Zmeny v Technických pravidlách pre sezónu 2013

Nadchádzajúci ročník svetového šampionátu Formuly 1 prináša poslednú sériu niekoľkých drobných zmien a spresnení súčasnej generácie Technických pravidiel. Uzatvára sa tým jedna kapitola v histórii športu, predtým než v roku 2014 vstúpi do platnosti očakávaná „nová formula“.

Najdôležitejšie tohtoročné novinky sa týkajú dizajnu monopostov a tiež avizovaného zákazu systémov známych ako dvojité DRS (DDRS). Dnes, necelý mesiac pred oficiálnym odhalením prvých vozidiel sezóny 2013 možno povedať, že väčšina z nich bude v zásade evolúciou svojich predchodcov. Väčší odklon s ohľadom na dizajn či koncepciu uvidíme údajne po predstavení Mercedesu a Toro Rosso.

Nosový kužeľ

Ilustrácia 1

Ilustrácia 1: Modrá farba znázorňuje neštrukturálny kryt pripevnený k nosovému kužeľu Williamsu FW34

Všetci máme ešte v živej pamäti, ako sa vlani po odhalení prvého monopostu rozpútala mohutná diskusia na tému nevzhľadného prechodu na rozhraní nosového kužeľa a monokoku. Namiesto plynulej krivky, ako to bolo dovtedy zvykom, zrazu u väčšiny vozidiel štartového poľa pripomínal skôr schod. Zaobišli sa bez neho iba monoposty stajne McLaren, Marussia a HRT. Pripomeňme, že si ho vynútila vtedajšia zmena v pravidlách, podľa ktorých musí byť prakticky celý nosový kužeľ položený pod úrovňou 550 mm nad referenčnou rovinou.

O tom, že takýto problém hrozí, sa vedelo už v roku 2011, kedy sa na stretnutiach Technickej pracovnej skupiny FIA preberala téma dôležitosti estetiky vozidiel, avšak FIA si to uvedomila až po mohutnej kritike fanúšikov, médií a dokonca i jazdcov a členov tímov. Preto iba pre nadchádzajúcu sezónu, ktorá bude zároveň derniérou vysoko položených nosových kužeľov, bude dizajnérom umožnené prekryť prednú nárazovú štruktúru voliteľným neštrukturálnym krytom.

Článok 3.7.9

S výnimkou voliteľného jednodielneho neštrukturálneho krytu vyrobeného z predpísaného laminátu (jeho presné vrstvenie možno nájsť v Dodatku k pravidlám), ktorý nesmie v žiadnom bode presahovať výšku 625 mm nad referenčnou rovinou, nesmie žiadna časť karosérie nachádzajúca sa vo vzdialenosti väčšej ako 1950 mm pred zadnou stranou šablóny kokpitu presahovať výšku 550 mm nad referenčnou rovinou.

Vonkajší povrch akéhokoľvek pozdĺžneho alebo priečneho prierezu cez vyššie popísaný kryt nemôže mať konkávny polomer zakrivenia menší než 50 mm.

Neštrukturálny kryt sa bude môcť pri prípadnom náraze ľahko oddeliť od zvyšku karosérie. Pravidlá preto z bezpečnostných dôvodov predpisujú materiál, z ktorého bude kryt vyrobený a čiastočne obmedzujú i možnosti jeho tvarovania. Budú preň prirodzene platiť rovnaké pravidlá ako pre zvyšok nosového kužeľa, čo znemožňuje napríklad pridávanie otvorov (s výnimkou vstupného otvoru pre prívod vzduchu do kokpitu).

Prvá veta Článku 3.7.9 hovorí, že samotný kryt je voliteľný, čo v konečnom dôsledku znamená, že neslávne známych „schodov“ sa možno celkom nezbavíme. Bude závisieť iba od prístupu dizajnérov, ako s touto možnosťou naložia. Na jednej strane môže nový kryt poskytovať lepšie aerodynamické vlastnosti ako riešenie so schodom, no na druhej strane vytvorí odlišné správanie sa prúdenia prechádzajúceho ďalej ponad kokpit. Bude zaujímavé sledovať vývoj rozličných riešení v tejto oblasti hlavne v úvode sezóny.

V roku 2014 sa tohto problému opäť raz zbavíme, keďže špička nosového kužeľa bude musieť ležať výrazne nižšie ako v súčasnosti – podobne ako to bolo bežné u vozidiel spred desiatich rokov.

Flexibilita predného krídla

V minuloročnej sezóne sa znovu objavili pochybnosti o účinku testovacej procedúry FIA, ktorá sa snaží obmedziť ohybnosť predných krídel pod zaťažením. Viacerým tímom sa podarilo úspešne obísť už neraz sprísnený test flexibility predného krídla, pričom na trati potom dochádzalo k preukázateľne abnormálnym ohybom a osciláciám koncových častí krídla, či ich priehybu smerom vzad alebo dokonca k priečnemu skrúcaniu celého hlavného profilu krídla.

Obrázok 1

Obrázok 1: Pracovník FIA pripravuje zariadenie na testovanie flexibility predného krídla. Na ráme vidno piest, ktorý aplikuje zaťaženie.
Zdroj: Sutton-Images

Tentoraz bude zavedená ešte prísnejšia metodika statických záťažových testov flexibility predného krídla. Doteraz pri testovaní na každú stranu krídla pôsobila sila 1000 N aplikovaná do bodu ležiaceho 800 mm pred osou prednej nápravy a vzdialeného 795 mm od stredovej osi vozidla. Povolený ohyb bol stanovený na 20 mm. Zmena pre rok 2013 spôsobí, že testovacie zariadenie bude na krídlo aplikovať spomínané zaťaženie do bodu ležiaceho 675 mm pred osou predných kolies a následne aj do bodu ležiaceho vo vzdialenosti 975 mm od osy prednej nápravy, pričom oba body sú vzdialené 790 mm od stredovej osi vozidla. Dôležité je však to, že maximálny povolený ohyb bude už iba 10 mm. Jednoducho povedané, testovaná oblasť sa presunie vpred a vzad od tej doterajšej a výrazne sa sprísnia tolerancie, čo by malo obmedziť extrémne nízku tuhosť predných krídel pod určitým druhom zaťaženia.

Článok 3.17 Ohybnosť karosérie

3.17.1 Karoséria sa nesmie odchýliť o viac ako 10 mm v zvislom smere, keď na ňu pôsobí vertikálne zaťaženie 1000 N aplikované do bodov ležiacich 675 mm a 975 mm pred stredovou osou prednej nápravy a vzdialených 790 mm od stredovej osi vozidla. Zaťaženie bude pôsobiť zhora nadol použitím piestu s priemerom 50 mm na obdĺžnikový adaptér s rozmermi 400 mm x 150 mm. Tento adaptér musí dodať tím a musí:

  1. mať rovný povrch bez nerovností.
  2. byť pripevnený k vozidlu tak, aby umožnil aplikovanie plného zaťaženia do testovacieho bodu na karosérii a nezvyšoval tuhosť testovaných častí.
  3. byť umiestnený vnútornou 400 mm hranou rovnobežne so stredovou osou vozidla vo vzdialenosti 715 mm od nej.
  4. byť umiestnený prednou hranou 1025 mm pred stredovou osou prednej nápravy.

Ohyb bude meraný vzhľadom na referenčnú rovinu v bode, kde os zaťaženia pretína spodnú stranu karosérie.

Ilustrácia 2

Ilustrácia 2: Porovnanie testovacej procedúry v tejto a predchádzajúcej sezóne. Modrou farbou je znázornený adaptér a červenou piest aplikujúci zaťaženie (pozri Obrázok 1).

Obrázok 2

Obrázok 2: Mechanici Ferrari pripravujú predné krídlo monopostu 150° Italia na test flexibility. Pod pravou stranou krídla (na obrázku vľavo) vidno za žltou hadicou adaptér. Zdroj: Sutton-Images

Dvojité DRS (DDRS)

2013-05

Ilustrácia 3

Tím Mercedes prišiel pred rokom so zaujímavou inováciou, ktorú pripravoval už od roku 2011. Systém dostal názov „dvojité DRS“ (DDRS), čo vystihuje princíp jeho fungovania. Inžinieri a dizajnéri britsko-nemeckej stajne od neho veľa očakávali, avšak rýchlo sa ukázalo, že systém im skôr zväzoval ruky a komplikoval vývoj modelu W03. Pred záverečnou fázou sezóny si podobné riešenie osvojil i Red Bull, aj keď namiesto rozvodu vzduchu naprieč celým vozidlom v jeho prípade prúdenie vzduchu ústilo na spodných okrajoch spodného krídla.

Podľa súčasných pravidiel budú všetky takého systémy, ktorých fungovanie je založené na ovládaní DRS, zakázané.

Článok 3.18 Karoséria nastaviteľná jazdcom

3.18.1 […] Nemôže byť použitá na zmenu geometrie akéhokoľvek kanála, či už priamo alebo nepriamo, okrem zmeny vzdialenosti medzi susednými časťami povolenej podľa Článku 3.10.2.

Predchádzajúci úryvok z článku popisujúceho systém DRS (karoséria nastaviteľná jazdcom) píše o zákaze akéhokoľvek vedľajšieho účinku nastaviteľnej klapky zadného krídla, čim v podstate robí DDRS ilegálnym. Nijakým spôsobom sa však nevzťahuje na pasívne zariadenia znižujúce odpor (DRD), ktoré okrem Lotusu skúmal i Mercedes, Red Bull a Sauber.

Tento rok sa k nim určite pridajú aj ďalšie tímy. Najmä potom, čo Športové pravidlá zaviedli obmedzenie využívania DRS v priebehu celého víkendu iba na zóny, ktoré sú pre tento účel navrhnuté (rovnako ako dodnes v pretekoch).

Doplnenie nasledujúceho článku, ktorý špecifikuje neutrálnu stredovú časť hlavného profilu predného krídla je namierené priamo na riešenie, ktorým Mercedes znižoval odpor predného krídla.

Článok 3.7.3

[…] Táto časť nesmie obsahovať žiadny uzatvorený kanál, ktorého účinkom je viesť vzduch priamo alebo nepriamo do respektíve z vonkajšieho prúdu vzduchu, na iné účely, než pre zber dát.

Ilustrácia 4

Ilustrácia 4: Neutrálna stredová časť predného krídla (červená), ktorá musí byť vyrobená podľa šablóny FIA, nesmie obsahovať žiadne potrubia na vedenie vzduchu.

Ako už bolo spomenuté, vzduch bol po aktivácii DRS vedený od zadného krídla systémom potrubí až do predného krídla, odkiaľ bol štrbinami v spodnej časti vypúšťaný a pomáhal tým znížiť odpor predného krídla v momente, kedy bol nežiaduci.

Okrem toho, že nové pravidlá zabraňujú využívaniu DDRS, obmedzila sa i možnosť pasívneho znižovania odporu predného krídla. Vzduch už nebude môcť byť na tieto účely vedený cez nosový kužeľ, nosníky a neutrálnu stredovú časť až do koncových častí predného krídla.

Neznamená to ale, že „stalling“ predného krídla už nebude možný. Stále tu napríklad existuje možnosť využitia štrbín vytvorených na hornej strane krídla, ktoré by vhodným spôsobom vypúšťali vzduch na jeho spodnú stranu.

Tvarovanie podlahy

Už tridsať rokov platí, že podlaha monopostu musí byť plochá, čím pravidlá účinne obmedzujú využitie „ground“ efektu pri tvorbe prítlaku podlahou. V posledných rokoch sa však objavovali prípady, kedy tímy zneužívali povolené výrobné tolerancie na tvarovanie podlahy, z čoho vyplývali aerodynamické výhody. Vlani bola výrobná tolerancia znížená z 5 mm na 3 mm. Síce sa tým znížila potenciálna výhoda, ale dizajnérov to od návrhu podláh v rozpore s duchom pravidiel neodradilo. Bola preto vydaná technická norma, ktorej obsah odteraz dopĺňa Článok 3.12.6 Technických pravidiel.

Článok 3.12.6

Kvôli prekonaniu akýchkoľvek výrobných problémov a potlačeniu návrhov, ktoré by mohli porušovať určitú časť týchto pravidiel, sú na karosérii nachádzajúcej sa medzi bodom ležiacim 330 mm za stredovou osou prednej nápravy a stredovou osou zadnej nápravy povolené rozmerové tolerancie. Zvislá tolerancia +/- 3 mm je prípustná naprieč povrchmi ležiacimi na referenčnej a schodovej rovine a vodorovná tolerancia 3 mm je povolená pri posudzovaní, či je plocha viditeľná pri pohľade zospodu.

Ilustrácia 5

Ilustrácia 5: Vložka zobrazuje detail prednej časti podlahy a jej nepatrné zahnutie smerom nahor.

Minulý rok McLaren šikovne využil spomínanú medzeru v pravidlách, keď navrhol prednú časť podlahy tak, aby bola presne o 3 milimetre vyššie ako zvyšok podlahy. To im umožnilo nastavovať svetlú výšku v prednej časti vozidla o niečo nižšie, vďaka čomu bolo možné nielen využiť veľký potenciál zvýšeného sklonu podlahy, ale aj priblížiť predné krídlo pod zaťažením bližšie k zemi bez toho, aby sa predná časť podlahy odierala o asfalt. Pochopiteľne, čím bližšie je predné krídlo k povrchu, tým efektívnejšie pracuje.

V dôsledku zmien, o ktorých sme si doteraz v tomto článku hovorili, bude dosahovanie „ground“ efektu predného krídla ešte náročnejšie ako doteraz.

Hmotnosť vozidla a nové pneumatiky Pirelli

Hmotnosť monopostov bude opäť vyššia, aj keď tentoraz iba nepatrne. Môžu za to nové pneumatiky Pirelli, z ktorých každá je ťažšia – predná o 200 gramov a zadná až o 700 gramov.

Článok 4.1 Minimálna hmotnosť

Hmotnosť vozidla bez paliva nesmie byť počas celej doby súťaže nižšia ako 642kg.

Kompenzácia vyššej hmotnosti pneumatík sa samozrejme prejaví aj na povinnom rozložení hmotnosti. Na prednú nápravu pripadá hmotnosť najmenej 292 kg a na zadnú 343 kg. Zostávajúce jedno percento (7 kg) možno voľne prerozdeliť. Pomer rozloženia hmotnosti je teda 46:54.

Úpravy, v dôsledku ktorých vzrastie hmotnosť sa týkajú najmä prepracovanej štruktúry pneumatík. Podľa informácií talianskeho výrobcu budú mať vďaka flexibilnejším bočniciam nižšiu vertikálnu tuhosť a s narastajúcou rýchlosťou sa budú viac deformovať. Tímy budú pravdepodobne nútené jazdiť s vyšším tlakom v pneumatikách.

Inak tvarované ohybnejšie bočnice budú mať výrazný dopad i na aerodynamické a mechanické vlastnosti monopostov. Inžinieri budú počas predsezónnych testov starostlivo vyhodnocovať napríklad spôsob, akým pneumatiky vplývajú na fungovanie zavesenia kolies. Všetky tímy dostali už v priebehu víkendu pred Veľkou cenou Brazílie 2012 možnosť otestovať vývojovú špecifikáciu nových pneumatík a zistilo sa, že oproti doterajším sa rýchlejšie zahrievajú, čo môže viesť k vyššej degradácii.

Tak ako sa spomína v predchádzajúcom odseku, tvar bočnice môže ovplyvňovať aj aerodynamiku a pôsobiť nepriaznivo napríklad na prúdenie vzduchu v difúzore, ktorý je po obmedzení technológie fúkaných difúzorov citlivejší na turbulencie tvorené rotujúcimi kolesami. Tímy budú musieť zapracovať na vývoji aerodynamických riešení, ktoré potlačia citlivosť na zmeny tvaru pneumatík.

Bezpečnosť

V oblasti bezpečnosti inštitút FIA zapracoval na niektorých zmenách pri záťažových testoch monokokov a na zlepšení ochrany poskytovanej jazdcovi pri prípadnom prevrátení vozidla.

Najdôležitejšou zmenou v tejto oblasti bude zvýšenie statického zaťaženia aplikovaného na všetky vyrobené monokoky pri ich testovaní. Doteraz toto vyššie zaťaženie muselo podstúpiť iba jedno šasi, pričom všetky ostatné boli testované o 20% menšou silou.

Článok 18.1.1

Testy popísané v Článkoch 18.2, 18.3, 18.4, 18.5, 18.6 a 18.9.2 musia byť vykonané na každom monokoku, ktorý je určený na použitie. Počas týchto testov (pri priehyboch väčších ako 3,0 mm) nesmie deformácia vnútorných povrchov presiahnuť 120% úrovne deformácie vzniknutej na šasi používanom na testy popísané v Článkoch 17.2 a 17.3.

Nasledujúce zmeny sa vzťahujú na ochranné štruktúry pri prevrátení vozidla.

Článok 3.8.7

S výnimkou priehľadného čelného skla, antén alebo Pitotovych trubíc nie je pred sekundárnou ochrannou štruktúrou pri prevrátení povolená žiadna časť karosérie vyššia ako najvyšší bod tejto štruktúry.

Článok 3.8.7 zavádza pojmy primárna a sekundárna ochranná štruktúra pri prevrátení namiesto pôvodných označení – zadná a predná ochranná štruktúra pri prevrátení. Pod označením „primárna“ budeme rozumieť ochranný oblúk, ktorý sa nachádza za hlavou jazdca okolo prívodu vzduchu do airboxu motora. Sekundárna ochranná štruktúra pri prevrátení (pôvodne predná) sa nachádza tesne pred vstupným otvorom kokpitu.

V skutočnosti sa nejedná o žiadne reálne zmeny v porovnaní s doterajšími ochrannými štruktúrami. Ide skôr o spresnenie niektorých starších definícií.

Článok 15.2.1

Všetky vozidlá musia mať dve ochranné štruktúry pri prevrátení, ktoré sú navrhnuté tak, aby pomohli predísť vzniku poranenia jazdca v prípade, že sa vozidlo prevráti.

Hlavná štruktúra musí byť najmenej 940 mm nad referenčnou rovinou v bode ležiacom 30 mm za zadnou stranou šablóny kokpitu. Sekundárna štruktúra sa musí nachádzať pred volantom a jej najvyšší bod nesmie ležať vo vzdialenosti väčšej ako 1050 mm pred zadnou stranou šablóny kokpitu.

Obe ochranné štruktúry pri prevrátení musia byť v dostatočnej výške na to, aby zabezpečili, že jazdcova helma a volant sú vždy najmenej 70 mm respektíve 50 mm pod priamkou vytvorenou medzi ich najvyššími bodmi. Merania budú vykonané kolmo k priamke prechádzajúcej najvyššími bodmi dvoch štruktúr.

Ďalšie spresnenie týkajúce sa Článku 15.2.1 má zabrániť nedorozumeniam v definovaní umiestnenia ochranných štruktúr. Pravidlá sa odteraz odvolávajú vždy na zadnú stranu šablóny kokpitu, odkiaľ budú vykonávané merania.

Článok 17.3 Test sekundárnej ochrannej štruktúry pri prevrátení

Zvislé zaťaženie 75 kN musí byť aplikované na vrchol štruktúry prostredníctvom pevnej plochej podložky s priemerom 100 mm, ktorá je kolmá na os zaťaženia. Os zaťaženia musí prechádzať najvyšším bodom štruktúry.

V priebehu testu musí byť ochranná štruktúra pri prevrátení pripevnená k monokoku, ktorý je upevnený na plochej vodorovnej doske.

Kapitolu o bezpečnostných zmenách uzatvára Článok 17.3, ktorý hovorí o testovacej procedúre sekundárnej ochrannej štruktúry ležiacej tesne pred otvorom kokpitu. K prvej vete článku bol dopísaný dodatok, podľa ktorého, „os zaťaženia musí prechádzať najvyšším bodom štruktúry.“

Žiadna z týchto zmien v bezpečnostných štandardoch nie je natoľko výrazná, aby sa mohla pozorovateľne prejaviť na tohtoročných vozidlách, no presne určené znenie pravidiel je pre zvýšenie bezpečnosti nemenej dôležité.

Nová štandardizovaná riadiaca jednotka

Ilustrácia 6

Ilustrácia 6: Riadiaca jednotka MES SECU TAG-320.
Zdroj: McLaren Electronic Systems

Posledná zmena, o ktorej si v tomto článku povieme sa bude týkať de facto úplne prvého produktu nových Technických pravidiel pre rok 2014, s ktorým sa budú tímy dostávať do styku už tento rok. Ide o výkonnejšiu štandardizovanú riadiacu jednotku s označením TAG-320, za ktorej vývojom aj naďalej stojí McLaren Electronic Systems (člen skupiny McLaren Group, ku ktorej patrí i tím Vodafone McLaren Mercedes). TAG-320 je náhradou dosluhujúceho modelu TAG-310B, pričom už o rok dostane úplne novú verziu softvéru, vďaka ktorej budú môcť tímy veľmi jednoducho prejsť od atmosférických osemvalcov na nové preplňované šesťvalce s priamym vstrekovaním paliva.

Hlavnou zmenou v porovnaní so starším modelom je viac ako štyrikrát vyšší výpočtový výkon, ktorý je podmienkou pre správne fungovanie nových pohonných jednotiek pre nasledujúcu sezónu. Tímy však dostanú nové riadiace jednotky v predstihu, aby si na novú technológiu zvykli. V tomto roku bude softvér ovládajúci motor a prevodovku samozrejme prenesený priamo zo staršej verzie ECU.

TAG-310B TAG-320
Výpočtový výkon 955 MIPS 4 000 MIPS
Pamäť (RAM) 40 MB 512 MB
Ochrana pamäte obmedzená plná
Veľkosť súboru denníka 1 GB 8 GB
CAN zbernice 6 11
FlexRay zbernice 0 2
Štandardná vzorkovacia frekvencia pre analógové vstupy 1 kHz 10 kHz
Zvýšená vzorkovacia frekvencia pre analógové vstupy 10 kHz 100 kHz
Zabudovaný akcelerometer žiadny trojosí ± 10 g
Maximálny počet záznamových kanálov 512 4 000
Maximálna prenosová rýchlosť siete Ethernet 100 Mb/s 1 Gb/s

Tabuľka 1: Rozdiel medzi novou a staršou špecifikáciou (TAG-310B). MIPS je označenie pre „Million Instruction Per Second“ (milión inštrukcií za sekundu).

Reklamy

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