Formula 1 Teknolojisi : Lastikler
Alpha Tauri takımı tarafından düzenli olarak yayınlanan “Tech Tuesday” web serimizin üçüncü bölümü için “Su” ve “Ateş” ile ilgilendikten sonra, şimdi “Dünya” olan elemente geliyoruz diyerek yayınladılar seriyi
F1 terimlerinde bu, otomobillerimizin yarıştığı pist anlamına gelir, yüzeyinde Güç Ünitesinin tüm gücünü yere aktarmak için yeterli mekanik kavrama gereksinimi vardır.
Bu mekanik kavrama, aracı yolunda tutan ve virajları hızla almasını sağlayan aerodinamikten gelenlerle birlikte. Bu çok fazla performans ve aynı zamanda çok fazla kontrol anlamına gelir. AT02’miz ile yukarıda belirtilen “Dünya” arasındaki temas noktası olarak kilit rolü oynayan lastikler.
Takımın Araç Performans Departmanı bünyesinde çalışan, Lastik Mühendisliği Grup Lideri genç Stefano Orban ile mühendislerimizden biri ile konuyu detaylı bir şekilde ele almışlar.
Bu yazıyı okuduğunuzda Lastik teknolojisi hakkında bilinmeyen bir konunun kalmayacağını söyleyebiliriz. Stefano, 2018 yılında lastik mühendisi olarak takıma katıldı lastik modelleriyle simülasyon geliştirmenin yanı sıra pistte de çalışıyor.
Bu müthis yazı disinin Lastikler ile ilgili bölümünü aşağıda okuyabilirsiniz.
Lastik, aracın zeminle temas eden tek parçasıdır ve bu nedenle hızlanma ve frenleme altında boyuna kuvvetleri ve virajlardaki yanal kuvvetleri “yönetmek” zorundadır.
Lastik, genellikle doğrusal olmayan ve birçok parametrenin birleşik etkileşimine bağlı olan çeşitli malzemelerden oluşan en karmaşık bileşenlerden biridir. Scuderia AlphaTauri’nin lastik grubu, pistte lastik kullanımını optimize etmek amacıyla simülasyon modellerinin ve veri analizinin tüm geliştirmelerini üstlenir.
Tüm bunlarda başarıya giden yol, bilgisayarda, gerçek simülatörde ve yolda simülasyon çalışmalarını kapsayan çok karmaşıktır.
Bununla birlikte, F1 testi sezonun başlangıcından çok birkaç gün önce ile sınırlı olduğundan, lastik kullanımı da dahil olmak üzere araç geliştirmenin çoğu neredeyse modellerin ve güçlü sayı kırma araçlarının kullanımıyla yapılır.
Lastiklerin fiziksel davranışları matematiksel formüller açısından tanımlanabilir, bu nedenle lastikler için son kullanımlarına göre değişen karmaşıklıkta teorik modeller geliştirme ihtiyacı.
Bu modeller, gerçek dünyada neler olacağının son derece hassas ve doğru bir şekilde simülasyonunun gerçekleşmesini sağlar.
Bu, yarış sırasında ve yeni aracın tasarım aşamasında aracın pistte mümkün olan en iyi kurulumunu yapmak için lastik davranışını, üretilen sıcaklığı, basınçları, kavramayı vb.
Kavrama ve sıcaklıktan bahsedelim:
Kavrama sıcaklıkla güçlü bir şekilde bağlantılıdır: bir lastiğin iletebileceği maksimum potansiyel belirli bir sıcaklık penceresine bağlanır.
Sıcaklık ve kavrama hakkında konuştuğumuzda, çeşitli sırt katmanlarının sıcaklığını kastediyoruz. İlk olarak, lastiğin yüzey sıcaklığından etkilenen pistle temas eden en dış tabakası vardır.
Oradan en içteki katmana, etkili bir şekilde karkasa geçer, bu da lastiğin sertliğini belirler. Kavrama, araç performansı için anahtar parametrelerden biridir.
Size bir fikir vermek için, Monza gibi klasik bir pistte yüzde birlik bir fark, yaklaşık 0.3 saniyelik tur süresine dönüşür.
Aşırı ısınma bölgesinden bahsediyoruz, bu da lastiklerin optimalden daha sıcak olduğu ve ani bir kavrama kaybına yol açtığı zaman, ısınma ile ilgili bir sorun ise lastiklerin optimum sıcaklık aralığının altında olmasıdır.
Lastik izi ilişkisi :
Kabarma ve taneleme çok farklı iki fenomendir, ancak büyük bir kavrama kaybına neden olarak performansı sınırlama biçiminde çok benzerdirler.
Kabarcıklanma, sırt yüzeyindeki kötü şöhretli kabarcıklara ve kraterlere yol açan bazı elementlerin çözünmesine ve buharlaşmasına neden olan sırt içindeki çok yüksek sıcaklıklardan kaynaklanır.
Taneleme gelince, genellikle daha soğuk sıcaklıklar ve sırt üzerindeki yüksek yüklerin bir kombinasyonu ile yüzeyde küçük kauçuk mermerler oluşur. Her iki durumda da lastiğin pistle temas yaması azalır ve bu da önemli bir kavrama kaybına yol açar.
Her iki fenomen de sırt aşınmasında hızlı bir artışa yol açar, bu nedenle yarış stratejisi üzerinde bir darbe etkisi vardır.
İşinizin en zorlu yanı nedir? Lastik performansını bulmak için takımın baskısına ne zaman giriyorsunuz?
İşimin en önemli ve muhtemelen en zor kısımlarından biri, simülasyon aşamasından öğrendiğimiz her şeyin yoluna aktarılması, teoride gördüklerinizin gerçeğe mümkün olduğunca yakın olmasını sağlamak.
Tahmin edilen lastik davranışı da önemli bir unsurdur. Sıcaklıklar, basınçlar, sırtın ömrü ve aşınması ve grenleme veya kabarma riski gibi ilgili tüm parametreleri son derece doğru tahmin edebilmek, araç kurulumunu iyileştirmeye ve yarış stratejisini doğru bir şekilde elde etmeye olanak tanır.
Bu alanın bir yönü, bir soruna gelişim ve reaksiyon süresinin diğer alanlara göre çok daha kısa olması ve sizi reaksiyon süresi ve problem yönetimi ile ilgili net prosedürler üretmeye, tüm ekibin ihtiyaçlarını karşılamaya teşvik etmesidir.
Formula 1 lastikleri son yıllarda nasıl gelişti ve gelecek yılın tekerlek boyutlarıyla işler nasıl değişecek?
Son birkaç yılda yivli lastiklerden kaygan lastiklere, daha sonra dar lastiklere ve 2017’de geniş lastiklere geçtik. Şimdi gelecek sezondan itibaren 13 inçten 18 inç’e hareketi görmek üzereyiz.
Bu zorluk alışılmadık olacak, lastik boyutları ortalama bir yol aracında genel olarak gördüğümüze oldukça yakın. Lastiğin genel çapı mevcut olanlara göre yaklaşık% 10 artarken, yapı ve bileşikler de farklı olacaktır.
Önemli bir değişimden geçecek olan sadece lastikler değil, aynı zamanda havayı jantlara doğru saptıran fren kanalları gibi ilgili bileşenlerdir. Şu anda bunlar, jantlara doğru ne kadar hava kanalize edilecek olmasına bağlı olarak farklı konfigürasyonlara yapılır.
Bu, 2022’den itibaren mümkün olmayacak, çünkü hava durumu ne olursa olsun, tüm pistler için sadece bir yapılandırma olacak.
Böyle sert bir kural değişikliği her zaman çok üst düzey bir teknik zorluktur, çünkü araba geliştirme marjları genellikle bir yıldan diğerine aldığından çok daha büyüktür. Bu nedenle tahmin modellerini kullanmak ve yeni lastikleri anlamak çok önemlidir.
Bu, sanal simülasyon dünyasında kullanılmadan önce kalibre edilmesi gereken modellerden elde edilen çok sınırlı miktarda deneysel veriye dayanmaktadır.
Her pistin benzersiz özellikleri vardır: asfalt türü, ortam sıcaklığı, kum, yanal yükler… Bir parçayı nasıl öğrenirsin?
Her pistin konfigürasyonuna göre belirlenen kendi enerji seviyesi vardır ve bu, lastiklerde sıcaklık üretmenin yanı sıra sırttaki aşınma seviyesi ve profili üzerinde önemli bir etkiye sahip olacaktır.
Oyundaki parametrelerin araç dinamikleri üzerindeki etkisini tahmin etmek için bilgisayardaki ve simülatördeki simülasyon araçlarımızdaki izleme verilerini kullanıyoruz.
Ayrıca atmosferik koşullardaki, pist ve hava sıcaklığındaki bir değişikliğin lastik davranışı üzerindeki etkisine de bakıyoruz.
Farklı iz yüzeyleri, yapıldığı yontmaların boyutundan, yani makro pürüzlülüğe, çıplak gözle görülemeyen mikroskobik aşındırıcılığa kadar değişebilen farklı aşındırıcılık seviyelerine sahip olabilir. Tüm devrelerde aşındırıcılığı ölçmek için lazer tarayıcı kullanıyoruz ve hesaplama modellerimizden toplanan verileri kullanıyoruz.
Herhangi bir mevsimde sürücülerin sürüş tarzı işinizi ve kararlarınızı etkiler mi?
Sürüş stili önemli bir parametredir. Frenleri kilitlemeyi veya bol miktarda tekerlek tokası almayı içeren agresif sürüş, performansı sınırlayabilecek ve hatta geri dönüşü olmayan yapısal hasara neden olabilecek, en kötü senaryoda bir pit stop ve hatta emeklilik gerektiren önemli ölçüde daha yüksek sıcaklıklar üretecektir.
Sürüş stili, bir lastiğin kullanması gereken toplam enerji miktarı üzerinde bir etkiye sahiptir ve aynı zamanda sırt aşınmasını ve performans açısından bozulmayı da etkiler.
Sürücüye ve yarış mühendisine, sürüş stili ve lastik yönetim stratejisi hakkında bilgi ve öneriler vermek, doğru sıcaklık penceresinde olmaları ve bozulma ve aşınma açısından hedeflerini tutturmaları lastik mühendisinin rolünün önemli bir parçasıdır.
Tekrarlayan bir kabus ve gördüğünüz rüyadan bahsedin: Bir lastik mühendisi için en büyük kabus nedir? Taneleme, kabarma, yanlış basınçlar, beklenmedik derecede yüksek sıcaklıklar? Peki ya tekrarlayan bir rüya: tamamen öngörülebilir bir bileşik, lastiklerini yok etmeyen bir sürücü, sağlam bir lastik ve hepsi bu mu?
Tahıl ve kabarcıklanma, bir lastik mühendisi için her zaman bir kabustur, çünkü araba performansının uçurumdan düşmesine neden olurlar.
Bu, şiddetini sınırlandırabileceğiniz veya bir süre uzak tutabileceğiniz zamanlarda bir fırsata dönüşebilir. Bunu yapabilirseniz, rakiplerinizden daha iyi bir iş yaparken, yarışı daha iyi bir konumda bitirebilirsiniz.
Ne yazık ki, ya da muhtemelen neyse ki, %100 öngörülebilir bir lastik fikri ütopik bir idealdir. Tanım olarak, lastik davranışı size her şeyi ve hiçbir şeyi anlatamaz.
Kontrollü koşullarda birkaç kez gerçekleştirilen aynı test, lastiğin doğası, karmaşıklığı ve doğrusal olmayan davranışı nedeniyle oldukça farklı sonuçlar üretebilir.
İlk bakışta, bu sinir bozucu ve tatmin edici görünmeyebilir, ancak aslında bir lastik mühendisinin çalışmalarının her zaman yeni metodolojiler, matematiksel modeller ve her zaman gelişen ve ilerleyen yeni test teknolojileri ile büyüleyici olduğu anlamına gelir.
