F1: Στρατηγικές παρουσίασης και τεχνολογίες μονοθεσίων

Η McLaren επέλεξε να παρουσιάσει το μονοθέσιό της πιο αργά από τις υπόλοιπες κορυφαίες ομάδες. Ποιοι ήταν οι λόγοι και ποιες είναι οι καινοτομίες που θα δούμε στα καινούργια μονοθέσια;

Όπως είναι γνωστό, η McLaren θα παρουσιάσει το καινούργιο της μονοθέσιο στο Βερολίνο, την ημέρα έπειτα από το πρώτο φετινό τεστ χειμερινών δοκιμών εξέλιξης. Αυτό δε σημαίνει αυτομάτως όμως ότι η ομάδα δεν προλάβαινε να έχει ετοιμάσει το μονοθέσιό της τρεις ημέρες νωρίτερα για να συμμετάσχει στο τεστ με αυτό. Η McLaren υποστηρίζει ότι ο προγραμματισμός της προέβλεπε εξαρχής ότι η παρουσίαση του μονοθεσίου θα γινόταν στις 4 Φεβρουαρίου, για την εκμετάλλευση 10 επιπλέον ημερών μελέτης στη αεροδυναμική σήραγγα. Οπότε η επιλογή είναι συνειδητή.

Οι πολυάριθμες αλλαγές κανονισμών και παραμέτρων ενόψει του 2011 (ελαστικά Pirelli, KERS, κινούμενη πίσω αεροτομή, προκαθορισμένη κατανομή βαρών), έχουν κάνει όλες τις κορυφαίες ομάδες, συμπεριλαμβανομένης και της Red Bull (που παραδοσιακά καθυστερούσε την παρουσίασή της) να έχουν έτοιμα τα καινούργια μονοθέσιά τους για την έναρξη των χειμερινών δοκιμών εξέλιξης, ώστε να μεγιστοποιήσουν τα χιλιόμετρα που θα διανύσουν πριν την έναρξη της σεζόν.

Η Mercedes έγινε η τελευταία από τις κορυφαίες ομάδες που ανακοίνωσε την ημερομηνία αποκάλυψης του καινούργιου της μονοθεσίου, η οποία δεν είναι άλλη από την 1η Φεβρουαρίου, την ημέρα που ξεκινάνε οι χειμερινές δοκιμές εξέλιξης στην πίστα Ricardo Tormo της Βαλένθια.

Παρά το γεγονός ότι η επιλογή της McLaren είναι ριψοκίνδυνη, όπως παραδέχθηκε ο διευθυντής της, Martin Whitmarsh και αντιβαίνοντας την τάση που ακολουθεί η πλειονότητα, οι λόγοι που μπορεί να οδήγησαν τη βρετανική ομάδα σε μια τέτοια απόφαση είναι πολλοί…

Ένας από τους πιο προφανείς λόγους μπορεί να είναι το γεγονός ότι η McLaren έχει, όπως είχε συμβεί πέρυσι με το f-duct, μια τεχνική λύση την οποία θέλει αποκρύψει για όσο το δυνατό μεγαλύτερο χρονικό διάστημα από τους αντιπάλους της, για να μην την αντιγράψουν άμεσα. Ο Whitmarsh αναφέρει ότι ένας από τους λόγους ήταν και η συλλογή δεδομένων για τα ελαστικά της Pirelli με μια αποδεδειγμένη και γνώριμη πλατφόρμα, δηλαδή το περυσινό μονοθέσιο. Ωστόσο, στο Αμπού Ντάμπι οι ομάδες ανέφεραν ότι δε μπορούν να προσομοιώσουν τις συνθήκες λειτουργίας των φετινών μονοθεσίων χρησιμοποιώντας αυτά του 2010, λόγω των αλλαγών στην κατανομή βαρών σε συνδυασμό με τη μείωση των τιμών παραγωγής αρνητικής άντωσης του διαχύτη, η οποία θα μεταβάλλει το κέντρο αεροδυναμικών πιέσεων.

Ο πρώην τεχνικός διευθυντής της Jordan και της Stewart, Gary Anderson, ανέφερε ότι η McLaren ίσως έχει επιλέξει αυτή τη στρατηγική, γιατί «αν καταφέρεις να προσομοιώσεις την αερoδυναμική χαρτογράφηση, μπορείς να βρεις ένα αεροδυναμικό στήσιμο που κάνει τα ελαστικά να διαρκέσουν περισσότερο. Αυτό είναι πολύτιμο, γιατί μετά, όταν έχει το καινούργιο μονοθέσιο, μπορείς να αναζητήσεις τις επιδόσεις και να μη χάσεις χρόνο κάνοντας μεγάλα stint».

Ο διευθυντής μηχανολογίας της McLaren, Paddy Lowe αναφέρει: «Πάντα πρέπει να ισορροπήσεις πόσα χιλιόμετρα θα καλύψεις με το καινούργιο μονοθέσιο, από τη σκοπιά της αξιοπιστίας και του στησίματος. Aνταλλάσσεις έναντι χρόνου εξέλιξης στο εργαστήριο και την αεροδυναμική σήραγγα και στο γραφείο. Όσον αφορά την επίδραση στην αξιοπιστία, ολοένα και περισσότερη δουλειά γίνεται πλέον στο εργαστήριο, συνήθως στο δυναμόμετρο, για να αποδειχθεί η αντοχή των βασικών μηχανικών συστημάτων του μονοθεσίου. Οπότε, είμαστε πιο σίγουροι, στις μέρες μας, ότι μπορούμε να κάνουμε ντεμπούτο στην πίστα με ένα αξιόπιστο πακέτο, χωρίς να χρειάζεται να κάνουμε χιλιάδες χιλιόμετρα στην πίστα».

Άλλοι λένε ότι οι περιορισμοί της συμφωνίας περιορισμού εξόδων ανάγκασαν την McLaren να αναβάλει μέχρι τις 4 Φεβρουαρίου την παρουσίαση του καινούργιου μονοθεσίου της, για να μοιράσει τα έξοδά της μεταξύ των δυο ημερολογιακών ετών.

Παρά το γεγονός ότι οι ομάδες δεν αποκαλύπτουν καμία λεπτομέρεια για τα καινούργια τους μονοθέσια, κυκλοφορούν φήμες ότι πολλά από αυτά θα παρουσιάζουν πολλές πρωτοποριακές λύσεις, κυρίως στην περιοχή του κιβωτίου. Μειώνοντας τις διαστάσεις του κιβωτίου, ελευθερώνεται περισσότερος χώρος για την καλύτερη τροφοδότηση της πίσω αεροτομής με αέρα, βελτιώνοντας την απόδοσή της.

Το αγγλικό περιοδικό Autosport προβλέπει ότι η καινούργια McLaren θα έχει ένα επιθετικά συμπτυγμένο κιβώτιο, ενώ αναφέρεται ότι η ομάδα δε θα αντιμετωπίσει μεγάλες δυσκολίες στην προσαρμογή της στα καινούργια ελαστικά, λόγω των εξελιγμένων συστημάτων προσομοίωσης που διαθέτει. Αναφέρται ότι η McLaren προβλέπει πως θα πετύχει στο καινούργιο μονοθέσιό της τις ίδιες τιμές παραγωγής αρνητικής άντωσης με πέρυσι, παρά το γεγονός ότι υπάρχουν πολλές απώλειες από τους καινούργιους κανονισμούς, όπως αυτές που επιφέρει η απαγόρευση των διαχυτών δυο επιπέδων. Επίσης, με τους κανονισμούς του 2011 περιορίζεται και η αποτελεσματικότητα των συστημάτων χαμηλών εξατμίσεων που τροφοδοτούν το διαχύτη με καυσαέρια, αυξάνοντας την απόδοσή του. Αυτό συμβαίνει διότι οι εξατμίσεις θα μπορούν να διοχετεύσουν τα καυσαέριά τους μονάχα στην εξωτερική περιοχή πλάτους 50 χλστ. του διαχωριστικού μεταξύ διαχύτη και πατώματος.

Για την Ferrari αναφέρεται ότι θα υιοθετήσει σχεδιασμό πίσω ανάρτησης με ελκτικές ράβδους (pullrod), που χρησιμοποιεί εδώ και δυο χρόνια η Red Bull (με το κιβώτιο της οποίας θα την «κληρονομήσει» και η Team Lotus). Επίσης ενδέχεται και η Mercedes να χρησιμοποιήσει πίσω ανάρτηση τύπου pullrod και είναι πιθανό πολλές ομάδες να ακολουθήσουν αυτή την οδό. Επίσης λέγεται ότι το κιβώτιο της καινούργιας Ferrari θα είναι πιο στενό, αλλά ψηλότερο από το περυσινό της Red Bull το οποίο παρουσίαζε εξαιρετικά περιορισμένες διαστάσεις. Η κλίση 3,5 μοιρών που είχε το σύνολο κινητήρα/κιβωτίου στην F10 μάλλον θα είναι περιττή φέτος, λόγω της απαγόρευσης του διαχύτη δύο επιπέδων. Υπάρχουν επίσης φήμες ότι η Renault θα διαθέτει ένα πρωτοποριακό σύστημα, όπως ήταν πέρυσι το f-duct.

Πίσω ανάρτηση pullrod. H ράβδος που ενεργοποιεί την ανάρτηση (κίτρινο βέλος), έχει ανοδική κλίση από το κιβώτιο προς τον τροχό. Από αυτό καταλαβαίνουμε ότι πρόκειται για ανάρτηση με ελκτικές ράβδους.

Στα μονοθέσια της F1, τα ελατήρια της ανάρτησης έχουν αντικατασταθεί εδώ και πολλά χρόνια με δοκούς στρέψης (torsion bar), οι οποίοι είναι ευθύγραμμοι, ατσάλινοι συνήθως, σωλήνες των οποίων η αντίσταση καθορίζεται από το υλικό κατασκευής, το μήκος και τη διατομή τους. Η αντίστασή τους στο λύγισμα, παρέχει το ελατήριο μέσο που υποστηρίζει τη μάζα του μονοθεσίου. Οι αποσβεστήρες (damper), αντικαθιστούν τα αμορτισέρ και ελέγχουν την παλινδρομική κίνηση των τροχών, ενώ η αντιστρεπτική δοκός (antiroll bar) ελέγχει την ποσότητα μεταφοράς βάρους από την μια πλευρά του μονοθεσίου στην άλλη. Το τρίτο -κεντρικά τοποθετημένο- damper ή inerter, αποτρέπει το μονοθέσιο να βυθίζεται υπερβολικά (ακουμπώντας στο έδαφος) υπό τα υψηλά αεροδυναμικά φορτία και σε περιπτώσεις συμπίεσης, ενώ βοηθάει στην απορρόφηση των ταλαντώσεων που μεταδίδουν τα ελαστικά στο πλαίσιο, κατά τις αναπηδήσεις.

Απλοϊκά, όταν οι δοκοί που ενεργοποιούν την πίσω ανάρτηση ξεκινάνε από υψηλό σημείο στην πλήμνη του τροχού και καταλήγουν σε χαμηλά τοποθετημένους συνδέσμους στη βάση του κιβωτίου, τότε μιλάμε για ελκτικές ράβδους (pullrod), γιατί «τραβάνε» το σύνδεσμο της ανάρτησης όταν ανασηκώνεται ο αντίστοιχος τροχός.

Αντιθέτως, όταν οι δοκοί που ενεργοποιούν την ανάρτηση ξεκινάνε από χαμηλά στην πλήμνη και καταλήγουν ψηλά στο κιβώτιο, τότε έχουμε ράβδους ώσης (pushrord), διότι «σπρώχνουν» το σύνδεσμο της ανάρτησης όταν ανασηκώνεται ο τροχός. Ο μηχανισμός της πίσω ανάρτησης τύπου pushrod βρίσκεται στο επάνω μέρος του περιβλήματος του κιβωτίου.


Πίσω ανάρτηση pushrod. H ράβδος που ενεργοποιεί την ανάρτηση (κίτρινο βέλος), έχει καθοδική κλίση από το κιβώτιο προς τον τροχό. Από εκεί αναγνωρίζουμε ότι πρόκειται για ανάρτηση με ράβδους ώσης.

Η γεωμετρία ανάρτησης pullrod δεν είναι καινούργια στη Formula 1. Την παρουσίασε ο Gordon Murray στην Brabham BT44 του 1974, εμπνευσμένος από ένα αυτοκίνητο αναβάσεων που είχε δει να τη χρησιμοποιεί. Ο Adrian Newey επανέφερε αυτό το σχεδιασμό το 2009, πιστεύοντας ότι οι διαχύτες δυο επιπέδων είχαν απαγορευθεί και θεωρητικά θα υπήρχε πολύ περισσότερος χώρος διαθέσιμος στο πίσω μέρος. Ωστόσο, η διατύπωση των κανονισμών επέτρεψε τη νόμιμη παράβασή τους. Με τους κανονισμούς του 2011 και την οριστική απαγόρευση των διαχυτών δυο επιπέδων, τα πλεονεκτήματα της ανάρτησης με ελκτικές ράβδους θα τονιστούν και πάλι και είναι πιθανό να δούμε πολλές ομάδες να τείνουν προς αυτή την κατεύθυνση. Με πιο χαμηλά ψαλίδια, η ροή αέρα προς την πίσω αεροτομή έχει πολύ λιγότερες διαταραχές, ενώ και το κέντρο βάρους βρίσκεται χαμηλότερα.

Όσον αφορά τις ιδιότητες των δυο γεωμετριών αναρτήσεων στον έλεγχο των τροχών, καμία δεν έχει πλεονέκτημα. Ωστόσο, τα εξαρτήματα της ανάρτησης pullrod βρίσκονται σε σημείο που δεν υπάρχει εύκολη πρόσβαση (κάτω από το κιβώτιο). Επίσης, οι ράβδοι που ενεργοποιούν την ανάρτηση αντιδρούν στην αδράνεια των torsion bar. Οι δυνάμεις αυτές ανατροφοδοτούνται πίσω στις ράβδους. Στην περίπτωση του pushrod, αυτή η αντίδραση είναι αντίρροπη της δύναμης που έρχεται από τον τροχό, και αλληλοεξουδετερώνονται. Ωστόσο, στην περίπτωση του pullrod, οι δυο αυτές δυνάμεις κινούνται προς την ίδια κατεύθυνση, συνεπώς, διπλασιάζεται το φορτίο στο επάνω ψαλίδι και τους συνδέσμους στο κιβώτιο. Επομένως, μια ανάρτηση pullrod χρειάζεται πιο στιβαρή κατασκευή, η οποία ενδέχεται να έχει και μεγαλύτερο βάρος. Ωστόσο, και το pushrod παρουσιάζει κατασκευαστικές προκλήσεις, καθώς όταν ανασηκώνεται ο τροχός, συμπιέζεται η δοκός που ενεργοποιεί την ανάρτηση, κινδυνεύοντας να λυγίσει. Την ίδια συμπίεση παρουσιάζει στις βυθίσεις των τροχών η pullrod ανάρτηση. Εντούτοις, η βύθιση των τροχών είναι λιγότερο κρίσιμη από την ανύψωσή τους, σε ότι αφορά τον έλεγχό τους από την ανάρτηση.

Έκπληκτική όμως είναι η αποκάλυψη ότι πλέον, πολλές ομάδες (McLaren, Red Bull, Williams…) καταργήσει τις δυο πλευρικές δοκούς στρέψης. Είναι δηλαδή σα να έχουν αφαιρέσει τα ελατήρια από την ανάρτηση ενός κανονικού αυτοκινήτου, λειτουργώντας μονάχα με τα αμορτισέρ. Από τις αντίθετες απαιτήσεις της αεροδυναμικής (που για να λειτουργήσει σωστά χρειάζεται το μονοθέσιο να είναι μονίμως παράλληλο με το έδαφος) και των ελαστικών, που απαιτούν κίνηση από τις αναρτήσεις και το πλαίσιο για να παράγουν τις μέγιστες τιμές πρόσφυσης, προκύπτει η ισχύουσα μόδα στησίματος των μονοθεσίων. Αυτή, θέλει το εμπρός μέρος σκληρά ρυθμισμένο και τον πίσω άξονα με μαλακές ρυθμίσεις. Μια ακραία ερμηνεία αυτού του στησίματος φαινόταν στην περυσινή McLaren, η οποία για να αποδώσει τα μέγιστα αεροδυναμικά, απαιτούσε πολύ μικρή απόσταση από το έδαφος. Παρά τα προβλήματα της περυσινής McLaren με τις ανομοιομορφίες της ασφάλτου, οι σκληρές ρυθμίσεις στις αντιστρεπτικές δοκούς δε συνεπάγονται αδυναμία απόσβεσής τους.

Οι σύγχρονοι αποσβεστήρες των μονοθεσίων αντιδρούν διαφορετικά, ανάλογα με την ταχύτητα που κινείται στον κάθετο άξονα ο τροχός. Επιτρέπουν πιο ελεύθερη κίνηση της ανάρτησης όταν ο τροχός κινηθεί απότομα. Οι αποσβεστήρες είναι ρυθμισμένοι να αντιδρούν διαφορετικά σε δυο ή τρεις ταχύτητες κίνησης του τροχού. Χαμηλή ταχύτητα, για αργές μετακινήσεις του πλαισίου, όπως π.χ. όταν «γέρνει» στις στροφές. Υψηλή ταχύτητα, όταν δηλαδή ο τροχός αναπηδάει σε ανομοιομορφίες της ασφάλτου. Μερικές φορές υπάρχει ρύθμιση και για τρίτη ταχύτητα, για εξαιρετικά απότομες κινήσεις του τροχού, όπως όταν ο οδηγός καβαλάει άτσαλα τα kerb.

Οι δοκοί στρέψης προσφέρουν επιπλέον σκληρότητα στην ανάρτηση, ωστόσο, αν χρειάζεται κανείς εξαιρετικά μαλακές ρυθμίσεις, μπορούν να αποτελέσουν περιοριστικό παράγοντα. Όταν οι δοκοί στρέψης αφαιρούνται, η τιμή αντίδρασης των αποσβεστήρων αυξάνεται, για να αναπληρωθεί η χαμένη σκληρότητα. Εφόσον οι αποσβεστήρες έχουν αρκετά μεγάλο εύρος ρυθμίσεων, δεν υπάρχουν απώλειες στον έλεγχο του τροχού.

Με την απουσία των δοκών στρέψης, οι οποίες έχουν άβολα μεγάλο μήκος, οι σχεδιαστές έχουν τη δυνατότητα να μειώσουν σημαντικά τις διαστάσεις της ανάρτησης και του κιβωτίου, αφήνοντας περισσότερο χώρο για βέλτιστη αεροδυναμική συμπεριφορά.

Εντούτοις, η λύση αυτή κάνει πολύ πιο δύσκολες τις αλλαγές ρυθμίσεων. Εκεί όπου στο παρελθόν χρειαζόταν να αντικατασταθεί μονάχα μια δοκός στρέψης για να αλλάξουν οι ρυθμίσεις, με την απουσία τους, απαιτείται η αλλαγή ολόκληρου του συστήματος.

Το 2011, τα μονοθέσια θα φέρουν ένα καινούργιο χαρακτηριστικό: με ένα κουμπί στο τιμόνι, ο οδηγός, θα μπορεί, όταν βρίσκεται εντός προκαθορισμένης απόστασης από τον προπορευόμενό του και σε συγκεκριμένα σημεία της πίστας, να ενεργοποιήσει ένα σύστημα στο flap της πίσω αεροτομής, το οποίο θα μειώνει την αντίστασή της και θα αυξάνει την τελική ταχύτητα του μονοθεσίου, διευκολύνοντας το προσπέρασμα. Ο οδηγός που υπερασπίζεται τη θέση του δεν έχει το δικαίωμα να το χρησιμοποιήσει. Οι οδηγοί θα ενημερώνονται από ένα φως στο cockpit πότε έχουν το δικαίωμα να χρησιμοποιήσουν την κινούμενη πίσω αεροτομή.

Ο επικεφαλής μηχανολογίας της McLaren, Paddy Lowe δήλωσε για το ρόλο της FIA επί του εν λόγω συστήματος: «Αυτό επί του οποίου έχει έλεγχο η FIA, είναι ότι σε κάθε πίστα μπορεί να ορίσει το σημείο ενεργοποίησης στην ευθεία όπου επιτρέπεται να πατήσεις το κουμπί. Για παράδειγμα, μπορεί να επιτρέπεται να το πατήσεις στα τελευταία 300 μέτρα της ευθείας, έως το σημείο φρεναρίσματος. Είναι εντός της δικαιοδοσίας της FIA να περιορίσει την κατάσταση, ώστε η χρήση του συστήματος να έχει νόημα, και αυτό μπορεί να πάρει ένα-δυο αγώνες να προσδιοριστεί. Αλλά μπορούν να επιμηκύνουν ή να μειώσουν αυτή την ποσότητα ευθείας σε κάθε αγώνα. Οπότε, πιστεύω ότι αυτό θα δώσει τη δυνατότητα να κάνουμε το πράγμα να λειτουργήσει με τον τρόπο που θέλαμε».

Ο Lowe πιστεύει ότι η κινούμενη πίσω αεροτομή θα αποτελεί πιο αποτελεσματική λύση από τη ρυθμιζόμενη εμπρός αεροτομή που είχε υιοθετηθεί το 2009: «Στη ρυθμιζόμενη εμπρός αεροτομή που παρουσιάστηκε μαζί με τους κανονισμούς του OWG (Overtaking Working Group – Επιτελείο Προσπερασμάτων) το 2009, υπήρχε απλά η πρόθεση δυνατότητας μικρής προσαρμογής του ζυγίσματος, όταν το μονοθέσιο βρίσκεται στην ακάθαρτη ροή του προπορευόμενου και ο οδηγός επιχειρεί να προσπεράσει. Ήμουν μέλος του OWG και στην πραγματικότητα το βάλαμε εκεί για ασφάλεια, καθώς ανησυχούσαμε ότι δε θα τα είχαμε σκεφτεί σωστά και το μονοθέσιο θα ήταν πολύ ασταθές στον ακάθαρτο αέρα παρουσιάζοντας πιθανώς υπερστροφή. Όπως αποδείχθηκε, κανείς δε χρησιμοποιούσε την εμπρός αεροτομή για αυτό το σκοπό. Οπότε συμφωνήσαμε όλοι πέρυσι ότι θα την ξεφορτωνόμασταν, για να απλοποιηθεί ο σχεδιασμός και να εξοικονομηθούν έξοδα. Θα προσθέσει μια ακόμη πρόκληση στον αγώνα, όσον αφορά το ζύγισμα, γιατί τώρα θα πρέπει να κάνουμε στα pit stop οποιαδήποτε ρύθμιση στην εμπρός αεροτομή».

Ο Fernando Alonso σχολίασε επί του θέματος της κινούμενης πίσω αεροτομής: «Σε μερικές από τις περιπτώσεις, σε αγώνες με βροχή, κακή ορατότητα, πράγματα σαν κι αυτά, πρέπει να το ελέγξουμε. Σίγουρα, οι καινοτομίες, καινούργια πράγματα στη Formula 1, είναι πάντοτε ευπρόσδεκτα. Αυτό είναι ένα από αυτά, εάν όλα παραμείνουν όπως πέρυσι, ξέρουμε τις δυσκολίες μας, τα προβλήματά μας. Όλες οι αλλαγές έχουν σκοπό να βελτιώσουν το σπορ και το show της Formula 1, οπότε πιστεύω ότι προς το παρόν, χωρίς να προσπαθούμε, πρέπει να είμαστε πολύ ανοιχτοί και θετικοί».

Ο διευθυντής της ομάδας της Red Bull, Christian Horner εξέφρασε μερικές επιφυλάξεις αλλά παρέμεινε θετικός: «Σίγουρα θα βοηθήσει τα προσπεράσματα και ελπίζουμε να μην είναι πολύ τεχνητό, ώστε να περιμένεις μέχρι τον τελευταίο γύρο, θέλοντας να είσαι το μονοθέσιο που ακολουθεί. Αλλά δε νομίζω ότι θα έχει αυτό το αποτέλεσμα».

Φ.Λ.
fab@4troxoi.gr