F-kanal sistemi calisma prensibi

[as11]

2010 kurallarının izin verdiği ölçüde McLaren yüksek hızda arka kanadın üzerindeki downforce'u azaltarak düzlük hızında 4-6 km civarında avantaj sağlayacak zekice bir tasarıma imza attı.



McLaren'in F-kanal sistemi sezon öncesi kış testlerinde ilk kez karşımıza çıktı ve pek çoklarına göre her zaman olduğu gibi ilk akla gelen düşünce çözümün kural dışı olduğuydu. Sistemin çalışma prensibi 3.15 sayılı kuralı (aşağıda) ihlal etmeden pilotun arka kanat üzerindeki hava akımını değiştirebilmesine dayanıyor.

3.15 Aerodinamik etki: Kural dışı kapak 6.5.2 sayılı kuralda, pilot tarafından değiştirilebilir karoser 3.18 sayılı kuralda, kanallar 11.4 sayılı kuralda tanımlanmıştır, aracın aerodinamik performansına etki eden herhangi bir özel parça:

Karoser kurallarına uymak zorunda

Aracın bütün esnek parçaları esnemeyecek şekilde sağlamlaştırılmalı (esnemeyecek şekilde sağlamlaştırılmalı anlamı serbest açıda hareket edemez)

Aracın esnek parçaları ile bağlantılı olan diğer bölümler hareketsiz olmalı

F-Kanal Neden Yararlı?

Temel Kanat Teorisi

Öncelikle kanat profil ve kaldırma/drag oranları hakkında bazı temel aerodinamik teorilere göz atmamız gerekiyor. En basit seviyede anlatmak gerekirse üst yüzeyinden geçen hava akımı karşısında alt yüzeyindeki hava akımını hızlandırmak için kanat downforce üretiyor. Eğer akım basınç düşmesini hızlandırırsa kanadın alt ve üst yüzeyleri arasında basınç farklılığı oluşur ve net downforce meydana gelir.



Flaplar ve Yarıklar

Eğer kanat açısı artarsa arka kenarda meydana gelen hava akımı dağılımından dolayı hızda kayıp meydana gelebilir, sonuç olarak downforce ve buna bağlı olarak aerodinamik tutunma kaybı yaşanır.

Aerodinamik Kayıp – Kanat Profili

Yukarıdaki video kanadın etkisiz hale gelmesiyle kaldırma etkisinin oluşmasını gösteriyor bununla birlikte yarış otomobillerinde downforce üretilmesi de aynı temel prensibe sahip.

Buradaki sorunun üstesinden gelmek için çift element ya da kanadın üzerinde yarıklar kullanılıyor. Kanadın alt yüzeyindeki akımı azaltmak için kanadın üst yüzeyindeki yüksek basınçlı hava akımı oluşmasını sağlıyor. Bu kanadın altından geçen hava akımının hızını, downforce'u artırıyor ve sınırlı hava akımı dağılımını azaltıyor.



Modern F1 araçlarının arka kanadına bakarsanız bu konseptin daha sıradışı olduğunu görebilirsiniz, çok katmanlı kanat profilleri muazzam derecede downforce üretiyor ve negatif yönde kayda değer ölçüde drag etkisi oluşuyor. Bununla birlikte hava akımı kanadın 'flap' kısmından geçerse kaldırma/drag oranı bozulur fakat genele bakıldığında kaldırma katsıyısı büyük oranda düşer, sonuçta drag etkisinde net bir düşüş oluşur bunun yanında maksimum hızda kazanç sağlanır.

Önceki Çözümler

Daha önceleri takımlar yüksek aerodinamik yükleme altında 'yarık farkını' kapatmak için esnek kanat bölümleri kullanıyorlardı fakat FIA tarafından bu parçalar kural dışı olarak belirlendi ve kullanılması yasaklandı. Kanatlar artık statik yük testine tabi tutuluyor ve esnememeleri sağlanıyor. Sonuç olarak takımlar kurallar çerçevesinde benzer etkiyi yaratabilecek bir çözüme ulaşırlarsa düzlüklerde önemli derecede performans kazancı sağlayabilirler.

Rüzgar tüneli testlerinde yapılan çalışmalar sonucu eğer kanat üzerindeki flap'ın etkisini kaldırırsanız drag etkisi düşer ve aracın maksimum hızı 3-5 km civarında artabilir ve bu yasal. Rüzgar tüneli mühendisleri yarık-fark geometrisini değiştirerek ve/veya pist üzerindeki esnemeyi simule etmek için parçaları değiştirerek bunu yapabilirler. Rüzgar tünelinde bunu ispatlamak çok kolay fakat mühendisler için bunun kural dışı olmadığını kanıtlaması çok zor.

McLaren'in Çözümü

McLaren arka kanat üzerine hava akımını doğrudan yönlendirmek için çok muazzam bir çözüm buldu. Düzlüklerde pilot ön burun üzerindeki hava girişinden gelen hava akımını kokpitten sol bacağının yardımı kontrol edebiliyor. Pilot düzlüklerde sol bacağını kullanarak kokpit içerisindeki yarığı kapatıyor ve aracın ön bölümünden arka kanadına kadar hava akımının taşınmasını sağlıyor. Virajlarda ise tam tersi pilot bacağını yarıktan çekerek hava akımının kokpitte dolaşmasına izin veriyor, böylece motor kapağını takip ederek arka kanat üzerindeki flap'a ulaşan hava akımının etkisi azalıyor. Bu yaklaşım iki nedenden dolayı zekice:

Hava akımını kontrol etmek için pilotun bacağı kullanıldığı için hareketli aerodinamik parçalar konusundaki kuralları çiğnemiyor.

Sezon öncesi monokok şasiler homologe edildiği için diğer takımların benzer bir sistemi kendi araçlarına uygulamaları çok zor ve çok pahalı.

Pilot dizini yarıktan çektiğinde burun üzerindeki yarıktan geçen hava akımı kokpit içerisinde pilotun yanından geçiyor.



Arka kanat elementinin üst kısmına eklenen yarıklar köpekbalığı yüzgeci şeklindeki motor kapağının çıkışındaki yarıktan gelen havaakımı ile besleniyor.



Burada ise pilotun düzlükte dizini yarığa koymasıyla havaakımı motor kapağı içerisindeki hava kanalını takip ederek arka kanada kadar ulaşıyor.




Sistemin tam olarak nasıl çalıştığını açıklamak imkansız, ancak yukarıdaki açıklamaya çok benzer bir çözüm olduğu söylenebilir. McLaren bu çözümle diğerleriyle olan rekabetinde bir adım önde yer alıyor ve pek çok takım daha şimdiden benzer bir sistemi kendi araçlarına adapte edebilmek için çalışmalarına başladılar. Kendi sistemlerini oluşturduklarında ne kadar etkili olacağını ve sistemin etkinliğini arttırmak için nasıl bir aero paket hazırlayacaklarını gelecek yarışlarda göreceğiz.

TurkiyeF1.Com
Kaynak: Racecar
Sertuğ Ünal

[efe1519]

saolun cok teşekürler