Πώς λειτουργεί το DRS της F1;

Επεξήγηση της αεροδυναμικής του DRS και του αγωγού F της F1

Πώς λειτουργεί το DRS στην F1.

Μια ενδιαφέρουσα καινοτομία από αεροδυναμική άποψη ήταν η πρόσφατη εισαγωγή του "DRS” (Σύστημα μείωσης οπισθέλκουσας), δηλαδή μια διάταξη που επιτρέπει τη μείωση της ελκτικής δύναμης που ασκείται στο όχημα με λιγότερη πρόσφυση στην άσφαλτο και συνεπώς αύξηση της ταχύτητας, αλλά και με μείωση της σταθερότητας.

Το σύστημα DRS και το πρόβλημα των προσπεράσεων στη Formula 1.

Η χρήση του "DRS", στην πραγματικότητα, επιτρέπεται να να διευκολύνει το προσπέρασμα και συνεπώς την παράσταση, μόνο σε μεγάλες ευθείες και μόνο για το αυτοκίνητο που ακολουθεί, υπό την προϋπόθεση ότι η απόσταση από το προηγούμενο είναι μικρότερη από ένα δευτερόλεπτο. Όταν είναι κλειστό, εγγυάται μεγαλύτερη πρόσφυση, χρήσιμη σε μεσαίες-χαμηλές στροφές. Ας συνεχίσουμε με το πώς λειτουργεί το DRS στην F1! Αν θέλετε να μάθετε περισσότερα για την αεροδυναμική της πίσω πτέρυγας της F1 μην χάσετε το άρθρο μας με την επεξήγηση του CFD (CFD εξήγησε την πίσω πτέρυγα της F1)

Πώς λειτουργεί το DRS

Το πρώτο σύστημα DRS, το F-duct: μια εφεύρεση της McLaren-Mercedes.

Όταν ενεργοποιείται το DRS το άνω πτερύγιο ανασηκώνεται (Α) αφήνοντας ακάλυπτη μια οβάλ οπή τοποθετημένη στο πλευρικό διάφραγμα στην οποία διοχετεύεται ο αέρας που φτάνει στην πτέρυγα. Όταν η Το DRS δεν λειτουργεί (B), το χαμηλωμένο πτερύγιο καλύπτει πλήρως την οπή και ο αέρας δεν εισέρχεται. Ο αέρας που διοχετεύεται στην ανοιχτή οπή περνάει μέσα από τα πλευρικά διαφράγματα, κατεβαίνει προς τα κάτω και εισέρχεται στο κάτω πτερύγιο, μπαίνει σε έναν αγωγό που διασχίζει ολόκληρη τη μηχανή και μπαίνει στη μύτη. Από εκεί περνάει μέσα από τα πλευρικά διαφράγματα που στηρίζουν την μπροστινή πτέρυγα, πηγαίνει προς τα κάτω και μπαίνει μέσα στο κύριο πτερύγιο το οποίο έχει μία ή περισσότερες σχισμές στην κάτω περιοχή, ο αέρας βγαίνει από αυτές τις σχισμές (C) στέλνοντας ακινητοποιημένο το μπροστινό πτερύγιο και δίνοντας μεγαλύτερη τελική ταχύτητα.

ΔΙΑΒΑΣΤΕ: Η F1 ΕΞΗΓΕΊ ΤΟ PORPOISING

Εκμετάλλευση του DRS της F1 για την καθυστέρηση της μπροστινής πτέρυγας μειώνοντας την οπισθέλκουσα.

Σήμερα η αεροδυναμική είναι ο τομέας που μπορεί να εγγυάται το μεγαλύτερο κέρδος όσον αφορά τις επιδόσεις: η εξέλιξη μιας πτέρυγας που δοκιμάστηκε για λίγες ημέρες στη σήραγγα ανέμου με έξοδα μερικών χιλιάδων δολαρίων μπορεί να επιτρέψει μια βελτίωση ακόμη και μισό δευτερόλεπτο ανά γύρο , όταν για να επιτευχθεί το ίδιο πλεονέκτημα από πλευράς επιδόσεων με ένα εξέλιξη του κινητήρα θα μπορούσε να πάρει μήνες και εκατομμύρια δολάρια, με μακροχρόνιες δοκιμές στον πάγκο και στην πίστα, και με τον κίνδυνο συμβιβασμού της αξιοπιστίας. Επομένως, η σχεδόν εμμονική μελέτη των λεπτομερειών, τόσο όσον αφορά την αεροδυναμική όσο και τα υλικά, έχει γίνει θεμελιώδης.

Ας εξηγήσουμε πώς λειτουργεί το DRS στη Φόρμουλα Ένα: τι είναι και ποια είναι η αρχή λειτουργίας του.

Η σημερινή Formula 1 δεν μπορεί να κάνει σχεδόν τίποτα χωρίς το DRS. Μια συντομογραφία που μεταφράζεται σε Drag Reduction System, ή σύστημα μείωσης τριβής. Μιλάμε για έναν μηχανισμό που ανοίγει την πίσω πτέρυγα, μειώνοντας έτσι την αντίσταση του αέρα. Με αυτόν τον τρόπο τα αυτοκίνητα πηγαίνουν πιο γρήγορα. Αύξηση των επιδόσεων κατά περίπου 5-7 χλμ/ώρα εκτιμάται. Η ενεργοποίηση γίνεται μέσω ενός κουμπιού στο τιμόνι των αυτοκινήτων και απενεργοποιείται αυτόματα κατά το φρενάρισμα ή χρησιμοποιώντας πάντα το ίδιο κουμπί. Εισήχθη από το 2011, αυτή η καινοτομία έφερε τις προκλήσεις σε μια νέα διάσταση.

F αγωγός και σύστημα μείωσης της οπισθέλκουσας

Τεχνικός κανονισμός της FIA για το DRS της F1. Τι λέει ο κανονισμός;

Το DRS μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο όταν επιτρέπεται με κανονισμό. Τα πάντα διαχειρίζεται ένα Μονάδα ελέγχου FIA, τοποθετημένο σε κάθε αυτοκίνητο, το οποίο επιτρέπει τη χρήση του ενεργοποιώντας ένα προειδοποιητικό light στο τιμόνι του οδηγού. Η χρήση αυτής της συσκευής διευκρινίζεται στον μεγάλο κανονισμό του Ομοσπονδία, στον κανόνα 21.5. Αναλυτικότερα, το DRS μπορεί να ενεργοποιηθεί:

  • Στον αγώνα μετά από δύο γύρους από την εκκίνηση ή την επανεκκίνηση του αυτοκινήτου ασφαλείας.
  • Μόνο αν ένας οδηγός έχει κενό μικρότερο του ενός δευτερολέπτου σε σύγκριση με αυτόν που προηγείται όταν περνάει μπροστά από το "σημείο ανίχνευσης DRS".
  • Μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο στον αγώνα και στα προκριματικά, μόνο στο προκαθορισμένες και σχεδιασμένες περιοχές του κυκλώματος.
  • Το FIA μπορεί να έχει το επιλογή για να απενεργοποιήσετε το DRS για λόγους ασφαλείας ανά πάσα στιγμή. Πότε; Για προβλήματα που σχετίζονται με την ορατότητα, τις καιρικές συνθήκες και τα ατυχήματα.

Ο προκάτοχος του DRS: το σύστημα F-Duct της McLaren.

Ο πρόγονος του DRS ονομάζεται f-duct. Πρόκειται για μια εφεύρεση των μηχανικών της McLaren, οι οποίοι είναι καλοί στο να σχεδιάζουν ένα σχέδιο για ένα έξυπνο σύστημα. σχεδιασμένο για να "καθυστερεί" την πίσω πτέρυγα. Κατάφερε κυρίως να εκμεταλλευτεί ένα κενό στον κανονισμό, ο οποίος εκείνη την εποχή δεν ρύθμιζε αυτή τη φουτουριστική λύση. Καθώς όλοι οι άλλοι στάβλοι δημιουργούν και να εγκαταστήσουν τον μηχανισμό στα μονοθέσιά τους, η FIA εφηύρε έτσι το DRS και εισήγαγε όλα τα πρότυπα. Ο αγωγός f-duct, ο οποίος ενεργοποιείται χειροκίνητα στο εσωτερικό του αυτοκινήτου μέσω ενός μοχλού, εξαφανίζεται. Επίσης, επειδή είναι δεν είναι ασφαλές: ο οδηγός, εκτός από τη συγκέντρωση στην πίστα και τα χίλια κουμπιά στο τιμόνι, δεν μπορεί να σκεφτεί και έναν χειροκίνητο μοχλό. Τώρα, με το DRS, όλα διαχειρίζονται ηλεκτρονικά. Αυτό σήμερα, με μια ακόμη μεγαλύτερη πίσω πτέρυγα, έχει γίνει πιο αποτελεσματικό.

drs open εξήγησε f1

Εστίαση: ο κανονισμός της FIA για τη χρήση του DRS.

27.5 Αμαξώματα ρυθμιζόμενα από τον οδηγό που επιτρέπονται από το άρθρο 3.18 των Τεχνικών Κανονισμών της F1:
α) Το ρυθμιζόμενο αμάξωμα μπορεί να ενεργοποιηθεί από τον οδηγό μόνο σε οποιαδήποτε από τις προκαθορισμένες ζώνες ενεργοποίησης γύρω από κάθε πίστα. Σε συνθήκες κακής ορατότητας, ωστόσο, ο διευθυντής αγώνων μπορεί, κατά την απόλυτη κρίση του, να απενεργοποιήσει όλα αυτά τα συστήματα μέχρι να βελτιωθούν οι συνθήκες.
Εάν το ρυθμιζόμενο αμάξωμα απενεργοποιηθεί με αυτόν τον τρόπο οποιαδήποτε στιγμή κατά τη διάρκεια οποιασδήποτε από τις τρεις περιόδους των κατατακτήριων δοκιμών (Q1, Q2 ή Q3), θα παραμείνει απενεργοποιημένο για το υπόλοιπο της σχετικής περιόδου.

Πότε μπορεί να ενεργοποιηθεί το σύστημα DRS;

Με αποκλειστικό σκοπό τη βελτίωση των ευκαιριών προσπέρασης κατά τη διάρκεια του αγώνα, το ρυθμιζόμενο αμάξωμα μπορεί να ενεργοποιηθεί από τον οδηγό αφού συμπληρώσει δύο γύρους μετά την εκκίνηση του αγώνα ή μετά από περίοδο αυτοκινήτου ασφαλείας.

Τα ηλεκτρονικά συστήματα ελέγχου στο σύστημα DRS της F1.

Ο οδηγός μπορεί να ενεργοποιήσει το ρυθμιζόμενο αμάξωμα στον αγώνα μόνο όταν έχει ειδοποιηθεί μέσω του ηλεκτρονικού συστήματος ελέγχου (βλέπε άρθρο 8.2 του Τεχνικού Κανονισμού F1) ότι είναι ενεργοποιημένο. Θα ενεργοποιηθεί και θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τον οδηγό μόνο εάν βρίσκεται λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο πίσω από κάποιον άλλο σε οποιοδήποτε από τα προκαθορισμένα σημεία ανίχνευσης σε κάθε πίστα. Το σύστημα θα απενεργοποιείται από τα ηλεκτρονικά συστήματα ελέγχου την πρώτη φορά που ο οδηγός θα χρησιμοποιεί τα φρένα μετά την ενεργοποίηση του συστήματος.

Το σύστημα DRS απενεργοποιείται σε συνθήκες κακής ορατότητας.

Σε συνθήκες κακής ορατότητας ή αν στη ζώνη ενεργοποίησης εμφανίζονται κίτρινες σημαίες, ο διευθυντής αγώνα μπορεί, κατά την απόλυτη κρίση του, να απενεργοποιήσει όλα τα συστήματα αυτά μέχρι να βελτιωθούν οι συνθήκες ή να αποσυρθούν οι κίτρινες σημαίες.
Η FIA μπορεί, μετά από διαβούλευση με όλους τους αγωνιζόμενους, να προσαρμόσει την παραπάνω χρονική εγγύτητα, προκειμένου να διασφαλιστεί η επίτευξη του δηλωμένου σκοπού του ρυθμιζόμενου αμαξώματος.

Τι συμβαίνει εάν το ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου του συστήματος DRS της F1 παρουσιάσει βλάβη;

"Σε περίπτωση αποτυχία στο σύστημα το οποίο ενημερώνει τον οδηγό ότι βρισκόταν εντός ενός δευτερολέπτου από το προπορευόμενο αυτοκίνητο, και συνεπώς επιτρέπεται να χρησιμοποιήσει το ρυθμιζόμενο αμάξωμα, η ενδιαφερόμενη ομάδα μπορεί να ζητήσει από τον διευθυντή αγώνα την άδεια να παρακάμψει το σύστημα. Εάν δοθεί η άδεια με αυτόν τον τρόπο, η ευθύνη θα βαρύνει την ενδιαφερόμενη ομάδα να διασφαλίσει ότι ο οδηγός της χρησιμοποιεί μόνο το ρυθμιζόμενο αμάξωμα αν βρίσκεται σε απόσταση ενός δευτερολέπτου από το προπορευόμενο αυτοκίνητο.
Εάν η βλάβη στο σύστημα αποκατασταθεί, ο οδηγός δεν μπορεί πλέον να χρησιμοποιήσει αυτή την παράκαμψη, ο διευθυντής του αγώνα θα ενημερώσει την ομάδα εάν και πότε έχει αποκατασταθεί η βλάβη.

f1-drs-explained

Επεξήγηση της αεροδυναμικής του συστήματος DRS.

Το συγκρότημα της πίσω πτέρυγας του αυτοκινήτου F1 αποτελείται από ένα προφίλ κύριας πτέρυγας και προφίλ πτερυγίου. Για μια ολοκληρωμένη εξήγηση ενός Συναρμολόγηση μέρους της πίσω πτέρυγας F1 και αεροδυναμικά χαρακτηριστικά δείτε το σχετικό μας άρθρο (Η αεροδυναμική της πίσω πτέρυγας της F1). Οι ομάδες της F1 διεξάγουν εντατική έρευνα γύρω από το προφίλ της πίσω πτέρυγας. Οι κύριες παράμετροι σχεδιασμού είναι η καμπύλη, το πάχος και η σάρωση του προφίλ της πτέρυγας. Σύμφωνα με το ρύθμιση αεροτομής και για την αεροδυναμική ισορροπία που πρέπει να επιτευχθεί μια δέσμη διαφορετικών Συνδυασμοί κύριας πτέρυγας - πτερύγων είναι δυνατές.

Η επίδραση του πτερυγίου στην αεροδυναμική του DRS.

Με απλουστευμένο τρόπο, η προσθήκη του πτερυγίου έχει ως στόχο την αύξηση της συνολική κάμψη της κύριας πτέρυγας, που οδηγεί σε αυξημένη downforce και αποτρέποντας το διαχωρισμό της ροής.

Η επίδραση του DRS στη ροή του αέρα.

Όταν η ροή του αέρα πλησιάζει την πίσω πτέρυγα με DRS σε κλειστή θέση δημιουργείται μια μεγάλη περιοχή υψηλής πίεσης στην επάνω πλευρά του πτερυγίου πτέρυγας. προφίλ, ενώ κάτω από το προφίλ υπάρχει μια περιοχή αναρρόφησης. Μια ποιοτική επίδραση της επίδρασης του DRS στην αεροδυναμική της F1 αναφέρεται στην ακόλουθη εικόνα. Τα κόκκινα χρώματα προσδιορίζουν ένα περιοχή υψηλής πίεσης ενώ το μπλε μια περιοχή χαμηλής πίεσης.

drs-aerodynamics-flap-explained

Τι συμβαίνει όταν ενεργοποιείται το σύστημα DRS.

Όταν ενεργοποιείται το σύστημα DRS, η υψηλή πίεση στα ανώτερα προφίλ μειώνεται σημαντικά. Η μειωμένη πίεση σημαίνει μειωμένη downforce και οπισθέλκουσα. Ένα παράδειγμα της μείωσης της πίεσης και της αντίστασης που λαμβάνει χώρα όταν το DRS είναι ενεργό, αναφέρεται στην εικόνα. Ενεργοποιώντας το σύστημα DRS, ένα μονοθέσιο F1 μπορεί να έχουν κέρδος πάνω από 10 km/h. Ωστόσο, ο συνολικός αντίκτυπος του DRS στις επιδόσεις του αυτοκινήτου είναι σε μεγάλο βαθμό επηρεάζεται από το προφίλ που επιλέγεται ως κύρια πτέρυγα. Για παράδειγμα, όταν χρησιμοποιούνται χαμηλές γωνίες προσβολής και προφίλ χαμηλής downforce (π.χ. στη Monza), επίσης η μειώνεται η αποτελεσματικότητα του συστήματος DRS.

Ενεργοποίηση DRS: η κύρια πτέρυγα σταματάει.

Ένας από τους κύριους αεροδυναμικούς μηχανισμούς που προκαλεί τη μείωση της αντίστασης είναι ο κύριος ακινητοποίηση πτέρυγας. Στην πραγματικότητα, όταν το DRS είναι ανοιχτό και επομένως το κύριο πτερύγιο έχει χαμηλότερη γωνία προσβολής, η ροή του αέρα γύρω από το κύριο προφίλ της πτέρυγας δεν είναι πλέον σε θέση να παραμείνει προσκολλημένη, οπότε λαμβάνει χώρα το ακινητοποίηση της πτέρυγας. Στην πραγματικότητα, η μείωση της οπισθέλκουσας (ή ο συντελεστής μείωσης της οπισθέλκουσας, βλέπε τον ορισμό στο άρθρο εδώ) επιτυγχάνεται μέσω των ακόλουθων δύο μηχανισμών:

  • Πτώση της πτέρυγας του κύριου αεροπλάνου: αυτό προκαλεί έντονη μείωση της downforce και slight αύξηση του συντελεστή οπισθέλκουσας σε τοπικό επίπεδο.
  • Σημαντικά λιγότερη downforce και αντίσταση στο προφίλ του πτερυγίου: η μειωμένη downforce σχετίζεται επίσης με λιγότερη επαγόμενη σύρετε.
drag-reduction-system-effect-motorsport

Επίδραση της περιστροφής του πτερυγίου στην καθοδική δύναμη και στον συντελεστή οπισθέλκουσας (εικόνα https://www.racecar-engineering.com)

Η εισαγωγή της ενεργής αεροδυναμικής στα hypercars: Ferrari και McLaren.

Από την εισαγωγή του συστήματος DRS στη Formula 1, και τα κορυφαία αυτοκίνητα δρόμου άρχισαν να εφαρμόζουν την εισαγωγή του συστήματος DRS στη Formula 1. ενεργή αεροδυναμική. Στην πραγματικότητα, τα περισσότερα από τα πρόσφατα hypercars έχουν πλέον εισαγάγει μια κινούμενη αεροτομή ωςπρότυπο' χαρακτηριστικό. Σε γενικές γραμμές, η πίσω αεροτομή μπορεί να μετακινηθεί για να ταιριάζει στις πιο κατάλληλες συνθήκες: υψηλή ταχύτητα, ισορροπημένο και ρύθμιση χειρισμού. Η κίνηση της πίσω αεροτομής γίνεται συνήθως με τη βοήθεια ηλεκτρικών κινητήρων ή υδραυλική ενεργοποίηση και σε συνδυασμό με ένα ακριβές ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου μπορεί να προσφέρει μια μοναδική εμπειρία οδήγησης.

Ποια αυτοκίνητα δρόμου χρησιμοποιούν ενεργή πίσω αεροτομή και ενεργή αεροδυναμική;

Μερικά αυτοκίνητα που εφάρμοσαν τη λειτουργία DRS κάτω από το δέρμα της κινούμενης αεροτομής είναι τα εξής Lamborghini Huracán Performante (το οποίο έχει ένα σύστημα που ονομάζεται 'ALA' ή Aerodinamica Lamborghini Attiva), Ferrari 488 Pista (το οποίο έχει ένα πτερύγιο που χαμηλώνει για να παρακάμπτει τον διαχύτη όταν αναπτύσσει ταχύτητα) και McLaren P1 (η ρυθμιζόμενη πίσω πτέρυγά του βρίσκεται στο ίδιο επίπεδο με το αμάξωμα, μέχρι να χρειαστεί να προσθέσει λίγη downforce. Μπορεί να επεκταθεί κατά 120 χιλιοστά στο δρόμο και κατά 300 χιλιοστά όταν βρίσκεται σε λειτουργία Race).

Ένα άλλο όχημα που παρουσιάζει ένα σύστημα DRS πολύ παρόμοιο με αυτό που χρησιμοποιείται στη Formula 1 είναι το πλήρως ηλεκτρικό όχημα της Volkswagen ID. R, του οποίου η διαφορά στην downforce μεταξύ επίπεδης κατάστασης και πλήρως η αναπτυγμένη πίσω πτέρυγα είναι 20%.