاف تصور عموم این سیستم مختص ردبول نبود. از بعضی جهات قرار گرفتن اگزوز درون کنار بازوهای سیستم تعلیق مناسب نبود. محل قرار گیری اگزوز یکی از چالش های تیم ها بود. یکی از راه حل ها باریک و کوتاه بازوهای سیستم تعلیق بود.
مکلارن و ویرجین ریسینگ از این تکنیک بهره بردند. اما ادرین نیوی راه حل پیچیده تری به منظور RB6 طراحی کرد کـه برای اولین بار رونمایی مـی شد. او با طراحی یک پنجره عمودی درون دیفیوزر اجازه حرکت گازهای خروجی بـه زیر و اطراف دیفیوزر داد کـه البته مقداری اتلاف انرژی داشت اما باعث افزایش مناسب جریـان هوا مـی شد.
با تمام این مسائل مشکل اصلی هنوز پابرجا بود و بحث باز و بسته بودن دریچه گاز مطرح بود. با برداشتن پا از پدال گاز هوایی بـه دیفیوزر نمـیرسید و درست درون لحظه ای کـه راننده بـه نیروی رو بـه پایین نیـاز داشت (داخل پیچ) آن را از دست مـی داد.
یکی از اسرار ردبول مربوط بـه تنظیمات و طراحی موتور رنو بود. تیم با وادار موتور بـه استفاده از گاز حتی درون زمانی کـه راننده پای خود را پدال گاز برمـیداشت. ردبول این تکنولوژی را با حمایت فوق العاده تامـین کننده موتور خود رنو ارتقا داد.
این تکنولوژی جدید نیست، این تکنولوژی مخصوص موتورهای توربو بود و برای جبران عقب ماندگی توربو صورت مـیگرفت. رنو بدلیل حضور درون مسابقات رالی درون این زمـینـه تجربه بالایی داشت. شرکت های سازنده موتور سعی داشتند با تغییراتی بـه این ویژگی دست پیدا کنند. این کار با بوجود آوردن جریـان هوای سرد یـا گرم درون زمانی کـه پدال گاز درگیر نبود صورت مـیگرفت(به اصطلاح Engine off- Throttle overun)
جریـان هوای خروجی سرد موتور: موتوجی پی ژاپن هر حرکت مهم است هنگامـی کـه راننده پای خود را از پدال گاز برمـیدارد جریـان سوخت و انفجار درون سیلندر قطع مـیشود تیم با طراحی مجدد موتور کاری د کـه با برداشتن پا از پدال گاز هنوز هوا وارد موتور شده و با ترکیب با سوخت از موتور خارج مـی شد.
با این کار با رها گاز هنوز اگزوز حدود ۷۵٪ گاز خروجی تولید مـیکرد. درون اینجا موتور همانند پمپ هوا عمل مـی کرد. بدلیل سرد بودن هوای خروجی بـه این جریـان خروجی هوای سرد موتور گفته مـی شد کـه رنو از این تکنیک استفاده مـی کرد.
جریـان هوای خروجی گرم موتور: بعضی دیگر از تیم ها ( فراری و مکلارن کـه از موتور های فراری و مرسدس استفاده مـیکنند) یک گام بـه جلوتر برداشتند و با ترکیب سوخت با هوای ورودی آن را بـه سمت اگزوز کـه حرارت بالایی داشت هدایت مـید. این کار باعث مشتعل شدن سوخت درون اگزوز و در نتیجه بوجود آمدن جریـان قویتر و سریعتر مـی شد. بـه این دلیل بـه آن جریـان خروجی گرم موتور گفته مـی شود.
جریـان گرم بدلیل قدرت و سرعت بالا درون هر دور حدود ۱ ثانیـه و جریـان سرد حدود ۰/۳ که تا ۰/۴ ثانیـه برتری بوجود مـی آوردند.(به رقابت نزدیک بین تیم های درون فصل ۲۰۱۰ توجه کنید)
اما……
جنجال ها از وقتی شروع شد کـه فدراسیون جهانی اتومبیل رانی (FIA) محدودیت استفاده از فقط ۱۰٪ از دریچه گاز موقعی کـه راننده از پدال گاز استفاده نمـی کند را تعیین کرد.
چارلی وایتینگ مدیر فنی FIA احساس کرد کـه استفاده از دیفیوزر های دمنده غیر قانونی است. طبق قوانین راننده نباید درون افزایش یـا کاهش نیروی رو بـه پایین نقشی داشته باشد کـه در اینجا با استفاده از پدال گاز نیرو رو بـه پایین ایجاد مـی شد.
بنابراین هر گونـه استفاده از موتور به منظور تولید جریـان هوا بـه دیفیوزر ممنوع اعلام شد.
در دستور العمل جدید FIA استفاده از جریـان خروجی گرم را بـه طور کامل ممنوع اما به منظور جریـان هوای سرد فقط محدودیت ۱۰٪ را درون نظر گرفت.
این محدودیت از استفاده ۲۰٪ دریچه گاز درون ۱۸۰۰۰ دور درون دقیقه بـه ۱۰٪ درون ۱۲۰۰۰ دور درون دقیقه کاهش یـافت.
این موضوع اعتراض تیم هایی کـه از جریـان گرم را استفاده مـی د را بدنبال داشت و بزرگترین بازنده ها مکلارن و فراری بودند.
از انجا کـه تیم ردبول تنـها مدعی بود کـه از جریـان هوای سرد استفاده مـی کرد توانست درون فصل ۲۰۱۱ با خودروی RB7 فصلی بی رقیب را پشت سر بگذارد.
[موتوجی پی ژاپن هر حرکت مهم است]
نویسنده و منبع | تاریخ انتشار: Tue, 17 Jul 2018 19:54:00 +0000