Teknik Analiz: Egzoz Destekli Difüzörler

(Red Bull’un egzozu altta konumlandırılmış ve difüzörü besliyor)

2009’un başındaki difüzör tartışmaları, sadece katmanları konusundaki belirsizliktendi. Aslında bu parça, aracın aero tasarımında çok önemli bir eleman. Difüzör ile aracın altındaki hava akımını hızlandırmak ve bu havanın basıncını düşürerek yere basma kuvvetini arttırmak amaçlanır. Şimdilerde ise bu yere basma kuvveti (downforce) çok daha önemli hale geldi. Geçen sene bazı takımlar, kurallardaki açıklardan yararlanmaya çalıştılar ve çift katmanlı difüzör olarak bilinen ilave besleme girişleri ile geniş çıkışları tasarladılar. Bu sene ise takımlar daha da ileri gittiler ve bu alanları daha da genişlettiler. 

Takımlar, difüzör gibi büyük etki eden parça ile daha fazla nasıl yere basma kuvveti bulabiliriz diye düşünürken Red Bull’dan Adrian Newey, eskilerden de kullandığı bir sistemi bu zamanki şartlara uydurma yoluna gitti. Egzozu aracın alt kısmına konumlandırdı ve bu şekilde difüzörü besleyerek daha fazla yere basma kuvveti kazandı.

Difüzör dediğiniz şey, aracın altında düşük basınç yaratan bir kanaldır ve aracın altı ile üstü aracındaki basınç farkı nedeniyle yere basma kuvveti oluşur. FIA, difüzörlerin potansiyelini düşürmek için 80’lerin ortalarından beri uzunluğunu-yüksekliğini düşürerek, arka dingile göre yerini değiştirerek bir çok hamlede bulundu. Difüzörün içinden geçen hava, yere basma kuvveti yaratmada kilit unsurdur. Difüzörü ne kadar geniş tutarsanız o kadar yere basma kuvveti kazandırma potansiyeliniz oluşur. Tabi bu, kurallarla sınırlandırılmıştır. Ama takımlar, geçerli olan karoser kuralları çerçevesinde arka kısımda ne kadar geniş bir çıkışa sahip olmaları gerektiğinde fikir ayrılıkları yaşıyor. Bunlara örnek olarak McLaren ve Renault’un geniş, Red Bull ve Ferrari’nin daha dar çıkışlara sahip olmaları gösterilebilir. Çıkış kadar havanın girişi de önemlidir ve ön kanat, bargeboard ve zemin ile kontrol edilir. Ama bu, kuralların izin verdiği sınırlı aletlerle yapılmasının önüne set çekilmiş bir şey.

Bir de difüzörün üzerinden giden hava akışı var. Son yıllarda belki de en büyük gelişim bu alanda olmuştur. Difüzörün sonuna bir gurney flap (Uca doğu incelen üçgensi-elipsi kanatçık) koyulması ile difüzörün üzerinden geçen hava akımı, difüzörün altından geçen hava akımına da yardımcı olabilir. İşte bu yüzden sidepodlar daha ince bir yapıya büründü ve difüzör, iki uzun boylamasına karoser arasında daha çok ortaya çıktı. Difüzörden havanın daha sert geçmesi, daha güçlü olması ile gurney flap, difüzörün içinden hava akışını çekebilir. Bu da difüzörün, daha geniş bir çıkışa sahipmiş gibi davranmasını sağlar ve daha fazla yere basma kuvveti oluşturuyor. Araç, daha büyük sidepodlara sahip olduğunda difüzör üzerinden geçen hava akışının potansiyel gücü de sınırlı kalıyor. Bu durumda işte yardımcı bir hava akışı kaynağına ihtiyaç duyuluyor. Bu konuda da egzoz yardıma koşuyor. Egzoz borularından çıkan gaz, ya difüzöre doğrudan nüfuz ederek ya da difüzörün üstüne, gurney flapı çalıştırarak yönlendirilebilir.

Bu yeni bir çözüm değil. Aslında zeminin tamamen etkili olması engellendiğinde ortaya çıkan difüzörler zamanında, Renault 1983’te bundan faydalanmıştı. Renault, turbo beslemeden çıkan boruları üçe ayırmış ve bunları doğrudan, difüzörün başladığı düz zemine yönlendirmişti. Daha sonra kısa zaman içinde çoğu diğer takımlar, bu düzeni benimsemiş ve uzun yıllar boyunca difüzör dahilinde farklı egzoz çıkış pozisyonları denemişlerdi. F1’in turbo motorları bırakıp normal beslemelilere dönmesi ile egzozun hava akışı, artık turbolardaki gibi düzenli değildi. Normal motorlarda egzoztan çıkan gazın akışı, düzen haldeydi. Yani yere basma kuvvetine etki, pilotun gaz pedalına basışı ile orantılı ve gaza ne kadar basılırsa o kadar yere basma kuvveti sağlanıyordu. Daha sonra takımlar, bu düzensizlikten kurtulmak için egzozu difüzörden uzaklaştırdılar ve boruları arka çıkışa taşıdılar.

1998’de Ferrari, egzozunu periskop gibi konumlandırana kadar durum böyle kaldı. Egzozun etkisinden vazgeçmek istemeyenlerin dışında çoğu takım, bu anlayışı takip etti. Eskiye devam diyenler McLaren ve Minardi idi. Sonunda onlar da, motor tedarikçilerinin çok daha kısa egzoz boruları istemesi nedeniyle egzoz destekli difüzörlerden vazgeçtiler. En son ağırlıklı olarak egzoz destekli difüzör kullanan Adrian Newey idi. MP4-16’da egzoz borularının çıkışı, difüzörün ortasına kadar indirilmişti. 2002 senesinde MP4-17, Mercedes motorlarının gereksinimi nedeniyle Ferrari stili periskop düzene geçti. 2002 araç tanıtımında Craig Scarborough ile konuşan Newey “Motor tedarikçisinin Ilmor’dan talebi, farklı bir egzoz sitemini gerektiriyordu ve bu nedenle egzoz çıkışlarını artık zemin boyunca yerleştiremiyoruz. Yani çıkışı üstten vermek zorunda kaldık” demişti. Bu durumun aero değil de motor gereksinimi olup olmadığı sorusuna ise “Evet” cevabını veriyordu. Eski araçta böylesi üstten egzoz çıkışı deneyip denemediği sorusuna ise net bir cevapla “Asla, hiç bir zaman” diyordu.

Ama Newey, 2003’de MP4-18’te tekrar egzoz tahrikli difüzöre geri döndü. Egzoz, daha uzun orta kanala akışı sağlamak için yan kanallarda nispeten yukarıdan çıkıyordu. Bununla birlikte egzozun yolunun, tamamen yeni karbon-fiber vites kutusundan geçmesi sorunlar doğurdu ve bu, diğer sorunlarla birleşince MP4-18, ölü doğmuş bir çocuk gibi yarışamadı. Yenine kullanılan hem MP4-17D hem de MP4-19’da periskop tarzı egzozlar yerleştirildi.

McLaren’in ölü doğan MP4-18’inde egzoz, difüzörün ortasına doğru üfleniyordu

Bu sene ise Adrian Newey tasarımlı RB6’da yine egzoz destekli difüzör var ama ilk defa testlerde RB5’in egzoz düzeni kullanılmıştı. Red Bull, saklanan egzoz gelişimini ancak son testte ortaya koymuş, hatta diğerlerini yanıltmak için eski egzozun yerine benzer resimde bir etiket yapıştırmıştı. Bu etiket, test fotoğraflarında dikkat çekmiş ve bunun altında yatan araştırılmaya başlanmıştı.

Geçen seneki araç RB5’te zaten yüksek konumlandırılmış arka süspansiyon lades kolları bulunuyordu ve bu, RB6’da egzozun daha aşağı yerleştirilmesine, süspansiyon lades kollarının oldukça altından karbon fiber parçalara zarar verilmeden dışa atılmasına olanak sağlıyor. Takımlar yıllardır egzozlarını süspansiyon lades kollarına çok yakın aralıklarda yerleştirdiler. Bu nedenle karbon-fiber lades kolları etrafında oluşan ısıyı düşürmek için farklı yollar denediler. Mesela altın folyo film, ekstra karbon fiber ısı kalkanı veya ısıyı yansıtmak için seramik kaplama. Şimdiki denemelerde de ısı ile başa çıkmak takımların önünde duruyor. 

Difüzör için girişler (sarı), egzoz çıkışları arkasında görülebiliyor

Egzoz akışı için girişler, difüzör (sarı) dahilinde görülebiliyor

Genelde inanılanın aksine alçak yerleştirilmiş egzozun konumu, Red Bull’un süspansiyon çekme kolu ile ilişkili değil. Hatta bazı açılardan egzozun, çekme kolu-salıncak bağlantısına yakın olması pek arzu edilmez. Ama egzoz konumlandırması, muhtemelen daha çok lades kollarının yeri ile ilgili. Lades kollarını daha alçak bir yere yerleştirmek isteyen takımlar, egzozu süspansiyonun altına sorunlar yaşayabilir.

RB6’da Newey, egzozun difüzöre hem alttan hem de üstten üflemesi için difüzörde bir açıklık kullandı. Bu muhtemelen hava akışının, düşük enerjiye sahip ve bağlı kalmakta güçlük çeken difüzörün üst katmanının dış bölümünden akmasına yardımcı oluyor. Geçen hafta sonu (Valensiya’da) diğer takımların, tepenin üzerinden üflemeli bir difüzör kullanması bekleniyordu ama bu düzen, yere basma kuvveti yaratmada doğrudan difüzöre üflenen şekilden daha az potansiyele sahip. Ama en azından, difüzörde açıklıkları engelleyen yeni kurallarla çift katmanlı difüzörlerin yasaklandığı gelecek sene yasal olacak.”

Bu sistemde alçak konumlandırılmış egzoztan çıkan gaz, lastiklerin ısınmasında da etkili. Takımlar bu etkiyi ikinci planda düşünüyor ama lastiklerin aşırı ısınması başa bela olabilir. Bununla birlikte Red Bull’un, egzoz ile arka lastik arasında bir korugan koyduğu görüldü. Bu korugan Kanada’da çıkarılmıştı. Anlaşılan  o ki lastiklerin üzerindeki sıcaklık etkisine, ısı kılıfı farklı kullanarak bir şekilde müdahale edilebiliyor.

Şimdiye kadar Ferrari, Renault ve Mercedes’in Red Bull’un izinden gittiğini gördük. McLaren ve Williams’ın ise Silverstone’de bu düzene sahip olması bekleniyor.

Kaynak: http://scarbsf1.wordpress.com/