Šiuolaikiniuose „Formulės 1“ boliduose virš priekinės angos dažnai matyti nedidelė permatoma vėjo užtvara, kurios viršutinis kraštas padarytas dantytas. Iš pirmo žvilgsnio gali pasirodyti, kad tai tik paprasta detalė, skirta sumažinti oro smūgius į piloto šalmą. Tokia funkcija iš tiesų egzistuoja, tačiau ji paaiškina tik dalį priežasties, kodėl šis elementas naudojamas.
Svarbu ir tai, kad dantyta užtvara nėra universali: ją naudoja ne visos komandos, o pati forma ar net sprendimas ją montuoti gali keistis priklausomai nuo konkrečių lenktynių. Tokius skirtumus dažniausiai lemia bendras bolido projektavimo principas, nes aerodinamikos, aušinimo ir kitų sistemų poreikiai skirtinguose trasų profiliuose gali pakeisti šios detalės naudą.
Dantyto krašto paskirtis – ne tik komfortas
Nors dantyta briauna padeda nukreipti oro srautą taip, kad vairuotojui būtų patogiau, pagrindinė jos paskirtis yra aerodinaminė. „Formulėje 1“ oro srauto valdymas yra viena svarbiausių sričių, į kurią investuojamos didžiulės lėšos – nuo bandymų vėjo tunelyje iki skaitmeninių skaičiavimų. Todėl net ir maža plastikinė juosta virš kabinos tampa aktyvia priemone, padedančia optimizuoti oro judėjimą aplink bolidą.
Šį elementą tiksliau būtų vadinti ne „skydeliu“, o oro srauto formuotoju: jis sąmoningai sukuria kontroliuojamą srauto „netvarką“, kad toliau už kabinos esantys aerodinaminiai mazgai gautų tinkamesnį, stabilesnį oro srautą. Kitaip tariant, dantyta briauna tarsi „susmulkina“ orą prieš jam pasiekiant galines, greičiui ir prispaudžiamajai jėgai kritiškai svarbias zonas.
Kaip dantys sukuria mažesnius sūkurius
Norint suprasti dantyto krašto logiką, reikia įvertinti vieną dalyką: bolide oras vienu metu gali būti ir problema, ir pranašumas. Jei kabinos užtvara būtų visiškai lygi, ji paprasčiausiai stumtų srautą aukštyn ir virš piloto, o už jos susidarytų didesnė turbulencijos zona. Tokia schema veiktų kaip elementari apsauga, tačiau dalis vertingo oro srauto būtų sutelkta į vieną sūkurį virš ir šiek tiek už piloto galvos, o tai ne visada naudinga likusiai bolido aerodinamikai.
Bet koks išorinių formų pakeitimas turi pasekmių oro srautui – tai tapo ypač akivaizdu keičiant saugos sprendimus, kai boliduose atsirado papildomos konstrukcijos virš kabinos. Dantytas kraštas yra būdas suvaldyti tokių pokyčių padarinius.
Dantukai veikia taip, kad vietoje vieno didelio, mažiau prognozuojamo sūkurio suformuoja kelis mažesnius, energingesnius ir lengviau kontroliuojamus sūkurius. Skaičiuojamosios aerodinamikos (CFD) tyrimuose pabrėžiama, kad zigzaginė briauna yra pranašesnė todėl, jog sukurta turbulencija gali padėti orui „teisingiau“ pasiskirstyti ir sklandžiau pasiekti galines aerodinamines zonas.
- stabilesnis oro srautas link galinės dalies gali pagerinti sąveiką su galiniu sparnu, todėl didėja prispaudžiamoji jėga;
- kokybiškesnis oro srauto tiekimas į galinės dalies komponentus gali turėti įtakos bendram efektyvumui, o kai kuriais atvejais ir galios realizavimui;
- mažesni ir prognozuojamesni sūkurių dariniai padeda tiksliau „nukreipti“ orą ten, kur komandai jo labiausiai reikia pagal konkretaus bolido koncepciją.
Inžinerine prasme idėja paprasta: jei oro srautą pavyksta padaryti labiau nuspėjamą ir naudingą galinėje zonoje, bolidas gali važiuoti greičiau.
Kodėl šis sprendimas atsirado dėl saugos reikalavimų
Dantyta kabinos užtvara nėra vien tik gudrus patobulinimas – ji iš dalies yra pasekmė sprendimo, susijusio su pilotų sauga. Nuo 2018 m. sezone įdiegta „Halo“ konstrukcija – tai titano apsauginis lankas virš kabinos, kuris tapo reikšmingu saugos elementu. Tačiau aerodinamikos požiūriu tokia detalė gali kelti daug iššūkių projektuotojams, nes virš kabinos atsiranda papildomas „kliuvinys“, keičiantis oro srauto elgseną.
Kartais buvo bandyta svarstyti ir alternatyvų – pavyzdžiui, testuoti sprendimus, artimus pilnam priekiniam skydeliui su integruota apsaugine struktūra. Vis dėlto galutinis pasirinkimas išlaikė atvirą kabiną ir „Halo“ koncepciją, o kartu atnešė specifinių oro srauto problemų. Viena iš jų – kaip suvaldyti turbulenciją už kabinos ir nukreipti srautą taip, kad būtų išnaudotas visas aerodinaminis potencialas.
Dantyta, lengva ir labai konkrečiai suprojektuota užtvara yra tipiškas „Formulės 1“ inžinerijos pavyzdys: nedidelis elementas, sprendžiantis siaurą, bet realų uždavinį, ir padedantis išgauti vadinamuosius „mažus laimėjimus“ greičio paieškose. Tokie sprendimai dažnai nėra vizualiai įspūdingi, tačiau jų poveikis bendram bolido efektyvumui gali būti reikšmingas.
