Aerodinamika

Detail sayap depan mobil F1 yang menunjukkan permukaan aerodinamis multi-elemen.

Setiap permukaan pada benda modern F1 Desain mobil ini merupakan keputusan aerodinamis yang matang, mulai dari ujung sayap depan hingga lubang keluar knalpot.

Aerodinamika adalah disiplin performa terpenting dalam F1 modern. Perbedaan antara bagian depan dan belakang grid kini diukur dalam beberapa angka downforce, dan setiap bagian bodi mobil dirancang untuk membantu aliran udara melakukan pekerjaan yang lebih bermanfaat. Dari Graham Hillsayap tentatif pertama di Monako dari tahun 1968 hingga lantai efek tanah yang diperkenalkan kembali pada tahun 2022, F1 Desain aerodinamis telah menjadi salah satu perlombaan senjata utama dalam olahraga ini.

Apa arti aerodinamika dalam F1?

Dalam F1, aerodinamika adalah studi dan pengelolaan bagaimana udara mengalir di sekitar dan di bawah mobil, dengan dua tujuan yang saling bertentangan: menghasilkan kekuatan bawah untuk menekan ban ke jalan dan meningkatkan kecepatan menikung, serta meminimalkan seret Sehingga mobil dapat berakselerasi dan mencapai kecepatan tertinggi yang kompetitif. Para insinyur menghabiskan satu musim untuk mengejar peningkatan kecil dalam rasio antara keduanya, karena mobil yang menghasilkan lebih banyak downforce untuk hambatan udara yang sama akan lebih cepat di mana pun.

Dua kekuatan yang mendefinisikan F1 aerodinamika

Downforce

Gaya tekan ke bawah (downforce) adalah gaya aerodinamis ke bawah yang dihasilkan ketika mobil mengalirkan udara di atas permukaan yang berbentuk, yang terpenting adalah sayap depan, sayap belakang, dan lantai mobil. Modern F1 Mobil dapat menghasilkan gaya tekan ke bawah beberapa kali lipat dari beratnya sendiri pada kecepatan tinggi. Beban vertikal tambahan itu memungkinkan cengkeraman lateral yang sangat besar, itulah sebabnya mobil Grand Prix dapat melaju dengan kecepatan menikung yang akan membuat mobil jalan raya langsung keluar dari lintasan.

sayang

Hambatan aerodinamis adalah resistensi aerodinamis yang dialami mobil saat melaju menembus udara. Nilainya meningkat sebanding dengan kuadrat kecepatan, itulah sebabnya performa lurus sangat sensitif terhadap angka hambatan aerodinamis mobil. Setiap elemen sayap, setiap saluran udara, dan setiap tonjolan pada mobil dapat memengaruhi hambatan aerodinamis. F1 Mobil adalah sebuah kompromi: ia menghasilkan gaya tekan ke bawah atau aliran pendinginan yang berguna sekaligus memberikan hambatan yang tak terhindarkan.

Sejarah singkat F1 aerodinamika

1968: sayap pertama

Aerodinamika sebagai suatu hal yang serius F1 Disiplin dimulai di Monaco pada Mei 1968, ketika Graham HillLotus 49B milik 's menggunakan sayap depan sederhana dan spoiler belakang kecil. Sayap yang dapat disetel segera muncul, dipasang langsung ke suspensi untuk efek maksimal. Serangkaian kegagalan struktural memaksa FIA untuk bergerak cepat, dan pada tahun 1969 sayap harus diintegrasikan ke dalam bodi dan tetap diam.

1977 hingga 1982: era efek permukaan tanah

Lotus 78 karya Colin Chapman memperkenalkan ide baru pada tahun 1977: membentuk bagian bawah sidepod menjadi aerofoil terbalik untuk mempercepat aliran udara di bawah mobil, menciptakan zona tekanan rendah yang menarik seluruh sasis ke jalan. Penerusnya, Lotus 79, mendominasi tahun 1978. Tim-tim saingan mengikuti dengan lantai berpinggiran yang semakin ekstrem hingga beban menikung melebihi kemampuan tubuh manusia dan teknologi sasis tahun 1970-an untuk menanganinya dengan aman, dan FIA melarang penggunaan sidepod dan mewajibkan bagian bawah yang rata untuk tahun 1983.

1983 hingga 2021: aerodinamika berbasis sayap

Selama hampir empat dekade F1 Mobil-mobil tersebut menghasilkan sebagian besar gaya tekan ke bawah (downforce) dari hierarki kompleks bodi bagian atas, sayap depan bertingkat, bargeboard, sirip pengarah aliran udara, dan rakitan sayap belakang. Filosofi ini menghasilkan mobil-mobil yang berdesain indah, tetapi juga menghasilkan masalah utama dalam olahraga ini: turbulensi yang dihasilkan oleh mobil di depan merusak aerodinamika mobil di belakangnya, membuat mengikuti dari dekat menjadi sangat sulit dan mematikan peluang menyalip.

2022: kembalinya efek permukaan tanah

Regulasi teknis tahun 2022 memperkenalkan kembali efek ground effect dengan ketentuan FIA. Lantai diubah bentuknya menjadi terowongan Venturi, sayap depan disederhanakan, dan bargeboard dilarang. Sekitar 60 persen dari desain modern F1 Gaya tekan ke bawah mobil kini berasal dari lantai, bukan dari sayap, dan aliran udara yang ditinggalkannya dirancang agar jauh lebih bersih bagi mobil di belakangnya. Fenomena "porpoising," yaitu pantulan aerodinamis pada kecepatan tinggi, muncul sebagai tantangan teknis utama musim pertama di bawah peraturan baru dan memaksa penyesuaian ketinggian kendaraan di seluruh lintasan.

Komponen aerodinamis utama dari pesawat modern F1 mobil

  • Sayap depan: Menentukan keseimbangan mobil dan struktur aliran yang menjadi dasar bagi semua hal di hilir;
  • Terowongan lantai dan Venturi: Sumber downforce utama sejak 2022, menghasilkan cengkeraman dengan penalti hambatan minimal;
  • Diffuser: landasan di bagian belakang lantai yang memperluas aliran udara kembali ke tekanan sekitar dan melipatgandakan efisiensi lantai;
  • Sayap belakang: menambah downforce dan, hingga tahun 2025, menjadi tuan rumah DRS aktuator;
  • Sidepod dan saluran masuk: mengarahkan aliran udara pendingin sambil mengarahkan aliran eksternal ke arah diffuser;
  • Sayap balok: elemen sayap belakang bawah yang menghubungkan sayap belakang dan diffuser mengalir.

Mengapa aerodinamika menentukan kejuaraan?

Karena ban, mesin, dan rasio transmisi distandarisasi lebih ketat dari sebelumnya, aerodinamika adalah area di mana tim memiliki kebebasan paling besar dan karenanya dapat memaksimalkan performa. Selisih sepersepuluh efisiensi downforce dalam satu putaran dapat menjadi perbedaan antara pole dan P5. Waktu uji terowongan angin dibatasi per tim oleh Peraturan Pengujian Aerodinamika, dan pengujian CFD dibatasi anggarannya, yang memaksa para insinyur untuk memprioritaskan dengan sangat ketat. Tim yang mengisi jadwal pengujian mereka dengan eksperimen bernilai tinggi secara konsisten mendapatkan peningkatan kinerja paling besar sepanjang musim.

Berita aerodinamika terbaru

Pertanyaan yang sering diajukan tentang F1 aerodinamika

Kapan aerodinamika mulai diterapkan di F1?

Pengembangan aerodinamika formal dimulai di Monaco pada Mei 1968, ketika Graham HillLotus 49B milik 's menggunakan sayap depan kecil dan spoiler belakang. Sayap yang dapat disetel dan dipasang pada suspensi kemudian muncul, tetapi dilarang pada tahun 1969 setelah beberapa kali mengalami kegagalan struktural.

Apa itu efek tanah (ground effect) di F1?

Efek ground adalah gaya tekan ke bawah yang dihasilkan dengan membentuk bagian bawah mobil menyerupai aerofoil terbalik, mempercepat aliran udara di bawah sasis untuk menciptakan zona tekanan rendah yang menarik mobil ke jalan. Lotus mempeloporinya pada tahun 1977 dan peraturan tahun 2022 memperkenalkannya kembali.

Di manakah sebagian besar gaya tekan ke bawah pada kendaraan modern? F1 Mobil itu berasal dari mana?

Mulai tahun 2022 dan seterusnya F1 Pada mobil, sekitar 60 persen gaya tekan ke bawah berasal dari lantai dan terowongan Venturi-nya, bukan dari sayap depan dan belakang. Sebelum tahun 2022, sayap dan bagian atas bodi mobil merupakan sumber utama gaya tekan ke bawah.

Apa itu udara kotor di F1?

Udara kotor adalah turbulensi yang dihasilkan oleh mobil di depan. Turbulensi ini mengganggu permukaan aerodinamis mobil yang berada di belakangnya, mengurangi downforce dan mempersulit aksi saling menyalip. Regulasi tahun 2022 dirancang khusus untuk menghasilkan turbulensi yang lebih bersih dan meningkatkan kemampuan menyalip.

Apa itu porpoising?

Porpoising adalah osilasi vertikal berkecepatan tinggi pada mobil ground-effect yang disebabkan ketika downforce terhenti saat lantai mobil terlalu dekat dengan jalan, kemudian terlepas, dan mobil memantul kembali. Fenomena ini menjadi ciri khas musim 2022 dan memaksa tim-tim untuk menaikkan ketinggian mobil dan memperkuat lantai mobil untuk mengendalikan efek tersebut.

Bagaimana pengembangan aerodinamika diatur?

FIA membatasi waktu pengujian di terowongan angin dan simulasi CFD melalui Peraturan Pengujian Aerodinamika, yang dikaitkan dengan posisi di klasemen kejuaraan sehingga tim yang berada di posisi lebih baik mendapatkan waktu pengujian yang lebih sedikit. Biaya juga dibatasi oleh Peraturan Keuangan.

Terakhir diperbarui: