McLaren MP4-28

Predchádzajúcu sezónu začala aj ukončila víťazstvom. Prevažnú časť roka disponovala najrýchlejším monopostom, no vytúžený konštruktérsky titul, na ktorý čaká už vyše štrnásť rokov, aj napriek tomu nezískala. Ikona britského motoristického športu, ktorou McLaren nesporne je, bude nasledujúcich bezmála dvanásť mesiacov pracovať na tom, aby päťdesiate výročie svojej existencie oslávila deviatym a v histórii tímu najdlhšie očakávaným prvenstvom v Pohári konštruktérov.

Tímu s obmenenou jazdeckou zostavou má k tomu dopomôcť nový monopost MP4-28. Vznikal na solídnych základoch a inžinieri zodpovední za jeho konštrukciu sa zhodujú, že vo viacerých smeroch ide o skutočne rozsiahly redizajn predchádzajúceho modelu. „Našou filozofiou pri tomto aute bolo vziať to, čo zaručene funguje a ďalej tieto veci rozvinúť. Pre nás je to prirodzená evolúcia,“ začína svoje rozprávanie Tim Goss, hlavný inžinier McLarenu, podľa ktorého bola tento rok „revolučná evolúcia“ nevyhnutná, nakoľko hrozilo, že vývojový potenciál konceptu MP4-27 bude čoskoro vyčerpaný.

„Keď sme sa ešte nachádzali v štádiu stanovenia základov tohto vozidla, pozreli sme sa na našu výkonnosť v priebehu minulej sezóny a vyhodnotili sme, kam až by sme sa mohli s našim tempom vývoja dostať, ak by sme pokračovali s rozvojom rovnakého auta. Vtedy sme si uvedomili, že potrebujeme urobiť väčší pokrok. Pri definovaní architektúry tohto vozidla sme preto dali priestor oblastiam, o ktorých sme vedeli, že by mohli prinášať výhody. Vieme ako vyťažiť maximum z týchto pravidiel – vlani sme to dokázali najrýchlejším vozidlom na začiatku i konci sezóny. Rozhodli sme sa ale, že potrebujeme trochu viac slobody, v dôsledku čoho sme prepracovali celé auto odpredu až dozadu,“ dodáva Goss.

Prepracovaním celého vozidla možno rozumieť predovšetkým nové šasi, ktoré ovplyvnilo nielen dizajn prednej časti, ale podnietilo i značnú prestavbu zavesenia kolies oboch náprav a čerstvé nápady pri návrhu karosérie zadnej časti vozidla.

Šasi

Minulý rok sa McLaren ako jediný z popredných tímov rozhodol pre optimálnejšie prúdenie vzduchu hornou stranou šasi a zachovanie čo najnižšieho ťažiska obetovať kus priestoru v kritickej oblasti pod prednou časťou auta. Pri príležitosti testovania v Mugelle potom tento prístup prehodnotil, keď zodvihol špičku nosového kužeľa, aby tak zabezpečil prísun väčšieho množstva vzduchu pod podlahu a difúzor. Jediným obmedzením bolo pomerne nízko položené predné čelo šasi.

Ilustrácia 1: Porovnanie prednej časti monopostu McLaren MP4-28 a modelu MP4-27 po úprave v Mugelle (sivá silueta v pozadí) – na prvý pohľad veľmi dobre vidno, aký významný vplyv má nové šasi na celkové rozvrhnutie prednej časti

V tom čase už inžinieri veľmi dobre vedeli, že šasi MP4-27 do novej koncepcie nezapadá, a z toho dôvodu bolo nevyhnutné zvýšiť prednú časť nového monokoku na maximálnu úroveň povolenú pravidlami, teda 625 milimetrov nad referenčnú rovinu. McLaren sa musel rozhodnúť, ako naložiť so schodom vzniknutým na rozhraní predného čela šasi a nosového kužeľa – buď si schod ponechať, alebo použiť neštrukturálny panel na jeho prekrytie.

Predná časť

Kryt nosového kužeľa

Schod sám o sebe nie je aerodynamicky výhodný, avšak jeho prekrytie znamená pridanie hmotnosti. Sam Michael vysvetľuje, prečo sa rozhodli práve pre nasadenie neštrukturálneho „kozmetického“ krytu: „Ak sa z aerodynamického hľadiska pozrieme na schod, v skutočnosti je s ním spojených niekoľko menších nevýhod. Aj keď straty sú minimálne, nie je aerodynamicky ideálne mať ho. Ak by ste mali na výber, pre schod by ste sa určite nerozhodli.“

Ilustrácia 2: Štrukturálna (sivá) a neštrukturálna (modrá) časť nosového kužeľa

Prekrytie schodu je vyriešené natoľko elegantne, že pod lakovaním nie je spoj štrukturálnej a neštrukturálnej časti viditeľný.

Panel je vyrobený z dvoch vrstiev uhlíkovej tkaniny s hrúbkou 0,2 milimetra a plošnou hmotnosťou 200 g/m2, medzi ktorými je laminované trojmilimetrové nomexové jadro. Okraje laminátu môžu byť vystužené ďalšími dvoma vrstvami rovnakej uhlíkovej tkaniny. „Kryt nemá žiadny štrukturálny význam, takže je veľmi ľahký,“ dodáva Michael.

Predné krídlo a karoséria v okolí predných kolies

Počas predstavenia modelu MP4-28 sa McLaren vrátil k predposlednej iterácii predného krídla. To bolo samozrejme pred výjazdom na trať nahradené za novšiu verziu odvodenú od krídla, ktoré tím zaviedol v novembri minulého roka v Austine. Keďže McLaren nemá vo zvyku časté a rozsiahle úpravy dizajnu predného krídla, bude vozidlo s najväčšou pravdepodobnosťou istý čas vyvíjať práve okolo tejto verzie, ktorá kombinuje dlhoročnú filozofiu stajne s aktuálnymi trendmi (hlavne čo sa týka distribúcie prúdenia vzduchu okolo predných kolies a ovládania vírení tvorených predným krídlom). V súčasnosti je v štádiu výroby nové predné krídlo, ktoré by sa malo na vozidle objaviť v závere predsezónneho testovania.

Obrázok 1: Sústava deflektorov na spodnej strane šasi
Zdroj: RACEPICTURES.COM

Obligátne lopatky pripevnené k spodnej strane šasi sú tentoraz ďaleko pokročilejšie a aj keď by sa dalo povedať, že inšpiráciou bol Red Bull, McLaren svoj dizajn nakoniec doviedol k ešte väčšej dokonalosti. Oproti minuloročným sú tvorené troma prvkami s „trojrozmernejším“ tvarovaním. Výhodou proti riešeniu Red Bullu, ktoré tento rok využíva viacero tímov, je tvorba silnejších a trvácnejších štruktúr vírení. Navyše kombinácia viacerých menších vírení je vo všeobecnosti čistejšia ako jeden väčší vír. Ide o veľmi dôležitú oblasť, v ktorej sa prúdenie od predného krídla prerozdeľuje medzi bočnice a prednú časť podlahy, takže akékoľvek šikovné riešenie znamená nárast prítlaku generovaného difúzorom.

Na rozdiel od Lotusu, ktorý skutočnú podobu tohtoročného monopostu po prvýkrát ukázal až v Jereze, bol model McLarenu už od predstavenia relatívne detailným a verným obrazom vozidla, s ktorým tím začal testovať. Zaujímavým detailom sú napríklad úchyty spätných zrkadiel, ale tiež brzdové kanály, ktoré sú z časti súčasťou vnútorného krytu kolesa a čiastočne sa vzduch do chladiaceho systému bŕzd stále privádza tradičným vstupným otvorom.

Obrázok 2: Pravý predný brzdový kanál
Zdroj: F1 Fanatic

Podľa môjho názoru bude iba otázkou času, kým sa McLaren zbaví prívodného kanálu chladenia na vnútornej strane lopatky a začne vzduch k brzdovým kotúčom a strmeňom privádzať iba medzerou medzi lopatkou a bočnicou kolesa.

Čo sa týka brzdového systému, došlo k zásadným zmenám ako u predného, tak i zadného brzdového okruhu. Predné brzdové strmene sa presunuli z takmer vertikálnej pozície nadol do úplne vodorovnej polohy, čím pomohli prispieť k zníženiu ťažiska. Nevýhodou takéhoto uloženia strmeňa je však mierne sťažené chladenie, kvôli ktorému museli inžinieri opäť zapracovať na šikovných riešeniach manažmentu teploty bŕzd, ktoré boli vyvíjané spolu s monopostom MP4-27.

Účelom systému nastaviteľných brzdových kanálov bolo zlepšenie možností využívania pneumatík, avšak podľa McLarenu sa úplne neosvedčil. Preto od neho upustili: „Na tomto aute ten koncept nemáme, ale dosahujeme rovnaký efekt odlišným spôsobom, pričom využívame vedomosti z výskumu spomínaného systému,“ prezradil športový riaditeľ stajne.

Systém zavesenia kolies

Zavesenie kolies prednej nápravy

Obrázok 3: Zavesenie kolies prednej nápravy typu pull-rod
Zdroj: RACEPICTURES.COM

Jednou z najdôležitejších noviniek modelu MP4-28 je prechod od systému predného zavesenia kolies typu push-rod k riešeniu pull-rod, ktoré sa od predchádzajúceho líši v zásade tým, že namiesto zatlačenia vzpera typu pull-rod aktivuje tlmiče a odpruženie ťahaním za jeden koniec vahadla. Keďže pracuje na presne opačnom princípe, vyžaduje si aj odlišné rozloženie komponentov pruženia a tlmenia, čo je v konečnom dôsledku jeden z dôvodov, prečo sa pre tento typ zavesenia kolies tím rozhodol.

Ilustrácia 3: Zavesenie kolies typu pull-rod je opakom typu push-rod

Vahadlá, torzné tyče a tlmiče sú rozmiestnené v spodnej časti šasi, vďaka čomu prispievajú k ďalšiemu zníženiu ťažiska kompenzujúc zvýšenú prednú časť monokoku a pridaný neštrukturálny kryt nosového kužeľa.

Jonathan Neale, generálny riaditeľ McLarenu, tvrdí, že aj keď bolo možné pokračovať v rozvoji existujúceho systému zavesenia kolies, po zrelej úvahe sa tím rozhodol zariskovať a zvolil si na jednej strane nekonvenčné, no o to prínosnejšie riešenie. „Ak dochádza iba k malým zmenám v pravidlách, budete robiť veci konzervatívne alebo skúsite niečo odvážnejšie? My sme sa tento krát rozhodli byť odvážnejší. Sme presvedčení, že nám to dáva väčší vývojový potenciál namiesto toho, aby sme uprostred sezóny mleli z posledného,“ povedal Neale, ktorý zároveň jedným dychom priznáva, že inšpiráciou im bolo Ferrari, ktoré vlani po jedenástich rokoch znovu zaviedlo toto riešenie predného zavesenia kolies.

Konkurenčné stajne sa vtedy samozrejme začali okamžite o systém zaujímať – McLaren možno o niečo viac ako ostatní: „V skutočnosti nás presvedčil rozsiahly výskum,“ hovorí o dôvodoch na zavedenie nového systému predného zavesenia kolies Goss. „Keď vidíte na nejakom aute niečo nové, vždy rozmýšľate, prečo to tak urobili. Môžete skopírovať nápad niekoho iného, ale určite vám nebude fungovať. Preto musíte porozumieť základnému princípu. My sme po istom čase pochopili, ako by riešenie mohlo byť pre naše auto prospešné,“ dopĺňa šéfinžinier.

Druhým dôležitým dôvodom, ktorý hovorí v prospech nového riešenia je lepšia orientácia vzpery zavesenia vzhľadom na predné krídlo v porovnaní s bežnejším typom push-rod. „Objavili sme výhody z hľadiska aerodynamiky, ktoré prevyšujú problémy týkajúce sa kinematiky a štrukturálnych vlastností zavesenia kolies s takto extrémnym záporným uhlom vzopätia,“ potvrdil Goss.

Zavesenie kolies zadnej nápravy

Obrázok 4: Zavesenie kolies zadnej nápravy typu pull-rod
Zdroj: RACEPICTURES.COM

Tím venoval značnú pozornosť zoštíhleniu zadnej časti nového MP4-28, čomu sa musela v prvom rade podriadiť prevodová skriňa a zavesenie zadných kolies.

To má u nového modelu výrazne odlišnú geometriu, najmä vďaka kratšiemu hornému ramenu zavesenia, ktoré by teraz malo umožňovať väčšie zmeny dynamického odklonu kolies. Nastavenie statického odklonu tak môže byť nižšie, za účelom dosiahnutia ideálnej kontaktnej plochy a lepšej trakcie v nízkych rýchlostiach, pričom pri zaťažení vo vysokých rýchlostiach je vozidlo schopné zväčšením negatívneho odklonu kolies poskytnúť dostatočnú oporu v rýchlych zákrutách.

Úprava geometrie však bola nevyhnutná ešte z ďalších dôvodov. Okrem toho, že musí zohľadňovať požiadavky nových pneumatík Pirelli, boli jednotlivé prvky zavesenia navrhnuté s ohľadom na maximálnu aerodynamickú efektivitu.

Obrázok 5: Aerodynamicky tvarovaný kryt hnacieho hriadeľa
Zdroj: Peter Windsor

Najlepšie to vidno na spodnom ramene závesu kolesa, ktorého zadná časť sa zlúčila so vzperou zbiehavosti, aby tieto dve súčiastky v spoločnom obale prekryli hnací hriadeľ, ktorý sa nachádza uprostred medzi nimi. Priekopníkom tejto myšlienky bol v predchádzajúcej sezóne Adrian Newey, ktorý hľadal riešenie problému s interakciou rotujúcich hnacích hriadeľov a výfukových plynov, ktoré ich obtekajú.

Spomínaný problém spočíva v tom, že keď sa hriadeľ pohybuje vo voľnom vzduchu, vytvára v dôsledku Magnusovho efektu prítlačnú silu (rovnaký efekt umožňuje napríklad futbalistovi dať z rohového kopu gól). Keď je však hriadeľ vystavený nestálemu prúdu výfukových plynov, Magnusov efekt sa striedavo vytráca a vzniká v závislosti od toho, či jazdec práve akceleruje. To samozrejme znamená nežiaduce výkyvy v tvorbe prítlaku. Popri tom ide tiež o neefektívny spôsob získavania prítlačnej sily, nakoľko pri tom vzniká vysoký aerodynamický odpor. Prekrytím hriadeľa teda McLaren dosiahol väčšiu stabilitu zadnej časti vozidla a v neposlednom rade, zdvihnutím spodného ramena zavesenia do výšky hnacieho hriadeľa ešte viac uvoľnil cestu prúdeniu výfukových plynov na úrovni podlahy.

Stredová časť

Karoséria bočníc

V tejto časti vozidla sa revolúcia stretáva s evolúciou. Pod karosériou bočníc došlo k väčším zmenám v usporiadaní chladiaceho systému, vďaka čomu mohla byť celá predná časť bočníc posunutá vzad – pri pohľade na hornú nábehovú hranu vidno, ako výrazne. Karoséria v tomto mieste totiž obaľuje bočnú deformačnú štruktúru, ktorá musela zostať na rovnakom mieste ako pred rokom.

Obrázok 6: Na obrázku vidno množstvo zmien v okolí kokpitu vrátane detailného tvarovania spätných zrkadiel – nad vstupnými otvormi bočníc zatiaľ chýbajú akékoľvek generátory vírenia alebo prvky na usmernenie prúdenia
Zdroj: RACEPICTURES.COM

Okrem mierneho posunu bol prepracovaný i tvar vstupných otvorov bočníc, ktorý je teraz trojuholníkový, podobne ako u minuloročného monopostu Sauber C31 alebo modelu MP4-23 z dielne McLarenu. Vstupné otvory sú väčšie pravdepodobne preto, že chladiče sú uložené viac vpredu a tunely na prívod vzduchu do chladičov sú kratšie – zachovanie zodpovedajúceho hmotnostného prietoku si teda vyžiadalo ich zväčšenie. Výhodou by teoreticky mohla byť silnejšia oblasť vysokého tlaku vznikajúca pred bočnicami, ktorá zvyšuje maximálny podtlak (angl. suction peak) pod nábehovou hranou podlahy.

Pri pohľade zhora sa môže zdať, že bočnice sú veľmi mohutné. Pravdou však je, že zadná časť bočníc je opäť raz štíhlejšia s ešte ostrejším podstrihnutím pod karosériou v okolí výfukov.

Výfuky

V roku 2012 prišiel McLaren ako prvý s výfukovým systémom v súčasnosti považovaným za najefektívnejšie riešenie na získavanie prítlaku využitím energie výfukových plynov. Systém všeobecne známy ako „Coandă výfuky“ využíva tendenciu spalín nasledovať tesne za koncovkami výfukov kontúry karosérie navrhnuté precízne tak, aby presmerovali tok výfukových plynov dolu k podlahe. Vďaka teórii Henriho Coandu aplikovanej do praxe tak možno viesť výfukové plyny k difúzoru aj napriek tomu, že výfuky musia smerovať nahor pod minimálnym uhlom 10°. Viaceré tímy v priebehu sezóny nasledovali filozofiu výfukov McLarenu, avšak Red Bull sa (podobne ako Sauber v úvode sezóny) vydal vlastnou cestou. Po strastiplnom vývoji sa ukázalo, že ich výfukový systém je prinajmenšom rovnako účinný, ako systém McLarenu.

Stajňa z Wokingu sa ale nenechala strhnúť vlnou kopírovania Coandă výfukov Red Bullu a bude aj naďalej dôverovať vlastnej aplikácii Coandovho efektu do prevedenia svojho výfukového systému. Ten bol v zásade prenesený z minuloročného modelu.

Aj tak si ale konkurenčné riešenie dobre preverili. „V roku 2012 sme skúmali prevedenie Red Bullu – nazvali sme ho ‚zošikmené horné poschodie‘ – ale objavili sme u neho závažné negatíva. Bolo s ním zložité viesť vzduch k hornej strane difúzora a do otvoru pre štartér, takže sme skúmali aj riešenie tunelov. Väčšie výhody sme však dosiahli použitím nášho extrémneho podstrihnutia. Sú to dva odlišné prístupy k tej istej veci,“ povedal Tim Goss.

McLaren je presvedčený, že jeho systém je jednoduchší, spoľahlivejší a má nižší odpor v porovnaní s konfiguráciou zvažujúcej sa zadnej časti bočníc a sústavy tunelov. „Zatiaľ, čo sa snažíte s výfukmi dosiahnuť určitý efekt, musíte sa uistiť, že keď výfukové plyny neprúdia, zadná časť auta stále správne funguje,“ uzatvára Goss.

Podlaha a difúzor

Správne fungovanie zadnej časti vozidla je vo všeobecnosti podmienené množstvom a kvalitou prúdenia, ktoré sa k nej dostáva. V predchádzajúcich odsekoch sme hovorili o tom, ako sa tím snažil čo najviac zjednodušiť cestu prúdeniu putujúcemu k difúzoru. O jeho skutočnej podobe zatiaľ ale nemôže byť ani reč, keďže v Jereze tím stále jazdil s minuloročnou verziou podlahy a difúzora.

Nová verzia by mohla byť pripravená už v záverečných dňoch predsezónneho testovania. Bude zaujímavé sledovať, či sa McLaren pri jej vývoji inšpiroval Red Bullom a jeho sériou zvislých lopatiek na hornej strane difúzora.

Ochranný oblúk

Predtým než prejdeme k zadnému previsu, nemožno nespomenúť podstatné odľahčenie najvyššieho bodu vozidla, ktorým je primárna ochranná štruktúra pri prevrátení siahajúca do výšky bezmála jedného metra.

Obrázok 7: Okrem bezpečnostnej funkcie poskytuje ochranný oblúk priestor pre prívod vzduchu do motora a ku chladiču KERS
Zdroj: Sutton-Images

Ochranný oblúk je vyfrézovaný z jedného masívneho hliníkového bloku, pričom je o 5% ľahší ako rovnaká štruktúra vlaňajšieho monopostu. Inžinieri McLarenu mali totiž už pred rokom pocit, že ich konštrukcia je absolútne na hrane, no po bezproblémovo absolvovanom záťažovom teste sa rozhodli odobrať ešte viac materiálu.

Zadná časť

Celá súprava zadného krídla nad novou zadnou nárazovou štruktúrou je nateraz prevzatá z modelu MP4-27. McLaren momentálne odmieta nasadenie pasívneho zariadenia na zníženie aerodynamického odporu (DRD, nemýliť si s DRS), pretože verí, že väčší potenciál sa ukrýva v ostatných častiach vozidla. V tíme údajne na systéme ani nepracujú.

DRD

Hlavný inžinier Tim Goss hovorí: „Skúmali sme tieto systémy už niekoľko sezón a ako ste mohli vidieť, doteraz sme žiaden nevyužili. Nie je jednoduché zaistiť, aby fungovali efektívne a pomáhali zvýšeniu výkonnosti. Určite ste si všimli tri tímy, ktoré tieto systémy minulý rok testovali, no ani v jednom prípade nedošlo k nasadeniu do pretekov.“

Športový riaditeľ Sam Michael dodáva, že najproblematickejšou časťou bolo prinútiť zariadenie fungovať spoľahlivo pri rýchlosti, keď tekutinový spínač inicializuje zmenu smeru prúdenia vzduchu.

„Je to veľmi citlivé a ťažko to prinútiť fungovať. Ide určite oblasť, ktorá bude čoraz viac a viac využívaná, ale my sme stále na začiatku. Sú iné oblasti, z ktorých sa dajú ťažiť väčšie zisky,“ povedal Michael.

Záver

McLaren MP4-28 je ambiciózny projekt s obrovským vývojovým potenciálom. O jeho rýchlosti alebo konkurencieschopnosti toho zatiaľ veľa povedať nemožno, nakoľko prvé štyri dni testovania, ktoré teraz máme za sebou, boli akýmsi prirodzeným pokračovaním vývoja a výstavby nového vozidla – od základných prác týkajúcich sa inštalácií jednotlivých systémov, cez zoznamovanie sa s reálnym fungovaním jednotlivých častí vozidla až po prvé analýzy spoľahlivosti. Zatiaľ nebol dôvod akokoľvek sa zameriavať na celkový výkon, ale v podstate by sme nemali očakávať žiadny veľký odklon od minuloročnej víťaznej formy. Ako sa však v predchádzajúcej sezóne ukázalo, ani najrýchlejšie vozidlo nie je úplnou zárukou úspechu. Nesmieme zabúdať na najväčšiu slabinu modelu MP4-27, ktorou bola na dnešné pomery relatívne častá nespoľahlivosť.

Značné úsilie bolo preto vložené do jej odstránenia. Problémy s prevodovkou, ktoré tím v poslednej dobe trápili, sa údajne týkali procedurálnych chýb. Za týmto širokým pojmom treba hľadať nedostatky v štádiu výroby, či kontroly kvality. Dôležité je, že tím chyby objavil a je si istý ich vyriešením.

„Zmenili sme pár vecí v zadnej časti vozidla, aby sme situáciu napravili. Týkalo sa to hlavne vnútorných procesov, ktoré bolo celkom jednoduché identifikovať a eliminovať. Buď samotný proces nebol dostatočne účinný alebo nebol riadne dodržiavaný,“ prezradil Sam Michael.

Ďalším znepokojivým problémom boli viacnásobné poruchy palivového čerpadla, ktoré boli príčinou odstúpenia Jensona Buttona z Veľkej ceny Talianska po štarte z prvého radu a stáli víťazstvo Lewisa Hamiltona v Abú Zabí. V oboch prípadoch išlo o poruchu starej špecifikácie, ktorá nebola výrazne zmenená takmer desať rokov, a preto Mercedes tento rok zhotovil nový typ palivového čerpadla, ktoré má problémy odstrániť. Zhodou okolností ale práve tento nový diel opäť zlyhal. Tentoraz síce narušil iba prvý deň predsezónnych príprav McLarenu, no ak sa nepodarí včas objaviť korene problémov, bude iba otázkou času, kedy sa opäť prejavia.

Odhliadnuc od týchto starostí je McLaren podľa vyjadrenia Sama Michaela spokojný s tým, kde sa momentálne s vývojom vozidla nachádza a pripravuje nové diely pre posledné dva dni predsezónneho testovania.

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