Formula 1'in en önemli bölümlerinden birisi kuşkusuz aerodinamidir. Takımlara ve pilotlara şampiyonluğu getiren özelliklerin başında aerodinami ve motorlar geliyor.
Mercedes-Benz F1 W08 ön kanat detay
Kısaca açıklamamız gerekirse aerodinaminin iki ana konusu vardır: Downforce (yere basma gücü) üreterek aracın lastiklerinin pist yüzeyine yapışık kalmasını sağlayıp virajlarda hızlı gitmesine yardımcı olmak, bir de aracın yavaşlamasına neden olan hava direnci ürünü olan drag etkisini (sürüklenme) azaltmak.
Aerodinami, yarış arabalarının tasarımlarında her zaman önemli olsa da, özellikle 1960'ların sonlarına doğru Formula 1'de büyük önem kazanmaya başladı. O dönemde takımlar, günümüzde popüler olan ön ve arka kanatların ilk örneklerini kullanmaya başladılar. Yarış araçları kanatları, uçaklarda bulunan kanatlarla tam olarak aynı prensipte ancak ters yönde çalışırlar.
Kanadın iki tarafında, farklı hızlarda ilerleyen hava akımı basınç altında farklılaşır ve böylece ortaya Bernoulli'nin Prensibi olarak bilinen fizik kuralı ortaya çıkar. Bu basınç dengelenmeye çalıştıkça, kanat düşük basınç altında ilerlemeye çalışır. Uçaklar kanatları kendisini kaldırmak için kullanırken, yarış araçları ise tam tersi yerde tutmak için, yani downforce için kullanır. Modern Formula 1 araçları, aerodinamik yere basma gücü sayesinde virajlarda 3.5 g (kendi ağırlığının 3.5 katı) yanal dönme gücü üretebilir. Bu da teoride, yüksek hızda takla atabilecekleri manasına geliyor.
Kanatların ilk döneminde, hareketli olmaları ve çok yüksek bağlantılara sebep olmaları nedeniyle büyük kazalar yaşandı. 1970 sezonu kurallarında kanatların boyutunda ve yerleşim yerinde kısıtlamalara gidildi. Bu kurallar zamanla güncellense de, günümüzdeki kanatların ve yerleşimlerinin temeli atılmış oldu.
1970'lerin ortalarında ground effect (zemin etkisi) keşfedildi. Lotus mühendisleri, aracın altını zekice tasarlayarak daha fazla yere basma gücü üretmenin yolunu buldular. Zemin etkisinde aracın şasisi devasa bir kanat gibi işlev görüyordu ve bu sayede aracın yola yapışması sağlanıyordu. Bu felsefenin son örneği Gordon Murray tarafından tasarlanan Brabham BT46B oldu. Bu aracın arkasında soğutma pervanesine benzer bir pervane vardı ve bu tasarım inanılmaz seviyede yere basma gücü üretiyordu. Diğer takımların bu tasarımın yasallığını sorgulamalarının ardından, tek bir yarış sonrasında tasarım kaldırıldı. Çok geçmeden zemin etkisini azaltmak için kurallarda kısıtlamaya gidildi. İlk olarak aracın yanlarında yer alan ve düşük basınç alanını tutan etek kanatlar, ardından basamaklı tabanlar yasaklandılar.
İlerleyen senelerde aerodinamik gelişim daha açık oldu. Artan hızlar ve çeşitli faktörlerle kurallar zaman zaman değiştirilip sertleştirilse de aerodinamik gelişim belli doğrultuda oldu.
Sonuç olarak günümüz aerodinamistleri, geçmişteki meslektaşlarına göre daha az özgür olduklarını düşünüyorlar. Sert kurallar, araç üzerindeki tüm parçaların boyutlarını, genişliklerini ve yüksekliklerini belirliyor. Yine de her bir kilogram yere basma gücü, tur zamanı açısından büyük önem taşıyor. Takımlar bunun için rüzgar tüneli ve CFD teknolojisinde çok fazla zaman ve kaynak harcıyorlar. Günümüz şartlarında aerodinamik araştırma açısından rüzgar tüneli ve CFD ilk sırada yer alıyor.
Formula 1 araçlarında aerodinamik açıdan öne çıkan parçalar ön ve arka kanatlar. Bu iki parça, araçtaki downforce gücünün yaklaşık % 60'ını üretiyorlar. Geri kalan downforce gücünün büyük bölümü taban sayesinde üretiliyor. Ancak günümüz kurallarını baz alırsak ön ve arka kanat genel downforce gücünün % 40'ını oluştururken, taban ve difüzör gibi kısımlar % 60'ını oluşturuyorlar.
Bu kanatlar, yere basma gücü gereksinimine göre farklı şekillerde olabiliyor. Monaco gibi maksimum downforce gücü gereken yavaş pistlerde çok agresif kanat profilleri gerekirken, Monza gibi yüksek hızlı pistlerde kanatların etkisi, sürüklenme etkisinin azalması ve düzlükte hızın artması için düşürülüyor.
Günümüz Formula 1 araçlarında, süspansiyon kollarından pilot kaskına kadar tüm parçalar aerodinamik etkileri düşünülerek tasarlanıyorlar. Araç üzerindeki her parça, hava akımını etkiliyor. Havanın araç yüzeyinden plansız bir şekilde ayrılarak sürüklenme etkisini arttıran parçalar, aracın yavaşlamasına neden oluyor.
Aslında, modern F1 araçlarına baktığınızda downforce seviyesini arttırma çalışmaları kadar, sürüklenmeyi azaltma ve hava akımını iyileştirmede de ciddi efor sarfediliyor. Bu kapsamda kanatların dış tarafına dikey kanatlar yerleştirilerek difüzör bölgesine doğru giden girdapların oluşması engelleniyor. Difüzör, aracın altından hızlı bir şekilde akan havanın arka tarafta dengelenmesini daha daha sakin bir şekilde çıkmasını sağlıyor.
F1'de çalışan mühendisler her zaman kurallarda açık arıyorlar ve bu kapsamda varsa zekice aerodinamik çözümlerini araçlara ekliyorlar. Bu kapsamda çift katmanlı difüzör, F-kanat ve egzoz beslemeli difüzör gibi geçmişte kullanılan çözümler yasaklandılar. Ancak son senelerde DRS (Sürüklenmeyi Azaltan Sistem) keşfedildi ve hâlâ kullanılmaya devam ediyor. Bu sistem,  düzlüklerde arka kanadın ana parçasının düzlenmesiyle sürüklenmenin azalmasını ve düzlük hızının artmasını sağlıyor. Böylece takip eden araçlar, daha kolay geçiş yapabiliyorlar. Sistemin, arkadaki pilotun öndeki ile farkı 1 sn'nin altına düşürdüğünde pistin belli noktalarında kullanmasına izin veriliyor.
Miami GP 5 Mayıs 2024
