Nejde samozřejmě o příběh pouze letošní sezony, přípravy nového monopostu začaly již začátkem roku 2021. Všechny stáje musely přehodnotit svůj přístup ke konstrukci monopostů formule 1. Každá z nich přišla s vlastním konceptem, jak nahradit zakázané aerodynamické prvky na kapotě. Zatímco Red Bull a částečně i Ferrari uspěly, Mercedes udělal zásadní opomenutí, které s většími či menšími úspěchy řešil po celou sezonu.
Nejklíčovější změna letošních aerodynamických pravidel spočívala v odstranění všech drobných křidýlek a usměrňovačů vzduchu na kapotě a také ve značném zjednodušení předního a zadního křídla. Tak se zmenšil aerodynamický vír za zadními koly, vozy mohly kroužit těsně za sebou a tedy snadněji předjíždět.
Jenže přišly o velkou část aerodynamického přítlaku, který konstruktéři museli nahradit. A zde nabídla technická pracovní skupina Rosse Brawna řešení – povolila návrat přísavného efektu, který vládl formuli 1 v éře „wing-cars“ na přelomu sedmdesátých a osmdesátých let. Jednoduše řečeno – aby auto drželo ve vysokých rychlostech v zatáčkách, je ho třeba doslova „přisát“ k vozovce, čehož lze dosáhnout usměrněním proudu vzduchu pod podlahu, respektive následně vzniklým podtlakem, tedy přísavným efektem.
Lewis Hamilton z Mercedesu v kvalifikaci Velké ceny Miami F1
„Wing cars“, jejichž éru načal Colin Chapman se svým vozem Lotus 78 z roku 1977, používaly v osmdesátých letech k udržení vzduchu pod vozem postranní lišty, které z každé strany utěsnily prostor pod podlahou a vytvořily ze spodku vozu jakési víko. To povoleno letos nebylo, takže přísavný efekt nemohl být tak mohutný, na druhou stranu se dařilo efekt lišt celkem úspěšně nahradit. Třeba kanálky v podlaze po stranách, které směřovaly proud vzduchu jiným směrem, a tak vlastně při rychlé jízdě držely hlavní proud vzduchu uprostřed pod vozem. Přísavný efekt byl tak možná silnější, než technici z pracovní skupiny předpokládali.
Opomenutí Mercedesu
Nebylo překvapením, že nejlépe se s návratem přísavného efektu vypořádal Red Bull. V čele jeho technického oddělení totiž stojí jeden z nejúspěšnějších konstruktérů historie Grand Prix, legendární Adrian Newey. Geniální vyznavač staré školy, který získával tituly s williamsy v devadesátých letech. Do F1 přišel už v roce 1985 a předtím stavěl vozy pro americký šampionát CART, takže s přísavným efektem má zkušeností na rozdávání. Navíc na něj dokonce psal svou diplomovou práci na univerzitě.
Ten, který vyhrál Red Bullu letošní titul - legendární konstruktér Adrian Newey.
Ferrari podobně silného konstruktéra pro nové období nemělo, ale mělo více času na přípravu – dva roky kvůli trestu FIA za porušení pravidel pro konstrukci motoru nemohlo naplno závodit a chystalo vše na velký návrat v roce 2022. A pokud by Red Bull nevytáhl „efekt Newey“, je možné, že by šlo za titulem. Takhle z toho bylo „jen“ druhé místo.
V nejhorší pozici při stavění konceptu zbrusu nového vozu byl ze tří nejsilnějších stájí Mercedes. Neměl konstruktéra – veterána, ani víc času na přípravu auta, protože v roce 2021 do poslední minuty šampionátu bojoval o titul. Čelil největšímu riziku, že se jeho nová konstrukce nepovede, respektive, že se objeví koncepční problém. A přesně to se Mercedesu stalo. Špatný byl už základ, takže se navzdory nesmírnému lidskému i finančními potenciálu německé stáje nepodařilo za celou letošní sezonu dostat na výkonnostní úroveň dominantního Red Bullu.
Hamiltonův a Russellův monopost W13 měl suverénně nejmenší bočnice z celého startovního pole. V podstatě neexistovaly, bohužel kvůli přeskládání vnitřního uspořádání monopostu došlo k tomu, že monopost byl velmi nestabilní a těžko předvídatelný. A hlavně, měl tendenci agresivně poskakovat na rovinkách. Což nebylo letos úplně nestandardní, tento problém řešilo více stájí. Ale pouze mercedesy hopsaly už při nízkých rychlostech. A při vysokých se „stříbrné šípy“, alespoň z počátku sezony, ukazovaly jako zcela neřiditelné. A nešlo o chybu zavěšení, odpružení, či špatně vyvážený podvozek. Poskakování bylo čistě důsledkem jednoho aerodynamického jevu, který úzce souvisí se zmiňovaným přísavným efektem. Říká se mu „porpoising“, neboli aerodynamická oscilace.
Když se přisává moc
PorpoisingJe aerodynamická oscilace vznikající ztrátou podtlaku pod podlahou vozu. Výraz „porpoising“ vystihuje nezvyklý pohyb skvěle, protože „porpoise“ znamená sviňucha, což je malý kytovec, který žije v pobřežních, mělkých vodách a pohybuje se pod vodou houpavým pohybem, jakýmsi kmitáním. Trochu tak poskakující monoposty připomíná. |
Přísavný efekt vzniká díky zrychlenému proudění vzduchu pod podlahou a je tím silnější, čím je auto rychlejší. Ve vysokých rychlostech se monopost více přisává k vozovce a podlaha se tedy přibližuje k asfaltu. Jenže když se dostane příliš nízko, většinou si škrtne o vozovku, případně přijde o veškerý vzduch mezi spodkem auta a povrchem dráhy. Pokud se tak stane, přísavný efekt ve zlomku sekundy zmizí a podlaha rychle odskočí zpátky do své původní světlé výšky. A tak stále dokola – nahoru, dolů, nahoru, dolů… A porpoising je na světě.
A jak mohl tento v minulosti již detailně popsaný jev potopit mistrovský tým s neomezenými finančními prostředky a armádou inženýrů? Kvůli chybějícím zkušenostem, Mercedes s porpoisingem vůbec nepočítal. Monoposty nejsou v aerodynamických tunelech testovány blízko zemi, nejezdí v nich, tudíž se aerodynamická oscilace neprojeví. Pokud se neprojeví, inženýři o něm nevědí a nemohou ho nasimulovat.
Adrian Newey o něm samozřejmě dobře věděl a od začátku konstrukce nového Red Bullu s ním kalkuloval. Monopost postavil tak, aby se mu v maximální možné míře vyhnul (zcela ho odstranit v podstatě nelze). Jenže Mercedes plánoval jinak a kvůli koncepci svého monopostu ho dokázal v průběhu roku řešit jen v omezené míře. Zatímco red bully byly na dráze po celou sezonu velmi klidné, mercedesy v dáli za nimi vesele hopsaly.
Mercedes se samozřejmě snažil naznačovat, že v tom není sám a „oscilují“ i vozy jiných týmů. Tlačil na FIA, aby změnou technických pravidel dala týmům možnosti, jak se s efektem vypořádat. To se povedlo, v červnu uznala technická skupina poskakování vozů na dráze za problém nejen technický, ale i bezpečností, a mohlo tedy dojít k úpravě předpisů již během sezony. Tak se také, za protestů Red Bullu, stalo. Proto ve druhé části sezony byly mercedesy lepší, proto se přiblížily čelu závodního pole. Pro návrat do bývalé výkonnosti to však bylo málo.
Jak lze aerodynamickou oscilaci řešit?
S nechtěným efektem nových strojů se podařilo vypořádat lépe než Mercedesu i jiným týmům než mistrovskému Red Bullu. Ať už třeba zvětšením světlé výšky vozu (což samozřejmě není ideální, protože se to zároveň negativně poznamená na rychlosti v zatáčkách) nebo i jinými, o dost sofistikovanějšími, způsoby.
George Russell z Mercedesu po havárii ve Spielbergu
Například dává smysl zpevňování podlahy, které oddálí vznik porpoisingu do vyšších rychlostí nebo alespoň sníží jeho intenzitu. Pomocí ocelových lanek či integrovaných výztuh se snižuje prohýbání podlahy, která se potom nedotkne asfaltu, nebo se s ním setká pouze v krajních případech.
Po úpravě předpisů tedy mercedesy také zabraly, v závěru sezony zrychlily a George Russell dokonce urval své první vítězství. Šlo však pouze o nastavovaná řešení a udržovací kroky. Když po závěrečném závodě sezony v Abú Zabí sedminásobný šampion formule 1 Lewis Hamilton řekl, že největší radost má z toho, že do toho auta už nemusí nikdy usednout, nemohl lépe popsat pozici, do které se Mercedes se svým strojem v sezoně 2022 dostal.
