Nowa aerodynamika w 2019 roku zmieni układ sił

Zmiany w aerodynamice bolidów Formuły 1, które wejdą w życie w 2019 roku z pozoru nie wydają się rewolucyjne. Nie dajmy się zwieść pozorom, bo nowe regulacje wymuszą przygotowanie aerodynamiki niemal od nowa, co na pewno wpłynie na układ sił w kolejnym sezonie.

W Formule 1 co roku są wprowadzane zmiany w regulaminie technicznym. Zwykle są to drobne rzeczy, które nie mają większych konsekwencji i nie wpływają na układ sił. Sytuacja zmienia się co kilka lat, gdy zmiany są duże, a wtedy gwarantowane są przetasowania w stawce. Poprzednie takie zmiany miały miejsce w 2009, 2014 i 2017 roku. W dwóch pierwszych przykładach doszło do znaczących zmian w układzie sił. W 2017 roku Mercedesowi udało się utrzymać na czele (co jest bardzo dużym sukcesem), ale zostali niemal doścignięci przez Ferrari, które rok wcześniej nie było dla nich żadnym zagrożeniem.

Formuła 1 zatwierdziła zmiany w regulaminie technicznym dotyczące aerodynamiki na 2019 rok, których głównym zadaniem jest poprawienie możliwości wyprzedzania. Na papierze nie są to rewolucyjne zmiany. Zmieni się wygląd i rozmiar przednich oraz tylnych skrzydeł oraz zostaną wprowadzone większe obostrzenia dotyczące elementów aerodynamicznych przed wlotami do chłodnic. Jednak te zmiany ze względu na duże modyfikacje przednich skrzydeł wymuszą na zespołach zmianę koncepcji aerodynamicznych samochodów. Mercedes utrzymał się na czele w 2017 roku, bo udało im się kontynuować swoją filozofię konstrukcji samochodu. Nie będzie to możliwe w 2019, bo będą musieli od nowa przemyśleć cała aerodynamikę.

Na czym polegają zmiany w aerodynamice na 2019 rok?

Zmiany w aerodynamice na 2019 rok skupiają się na trzech kwestiach. Po pierwsze uproszczone zostanie przednie skrzydło poprzez likwidację górnych jego elementów. W zamian to skrzydło zostanie poszerzone oraz będzie miało większą rozpiętość. Z tą kwestią łączy się uproszczenie przednich wlotów powietrza do hamulców i usunięcie z nich elementów aerodynamicznych. Zakazane będzie także kierowanie powietrza przez oś przednich kół.

Drugą zmianą jest ograniczenie elementów aerodynamicznych przed wlotami do chłodnic. Zostaną one obniżone, ale jednocześnie obszar gdzie będą mogły być one umiejscowione zostanie wydłużony. To najbardziej kosmetyczna ze zmian planowanych na 2019 rok. Jej celem jest odsłonięcie głównego poszycia samochodu w tym miejscu, które jest bardzo dobrym miejscem na reklamy sponsorów. Nie będzie to miało kluczowego wpływu na wydajność samochodów. Jeżeli dobrze pamiętam, to pierwszy zaproponował ją publicznie Zak Brown z McLarena.

Trzecia zmiana dotyczy tylnych skrzydeł. Zostaną one poszerzone, pogłębione oraz podwyższone. Zwiększony zostanie w ten sposób efekt DRS o około 25-30%. Z drugiej strony uproszczona zostanie budowa bocznych krawędzi tylnego skrzydła.

Formuła 1 przygotowała bardzo dobrą animację, która pokazuje różnice w aerodynamice miedzy 2018, a 2019 rokiem. Można ją zobaczyć w serwisie YouTube pod tym linkiem. Tam najlepiej widać jakie będą wyglądać planowane zmiany.

Jaki jest powód tych zmian?

Zatwierdzone zmiany mają jeden cel: poprawić możliwości wyprzedzania. Na początku tego sezonu były duże narzekania na to, że trudno jeździ się przy obecnej aerodynamice za innym samochodem i dlatego jest mało manewrów wyprzedzania – w Australii było ich tylko pięć. Stąd nagły pomysł tych zmian. Pierwotnie ekipa Rossa Brawna planowała duże zmiany techniczne na 2021 rok (one wciąż są opracowywane). Modyfikacje wprowadzane na 2019 rok są rozwiązaniem połowicznym. Jak to zwykle bywa w Formule 1, w połowie sezonu można powiedzieć, że pośpieszono się z tymi zmianami. Liczba manewrów wyprzedzania jest w tym sezonie na dobrym poziomie, było ich mało tylko na torach, gdzie tradycyjnie jest ich niewiele.

Jak wynika z prowadzonych prac w tunelu aerodynamicznym oraz w CFD (obliczeniowa mechanika płynów) dzięki tym zmianom powietrze za jadącym samochodem będzie mniej zakłócone, więc bolid jadący z tyłu nie będzie tracił tyle docisku ile obecnie po zbliżeniu się do rywala. To umożliwi jazdę bliżej poprzedzającego samochodu w zakrętach, a tym samym ułatwi wyprzedzanie. Do tego mamy większy efekt otwarcia systemu DRS, więc różnica w prędkości na prostych będzie bardziej znacząca. Jeżeli wszystko pójdzie zgodnie z planem, to wyprzedzanie faktycznie będzie łatwiejsze. Spodziewam się, że FIA jeśli zmiany okażą się sukcesem będzie skracać lub likwidować strefy DRS. To byłby na pewno pozytywny skutek.

Zagrożeniem dla tych zmian są nieprzewidziane innowacje, które mogą pojawić się w samochodach, a które w części lub w całości będą działać w sprzeczności z planami. Projektanci bolidów F1 chcą aby ich samochody były jak najszybsze. Nie interesuje ich to, czy w wyniku pewnych rozwiązań powietrze za samochodem jest mniej lub bardziej zakłócone. Bardziej zakłócone powietrze to dla nich nawet korzyść, bo wtedy rywale będą mieli trudniejsze zadanie w wyprzedzaniu. Pat Symonds (był w ekipie przygotowującej te zmiany) w jednym z ostatnich wywiadów przyznał, że przygotowali je w kilka osób, a zespoły F1 zatrudniają po kilkuset pracowników dlatego nie da się wszystkiego przewidzieć.

Nowe zasady całkowicie zmienią koncept aerodynamiczny samochodów

Kluczową kwestią zmian w aerodynamice na 2019 rok jest nowe przednie skrzydło. Zadaniem tego elementu jest generowanie docisku aerodynamicznego oraz kierowanie powietrza na resztę samochodu. Mimo ograniczeń w ilości elementów, to dzięki samemu poszerzeniu skrzydła powinno udać się utrzymać ilość generowanego przez nie docisku na podobnym poziomie. Nowe skrzydła wymuszą za to po wielu latach zmianę tego jak kierowane jest powietrze na resztę samochodu, a tym samym spowodują modyfikacje wszystkich pozostałych elementów aerodynamicznych.

W 2009 roku po zmianie reguł technicznych zespoły dość szybko zmieniły swoje podejście do budowy przednich skrzydeł. To był jeden z powodów dlaczego zespół Brawn GP był tak mocny od początku tamtego sezonu, bo część zespołów wprowadzała swoje wersje w trakcie rywalizacji. Przez kolejne lata wszyscy w ten sposób przygotowywali przednie skrzydła. Chodzi o tak zwany “efekt outwash”, który można przetłumaczyć jako kierowanie powietrza na zewnątrz kół. Górne i boczne elementy aerodynamiczne na przednim skrzydle są tak wyprofilowane, aby jak najwięcej powietrza omijało przednie koła i kierowało się na zewnątrz. Dzięki temu powietrze szybko przelatuje przed kołami na zewnątrz (zmniejsza opór), a potem kieruje się wzdłuż bolidu i trafia na sekcje boczne, gdzie jest zagospodarowywane przez kolejne elementy aerodynamiczne.

Od 2009 roku przednie skrzydła systematycznie robią się coraz bardziej skomplikowane, więc są coraz bardziej podatne na zakłócenia powodowane przez bolid jadący z przodu. Doskonale widać to w tym sezonie, gdzie przednie skrzydła składają się z około 200. elementów. Dzięki takiemu postępowi aerodynamika jest coraz bardziej wydajna i samochody generują coraz więcej docisku. Przednie skrzydła na 2019 rok mają maksymalnie ograniczyć “efekt outwash”, bo nowe restrykcje dotyczą obszarów gdzie obecnie są elementy, które kierują powietrze na zewnątrz. Dlatego projektanci zespołów jeśli nie znajdą dziury w regulaminie będą zmuszeni kierować więcej powietrza między przednie koła, więc wrócimy do sytuacji sprzed 2009 roku. Dlatego w teorii wprowadzone zmiany faktycznie powinny zmniejszyć zakłócenia powstające za jadącym samochodem. Docisk aerodynamiczny oraz tempo samochodów może spaść na początku kolejnego sezonu, ale nie powinny to być znaczące różnice. Wolniejszego tempa (moim zdaniem maksymalnie o około sekundy) możemy spodziewać się na torach wymagających maksymalnego docisku aerodynamicznego. Pirelli początkowo opierając się o dane, które otrzymują od zespołów prognozowało spadek o 1-1,5 sekundy na okrążeniu, ale potem zmienili zdanie i spodziewają się podobnego tempa, jak w 2018 roku.

Zapowiada się zmiana układu sił w 2019 roku

Ta sytuacja oznacza, że możemy spodziewać się zmiany układu sił w 2019 roku. Przy ograniczonym czasie w tunelu aerodynamicznym ważne jest, aby jak najwcześniej skupić się na kolejnym sezonie. Dwa dominujące obecnie zespoły (Ferrari i Mercedes) nie mogą sobie na to pozwolić, bo będą walczyć do końca obecnego sezonu o tytuły mistrzowskie. To daje nadzieję, że za rok nie będą one aż tak dominować lub nawet osuną się w układzie sił. Ich konkurenci mają większe możliwości skupienia się na kolejnym sezonie. Słyszymy już z kilku zespołów, że skupili się w całości lub w znacznym stopniu w pracach nad kolejnych sezonem.

Warto jeszcze dodać, że jeżeli nikt nie znajdzie dziury w regulaminie i na początku przyszłego sezonu docisk aerodynamiczny faktycznie spadnie, to wzrośnie rola silnika w osiągach samochodów. Same modyfikacje tylnego skrzydła zwiększą opór, więc samochody ze słabszymi jednostkami napędowymi nie będą z tego zadowolone. Ograniczenie aerodynamiki sprawi, że zespoły mocne w tej dziedzinie stracą część swojej przewagi. Dlatego wszelkie szanse na większe zmiany w układzie sił będą możliwe tylko wtedy, gdy poziom jednostek napędowych bardziej się wyrówna.

Osobiście nie spodziewam się, aby Ferrari z Mercedesem przestali walczyć za rok o zwycięstwa. Liczę za to na sytuację w której zmniejszy się różnica między trzema czołowymi zespołami, a resztą stawki. Mocno rozwijające się zespoły jak Renault i Sauber powinny dzięki tym zmianom zmniejszyć swoje straty. Szansę powinien mieć również McLaren o ile zdążyli wszystko poukładać w fabryce i nowa struktura dobrze funkcjonuje. To również szansa dla Williamsa, który ma w tym roku bardzo słaby samochód, więc nowe regulacje są im mocno na rękę. Największe wątpliwości mam w stosunku do Red Bulla. Ten zespół zawsze był mocny aerodynamicznie, a za rok dodatkowo będą mieć wciąż niepewny silnik Hondy. Dlatego w teorii mogą być największym poszkodowanym nowych regulacji. To jednak wciąż tylko hipotetyczne rozważania.

P.S. Na zdjęciu tytułowym tego wpisu można zobaczyć prototypowe przednie skrzydło na przyszły rok, które sprawdzał zespół Force India na testach. Również Williams już sprawdzał takie skrzydło. Możemy się spodziewać, że podczas piątkowych treningów w tym roku jeszcze jakieś zespoły postanowią przetestować rozwiązania z myślą o kolejnym sezonie.