Mercedes F1 W03

Snáď každý fanúšik, ktorý sa zaujíma o technickú stránku monopostov Formuly 1 netrpezlivo očakával odhalenie nového Mercedesu. Britský tím pretekajúci pod hlavičkou nemeckej automobilky sa už v priebehu minulej sezóny postaral o značný rozruch svojim riešením F-potrubia predného krídla a menej medializovaným prepojeným systémom zavesenia kolies. Po skončení sezóny sa začalo naplno špekulovať o tom, čo tím Rossa Brawna nasadí do boja s top tímami.

Bývalý tím Hondy po jej náhlom odchode z F1 zažil ako Brawn GP nečakaný úspech, keď získal oba majstrovské tituly, no na vrchole sa ako súkromný tím udržať nedokázal. Veľkú zásluhu na úspechu Brawnu má práve Honda, ktorá sa rozhodla využiť najrozsiahlejšie zmeny v Technických pravidlách od roku 1983 a venovala obrovské úsilie vývoju monopostu pre rok 2009. Kríza globálnej ekonomiky im však zmenila plány. Nechýbalo veľa a neskoršie majstrovské vozidlo by sa na trať nikdy nedostalo. Napokon ale došlo k dohode medzi japonskou automobilkou a šéfom stajne Rossom Brawnom, ktorý za symbolickú libru prevzal továreň v Brackley a začal zháňať sponzorov, aby zabezpečil tímu ďalšiu budúcnosť. Problémy s financovaním sa však nepodarilo vyriešiť a v priebehu sezóny prišiel veľký úpadok formy monopostu BGP 001 a nebyť náskoku z prvej polovice sezóny, titul by celkom určite nezískali. V zákulisí sa už ale finalizovali prípravy na záchranu tímu. Koncom roku 2009 bol ohlásený historický návrat – Daimler s investičnou skupinou Aabar prevzali majoritný podiel Brawn GP a premenovali tím na Mercedes, ktorý sa do šampionátu vrátil po dlhých 55 rokoch. Ani tak veľká automobilka akou Mercedes-Benz bezpochyby je však nedokázala zásadnejším spôsobom ovplyvniť vývoj nového vozidla a cez zimu nebolo v žiadnom prípade možné dobehnúť stratu na konkurenčné tímy. Prvý skutočný vzostup formy bol očakávaný u MGP W02 v roku 2011, no konštruktéri správne neodhadli vlastnosti pripravovaných nových pneumatík Pirelli a návrh základnej koncepcie auta ich zaviedol do slepej uličky.

Predtým než si rozoberieme novinky, ktoré nový Mercedes prináša, jeho prednosti a slabšie stránky, musíme sa vrátiť späť k jeho predchodcovi a najmä k jeho nedostatkom, ktoré autu zabránili v boji o víťazstvá.

Všetky nedostatky W02 pramenili z rozhodnutia konštrukčného oddelenia zvoliť pri návrhu základnej aerodynamickej koncepcie krátky rázvor. Toto kritické rozhodnutie podmienila prirodzená nedotáčavosť W01 vo vjazdoch do pomalých a stredne rýchlych zákrut. Riešenie malo ale ďaleko od ideálneho, pretože najmä pri plnej nádrži na začiatku pretekov sa ťažisko nachádzalo príliš vysoko, keďže aj palivová nádrž bola kratšia. To viedlo k tomu, že vyváženie auta medzi kvalifikáciou a pretekmi si vyžadovalo väčšie kompromisy než u konkurencie a vozidlo sa stalo pre pilotov nepredvídateľným.

Kratší rázvor ako recept na nedotáčavosť tiež posunul aerodynamickú rovnováhu dopredu, čo so sebou prinieslo nevýhodu v podobe agresívneho zaobchádzania so zadnými pneumatikami. Ich nadmernú degradáciu vyriešila až veľká zmena geometrie zadnej nápravy a menšie predĺženie rázvoru.

Spomenuté nedostatky sú istým spôsobom spojené aj s ďalšou dôležitou oblasťou – s chladením. U vlaňajšieho Mercedesu bolo natoľko poddimenzované, že po celých bočniciach sa hlavne v teplejších podmienkach objavovali rôzne otvory, štrbiny, výrezy či komíny. Prítomnosť takýchto provizórnych riešení je z aerodynamického hľadiska úplne kontraproduktívna.

Nakoniec nezabudnime na vec, ktorá v posledných sezónach hýbe svetom techniky monopostov F1. Ide o riešenia fúkaných difúzorov, pričom v tejto oblasti udáva trend Red Bull. Mercedes s touto technológiou nastúpil už od začiatku roku 2011, ale na rozdiel od RB7 išlo o menej efektívny spôsob využitia výfukových plynov. Prvé funkčné kópie riešenia Red Bullu si tím osvojil až v polovici sezóny.

Na týchto chybách sa Mercedes posilnený o takmer stovku odborníkov nepochybne poučil a s novým monopostom W03 by rád začal písať novú úspešnejšiu kapitolu v histórii tímu. Na vývoji tohto auta, ktorý započal v máji 2011 sa podieľalo jedno z najsilnejších technických oddelení v F1 posilnené aj o trio veľmi skúsených inžinierov – Boba Bella, Alda Costu a Geoffa Willisa.

Bob Bell, bývalý technický riaditeľ Renaultu, s ktorým v roku 2005 a 2006 získal majstrovské tituly, sa k stajni pripojil už v minulom roku, aby poskytol Rossovi Brawnovi viac slobody pri vedení tímu. Aldo Costa, ktorý ešte v priebehu prvej polovici sezóny 2011 pracoval vo Ferrari ako technický riaditeľ, bol s Mercedesom už istý čas v spojení. To získalo pevný základ v časoch pôsobenia Rossa Brawna v Maranelle. Costa sa hneď po príchode zameral na vývoj a konštrukciu nových áut. Druhou posilou sa stal Geoff Willis, ktorého úlohou je aerodynamika, dynamické vlastnosti vozidla a simulácie. Brackley dobre pozná, keďže tam pôsobil v rokoch 2001 až 2006 ako technický riaditeľ BAR i Hondy. V rokoch 2007 až 2009 pôsobil na rovnakom poste v Red Bulle a napokon viedol i technické oddelenie Hispanie.

Reorganizovaný Mercedes sme si už predstavili a teraz prejdeme k tomu najdôležitejšiemu – k dlho očakávanému modelu W03.

Ten síce vychádza zo svojho predchodcu, no prešiel veľmi dlhou vývojovou cestou, aby sa mohol stať úspešným nástrojom v boji o víťazstvá. Prvou a najväčšou zmenou oproti minuloročnému modelu je pozmenená základná konštrukcia, čo sa v praxi prejavilo predĺžením rázvoru o necelých 20 cm na hodnotu približne 340 cm. Od tohto sa potom odvíjajú ostatné zmeny.

Zostava nosového kužeľa a predného krídla (na konci nosového kužeľa sú zo spodnej strany pripevnené deflektory)

Nos nového Mercedesu priťahoval zvedavé pohľady ani nie tak pre jeho, na súčasné pomery, už skoro tradičný tvar, ale skôr pre to, čo sa ukrýva v jeho vnútri. Mnohí očakávali, že objavia dôkaz o existencii takzvaného F-potrubia v nosovom kuželi, no Mercedes riešenie stále veľmi dobre ukrýva. Názov F-potrubie pochádza z označenia systému McLarenu na zníženie odporu zadného krídla. Mercedes ho aplikoval v podobe pasívneho aerodynamického prepínača na prednom krídle. Riešenie využíva otvor v nosovom kuželi ako prívod vzduchu, ktorý sa za istých okolností dostáva von z vývodov na spodnej strane hlavného profilu krídla. Mercedes ho testoval už v závere vlaňajšej sezóny a má sa za to, že W03 je ním vybavené.

Z vonkajšieho pohľadu má nos vozidla schod, ktorý sa zdá byť väčší ako u ostatných tímov, pretože nosový kužeľ je pomerne malý a zaoblený. Pod nosom sú neveľké deflektory podobné tým, ktoré využíva Ferrari. Prúdenie prechádzajúce cez tieto deflektory začína prechodom okolo nosníkov predného krídla, ktoré sú na nábehových hranách od seba vzdialenejšie a postupne sa dozadu oba nosníky približujú tak, že ich odtokové hrany smerujú prúd vzduchu presne k deflektorom pod nosom. Od nich potom vzduch prúdi pod prednú časť podlahy.

K dlhým nosníkom je pripevnené úplne nové predné krídlo zostavené podľa moderných štandardov. Koncové časti sú „bezbočnicové“, čo znamená, že namiesto jedného samostatného zvislého prvku (viď napr. RB8) tvorí koncovú časť pretiahnutie hlavného profilu, klapiek a v tomto konkrétnom prípade aj dve lopatky pripevnené k hlavnému profilu. Ďalšou kritickou časťou predného krídla je oblasť od okrajov smerom dovnútra k neutrálnej stredovej sekcii. V tejto oblasti tím prešiel z dvojprvkového konceptu na trojprvkový. Teraz by mala byť tvorba prítlaku v týchto miestach efektívnejšia, pretože pridaním jednej medzery navyše možno jednoducho predísť náchylnosti krídla k odtrhnutiu prúdov vzduchu. V minulosti práve k tomuto nežiaducemu javu dochádzalo a spôsobovalo problémy s degradáciou pneumatík a konzistentnosťou vyváženia. Dizajn predného krídla sa nechal inšpirovať konkurenčným Red Bullom. Nábehová hrana hlavného profilu totiž tvorí až štyri zahnutia generujúce dodatočné vírenia, ktorých energia je posielaná priamo pod podlahu. Vedľa nových kaskád sú k hlavnému profilu pripevnené „r“ krídelká natočené k stredovej osi vozidla. Tie boli inšpirované vlaňajším predným krídlom McLarenu. Výmena predného krídla je jednou z úplne najzásadnejších zmien, pretože od neho závisia všetky ostatné časti vozidla a keď je zmena tak dramatická ako v tomto prípade, distribúcia smerom do zadných partií auta sa úplne zmení. Mercedes si od neho sľubuje presunutie aerodynamického ťažiska viac dopredu, aby znížil vysokú úroveň degradácie zadných pneumatík, s ktorou bojoval pred rokom a zároveň aby pomohol Michaelovi Schumacherovi, ktorý pre svoj precízny jazdecký štýl potrebuje vozidlo, ktoré má pri vjazdoch do zákrut tendenciu k miernej pretáčavosti. V praxi sa však ukázalo, že nové predné krídlo je možno až príliš agresívne. V priebehu testovania v Barcelone totiž obom pilotom veľmi rýchlo odchádzali predné pneumatiky.

Obruč z horčíkovej zliatiny (modrá) je teraz súčasťou predných ráfikov

Tie sú tento rok obuté na nových ráfikoch, ktoré sa tvarom lúčov vlastne vôbec nelíšia od minuloročných. Jedna zmena tu ale nastala. K lúčom pribudla obruč v posledných rokoch používaná rôznymi tímami. Jej úlohou je zlepšenie chladenia brzdového systému. Popri tom má menší účinok aj na obtekanie vzduchu okolo vonkajších strán predných kolies.

Kompaktné nízkopoložené a mierne podstrihnuté bočnice vzadu elegantne ustupujú, aby sa karoséria kapotáže motora mohla zlúčiť s krytom prevodovej skrine. Bočnice mohli byť vďaka predĺženému rázvoru natiahnuté natoľko, aby už chladiče motora v nich nemuseli byť uložené vo dvojiciach na sebe, ale pretože Mercedes v Barcelone starostlivo ukrýval svoj monopost v garáži, zatiaľ môžeme len špekulovať, čo sa skrýva pod karosériou. Určite však bude zaujímavé sledovať riešenia v tejto časti auta. Bob Bell v nedávnom rozhovore tvrdil, že problémy s chladením sa im už podarilo vyriešiť a zdá sa, že mal pravdu, keďže zatiaľ sa na karosérii neobjavovali žiadne dodatočné otvory. Na druhej strane sú tu ale miesta, na ktorých ešte budú musieť zapracovať. Jedná sa hlavne o prepaľovanie farby na karosérii bočníc v miestach, kde vedie výfukové potrubie.

Ukážka „downwash“ efektu, keď okolité prúdenie vzduchu (modrá) ovplyvňuje tok výfukových plynov (červená), ktorý v nižších rýchlostiach alebo v stave keď je vozidlo statické prúdi iným smerom

Jeho vyústenie v prvej testovanej špecifikácii leží viac vpredu ako u trojice top tímov. Výfukové plyny z nich prúdia vďaka takzvanému „downwash“ (strhávanie jedného prúdenia iným) po hornom povrchu bočníc a ďalej cez horné ramená zavesenia zadných kolies, ktoré sú na tento účel prispôsobené kovovými tepelnými štítmi. Nakoniec sa prúd výfukových plynov v spojení s okolitým vzduchom dostáva až k spodnému krídlu, ktorého 15 cm stredová časť je vyvýšená a obsahuje štrbinu.

Mercedes si ponechal riešenie prívodu vzduchu k chladiču prevodového oleja za ochranným oblúkom, ktoré McLaren po sezóne 2011 zavrhol. Pod „brawnovským“ ochranným oblúkom sa stále nachádza otvor privádzajúci vzduch k chladiču KERS, no teraz je oveľa väčší ako pred rokom.

Najdôležitejšie zmeny v zadnej časti vozidla: krídelko uprostred spodného krídla so štrbinou (žltá), mohutné krídelká za vnútorným obvodom ráfikov (červená), kanál pod zadnou nárazovou štruktúrou (oranžová), Gurneyho klapka po obvode difúzora (zelená), centrálny výstupný kanál difúzora (svetlomodrá) a bočné výstupné kanály (tmavomodrá).

Niekoľko zaujímavých prvkov, o ktorých fungovaní v interakcii s ďalšími časťami monopostu sa zatiaľ len diskutuje, nájdeme v zadnej časti vozidla. O spodnom zadnom krídle tu už padla zmienka avšak pri bližšom pohľade si môžeme všimnúť jeho netradičné spojenie s karosériou pod centrálnym výstupným otvorom. Podobný diel nájdeme i u tohtoročného Sauberu. Funkciu tohto tiahleho oblúku (z angl. swan-neck) zatiaľ nepoznáme. Ďalšia novinka, o ktorej tiež s istotou nemožno povedať ako presne funguje a na čo slúži, je pod zadnou nárazovou štruktúrou. V súčasnosti vieme iba to, čo možno usúdiť z vonkajšieho pohľadu. Takto totiž vidno kanál lichobežníkového tvaru obklopený Gurneyho klapkou nachádzajúci sa tesne nad centrálnym výstupným otvorom difúzora. Má sa za to, že obsahuje otvor cez ktorý môže do kanála vstupovať vzduch prípadne istá časť toku výfukových plynov a ten potom v praxi nahradzuje účinok, ktorý ešte minulý rok mohli vytvárať otvory pre štartovacie zariadenia (tie už na takéto účely nesmú byť využívané).

Každý tím u tohtoročných monopostov využil 12 cm širokú oblasť vedľa vnútorných strán zadných kolies na tvarovanie rôznych krídeliek a ani Mercedes nie je žiadnou výnimkou. Počet krídeliek aj ich mohutnosť bola zväčšená, aby sa navýšil potenciál generovania prítlačnej sily na najvýhodnejších možných miestach – priamo na kolesách.

Okrem upravenej geometrie zavesenia zadných kolies si vzadu môžeme všimnúť i opačný sklon hnacích poloosí, čo neznamená nič iné ako prestavbu prevodovej skrine. Tým, že sa diferenciál a niektoré ďalšie časti prevodovej skrine posunuli o niekoľko milimetrov nižšie, pozitívne ovplyvnili polohu ťažiska a rozmery zadnej časti vozidla, ktorá je aj vďaka tejto úprave „čistejšia“ pre prenikajúce prúdenie z prednej časti auta.

V rámci reštriktívnych pravidiel v oblasti difúzora prakticky nezostal priestor na akékoľvek experimenty a okrem kanálu pod zadnou nárazovou štruktúrou ide o veľmi konvenčný diel karosérie. Od minulého roku sa zmenila šírka centrálneho výstupného kanálu difúzora, ktorého zúženie umožnilo zväčšiť rozstupy medzi zvislými doskami po stranách. Okrem toho zmizla štrbina v Gurneyho klapke nad centrálnym výstupným kanálom a tiež boli odstránené zvislé prvky zavesené pod bočnicami zadného krídla.

Mechanizmus na ovládanie systému DRS je rovnako ako u W02 uložený v bočniciach zadného krídla, pretože to bolo okrem spodného krídla ako celok prevzaté.

Rozhodnutie tímu predstaviť nový monopost až 20. februára a vynechať s ním prvé štyri dni testovania v Jereze sa ukázalo ako veľmi šikovné a keďže posledný deň testovania v Jereze neabsolvovali ani so starým vozidlom, bolo im umožnené súkromné testovanie. To samozrejme využili a dva dni pred oficiálnym testovaním v Barcelone pridali k vzdialenosti prejdenej počas shakedownu ďalších 200 km. Ešte predtým však stihol tím nazbierať cenné dáta najmä z pohľadu vyhodnocovania pneumatík a získal pár dní vývoja navyše. Následne prišli na rad základné porovnania s využitím starej verzie predného krídla a práce na súboroch nastavení. Nevyhýbali sa im ani nepríjemnosti a hneď v prvý deň testov sa vyskytol menší problém s hydraulikou, pričom na ďalší deň došlo k úniku prevodového oleja. To by samo o sebe neznamenalo žiadne väčšie starosti, lenže ako už bolo spomenuté, jazdci sa stretávali s nadmernou degradáciou predných pneumatík. S najväčšou pravdepodobnosťou sa iba takýmto spôsobom prejavil nedostatok testovania optimálnych nastavení.

Vo výsledku treba povedať, že inžinieri stajne z Brackley postupujú na ceste na vrchol síce pomalými krokmi, ale za to veľmi premyslene. V tíme momentálne vládne pomerne dobrá nálada aj keď sa názory jazdcov trochu líšia od pocitov Rossa Brawna, ktorý tvrdí, že vozidlo v aktuálnej konfigurácii nie je potenciálne víťazné. Nezabúdajme však, že Mercedes disponuje viac než skúseným personálom a usilovne pripravuje balíček vylepšení, ktoré budú mať premiéru v Melbourne. Cieľom pre tento rok je konečne prienik medzi najlepšiu trojicu tímov vo výsledkoch šampionátu, keďže za posledné dva roky sa tím neposunul zo štvrtého miesta. Popri tom obaja piloti nepopierateľne túžia po víťazstve v pretekoch.

Reklamy

9 responses to “Mercedes F1 W03

    • Aerodynamické ťažisko alebo stred pôsobenia aerodynamický síl (Centre of Pressure – CoP) je podobne ako to geometrické akýsi myslený bod, v ktorom sú sústredené všetky aerodynamické sily pôsobiace na vozidlo a aerodynamické ťažisko potom určuje rozloženie prítlačnej sily medzi prednou a zadnou nápravou.

      V praxi sa aerodynamické ťažisko môže líšiť (a väčšinou sa líši) od toho telesového a počas jazdy sa presúva. Samozrejme sa dá jeho poloha podľa potreby upraviť napríklad aj počas pretekov prenastavením uhla nábehu klapiek predného krídla.

      • Dobre diky.
        Cize v pripade mercedesu to moc posunuli dopredu a pritlak je najma na prednej naprave? To sposobuje nadmerne opotrebenie prednych pneumatik?

      • Presne tak. Povedal by som, že je to tým najdôležitejším faktorom, ktorý zhoršil zaobchádzanie s prednými pneumatikami.

  1. Hi there!

    First of all, awesome blog! Your analysis are very large and very comprehensible.

    Could you make a side-picture of the Mercedes W03, please? Like the ones you´ve made with the Sauber C31, Lotus E20, Ferrari F2012, McLaren Mercedes MP4-27, Red Bull RB8 and Sahara Force India VJM05.

    Thank you, and congratulations for your awesome work on your blog.

    Greetings!

Pridaj komentár

Zadajte svoje údaje, alebo kliknite na ikonu pre prihlásenie:

WordPress.com Logo

Na komentovanie používate váš WordPress.com účet. Odhlásiť sa / Zmeniť )

Twitter picture

Na komentovanie používate váš Twitter účet. Odhlásiť sa / Zmeniť )

Facebook photo

Na komentovanie používate váš Facebook účet. Odhlásiť sa / Zmeniť )

Google+ photo

Na komentovanie používate váš Google+ účet. Odhlásiť sa / Zmeniť )

Connecting to %s