Bugünkü yazımın amacı, çok az da olsa teknik bilgiye girmek ve aslında işlerin neden görünenden zor olduğunu anlatmaya çalışmak. Bunu da biraz Renault, McLaren ve Honda üzerinden anlatmak istiyorum.
Fransa ve Avusturya GP’si sonrasında orta sıralardaki mücadelenin galibi de belli oldu diyebiliriz.
McLaren büyük bir adım attı ve “Best of the Rest” olmayı başardı. McLaren’e, birkaç haftadır bu sayfalardan övgüler düzüyordum. İyi yolda olduklarını sıkça vurguluyordum. Artık bu yarışla birlikte orta sıranın en iyi takımı olduklarını ilan edebiliriz. Motor tedarikçileri olan Renault’nun fabrika takımını geride bırakmaları çok önemli bir başarı. Ancak Renault’nun da bu yarışta göründüğü kadar kötü olmadığını söylemek zorundayım. Güncellemeleri Fransa’da pozitif bir etki bırakmıştı. Bu hafta geriye gitmelerinin nedeni, bu piste özel koşullar.
Biraz o özel koşullar üzerinden tekniğe girelim istiyorum. Çok yormadan, ayrıntılarda boğulmadan.
O halde bu haftanın ilk sorusuna gelelim. McLaren ile aynı motora sahip ve aerodinamik güncellemeleri Fransa’da iyi sonuç vermiş olan Renault, Avusturya’da neden tökezledi?
Aşırı kompleks ve aşırı güzel.
Aynı motorlu Renault ve McLaren arasındaki fark nedir?
Bu soruyu cevaplamadan önce kısaca hibrit motorlara göz atalım. Yeni nesil hibrit F1 motorları, devreye alındıkları 2014 yılından beri çok büyük aşama kaydetmiş durumda. 2014’ten günümüze, içten yanmalı motorun ve elektrik motorun toplamda üretmiş olduğu güç, 750 beygir seviyesinden 1050 beygir seviyelerine çıkmış durumda. 1000 beygir barajının aşıldığı biliniyor, ancak ne kadar aşıldığı tam olarak bilinmiyor. Yani %35’lik bir güç artışından söz ediyoruz.
En temel konulardan birisi ise, bu gücün üretilmesi sırasında ortaya çıkan ısının yönetilmesi. 2000 derecelik yanma sırasında açığa çıkan egzoz gazları da, ısının bir kısmını kaybetse de halen oldukça sıcak. Bu sıcak gazlar, Motor Generator Unit Heat (MGU-H) adlı komponentle elektrik enerjisine çevriliyor ve pillerde depolanıyor. Yani yanma sırasında açığa çıkan ısı, yeniden güç üretilmesi konusunda kilit oyunculardan birisi.
Ancak ısının bu kilit faydasının yanında, pek çok da zararı var. Malzemelerin dayanıklılığını azaltır, ömrünü kısaltır. Orta vadede, malzemelerde yüksek sıcaklık ve yüklenmelere bağlı olarak “sürünme hasarı” denilen hasarların ortaya çıkmasına neden olur. Yüksek sıcaklık ve yüklere bağlı olarak oluşan kılcal çatlaklar, sonunda kırılmalara neden olur ve hasar oluşur. Yani ihtiyaçtan fazla ısı, kaçınılması gereken en önemli konudur.
Isının fazlası zarardır, fakat ısıyı uzaklaştırmayı zorlaştıran çok önemli bir girdi vardır: Aerodinamik yapı. Arabaları aerodinamik olarak verimli yapmak isteyen mühendisler, özellikle arabaların arka taraflarını gittikçe daha dar olarak tasarlıyorlar. Daraltılmak istenen arka taraf, motorun olduğu bölge. O bölgeyi daraltmak, motoru ve diğer periferi parçalarını arka tarafa sığacak kadar iyi paketlemek, ısıyı ve ısı kaynaklı hasar riskini artırıyor. Bugün, bu paketlemenin ne kadar önemli olduğunu şuradan anlayabiliriz: Grid’deki en iyi 3 takım, arka tarafı en dar olarak tasarlanmış takımlardır. Aynı zamanda bu 3 takım, en yüksek bütçelere sahip takımlardır. Yani aerodinamik anlamda parayı, önemli ölçüde arkayı daraltmaya harcıyorlar. Bunu Williams düşük bütçe ve eski Mercedes mühendisi Paddy Lowe ile yapmaya çalıştı, başaramadı. Tam tersine çok geriye gittiler.
Aslında Avusturya’da McLaren ve Renault arasında temel performans farkı da bundan kaynaklanıyor. Bu iki takımın, ısının ve yüksekliğin sorun olmadığı Fransa’da benzer performans gösterdiklerine şahit olmuştuk. Bu iki takımın motorları zaten aynı. Şasi performansları da benzerdi ki, ortaya benzer bir sonuç çıktı. Ancak Avusturya’da işin içine yüksek rakım da girince, Renault soğutma nedeniyle geride kaldı. Zira, motoru zorlamak istemeyen Renault, arka hava çıkışlarını aşırı genişleterek, aerodinamik olarak daha verimsiz bir araba haline geldi. Bunun sonucunda da değerli tur zamanlarını feda etmek zorunda kaldı. Aşağıdaki fotoğraflarda, iki aynı motora sahip arabanın arka hava çıkışlarını görebilirsiniz.
Arka hava çıkışlarının Renault’a göre daha dar olduğunu net bir şekilde görebiliyoruz.
Devasa arka hava çıkışı… Aynı motora sahip McLaren’e göre daha büyük hava çıkışları ilginç gelebilir, ama aslında mantıklı nedenleri var.
En başta sorduğum soru, hala havada. Peki iki takım aynı motora sahipse, neden birisi diğerinden fazla soğutmaya ihtiyaç duyuyor? Burada iki teoriden birisi veya ikisi birden etkindir. Birinci teori, radyatör gibi periferi parçalarının konumlandırılmasıdır. Temelde motorun ana komponentleri bir arada monte edilse de, yani motor mimarisi temelde aynı olsa da, periferi parçalarının konumlandırılmaları farklı olabiliyor. Periferi parçaları dediğimiz parçalar, motora destek parçalar. Yani temelde motorun soğumasına yardımcı olan parçalar ve bu parçaların iletim hatları, yakıt pompası, filtreler, iletim boruları vs.
F1'de, her iki takımın aynı motoru kullanması, periferi parçalarının da aynı şekilde konumlandırılacağı anlamına gelmez. McLaren, radyatörünü farklı konumlandırmış olabilir. Ayrıca radyatörü ve motoru soğutmak üzere tasarlanan, kaput altındaki hava kanallarını da farklı konumlandırmış, farklı boyutlandırmış olabilir. Bu sayede araba daha rahat nefes alıyor olabilir. Bu ilk teori.
İkinci teori ise soğutma sıvısı farkı. FIA kanunları gereği motor üreticileri, müşterilerine kendi takımlarında kullandıkları motorların aynısını vermek zorunda. Bu kural ile amaç, motora para ödeyen müşterilerin, daha zayıf motor satın alarak haksız rekabete maruz kalmalarını engellemek. Fakaaattt. Bu ifade, şu demek de değil. Fabrika takımları ile müşterileri aynı soğutma sıvılarını kullanmak zorundalar gibi bir durum söz konusu değil. Dolayısıyla McLaren burada farklı bir yol izlemiş olabilir. Daha farklı ve verimli bir soğutma sıvısı, motordaki ısıyı daha etkin bir şekilde soğuruyor ve motoru daha fazla rahatlatıyor olabilir.
Renault ve McLaren arasındaki temel farklılık bu iki konudan biri veya ikisi olarak açıklanabilir diyelim ve diğer konuya geçelim.
Honda ve Havacılık Sektörü
Gelelim, Avusturya’nın bir diğer kazananı olan Honda’ya. Honda, F1 tarihinin en başarılı motorlarından birisine imza atmayı başarmış olan, önemli bir motor üreticisidir. 80’li yıllardaki Honda-McLaren takımı, sezon bazında, tüm zamanların en başarılı takımıdır. 1988 sezonundaki başarısıyla, oransal olarak bir sezonda en çok yarış kazanmış takımdır. Ve bu ikili, aynı zamanda tüm F1 tarihinin en kötü performanslarından birine imza atmışlardır. 2015 yılındaki performansları tam bir hayal kırıklığıdır. Bir sezonda, mekanik arızalar ile en çok grid cezası alan ve en çok yarış dışı kalan takımdır.
Ancak Honda, Red Bull ile açtığı yeni sayfa ile kötü gidişe son vermek üzere. 13 yıl sonra ilk defa yarış kazanan bir motor üretmeyi başardılar. Tabii İngilizler’in söylediği gibi, “Bir çiçekle bahar gelmez.” Fakat en azından iyi bir çalışma bazına sahip olduklarını söyleyebiliriz.
Peki 2015 yılından bu noktaya nasıl ulaştılar?
Sinerji ile. Honda, arabalardan motosikletlere, tekne motorlarından uçaklara kadar pek çok alanda üretim yapan bir dev. Gönül ister ki böyle bir dev, ülkemizdeki üretim faaliyetlerini devam ettirsin, üretim anlamında katma değer vermeye devam etsin. Ancak, maalesef kısa zaman sonra ülkemizdeki üretim faaliyetlerini sona erdirecekler. Servis ve satış pazarlama hizmetleri devam edecek elbette ki.
Neyse bu dev F1’de nasıl ayağa kalktı, ona odaklanalım. Daha önceden “sinerji” ile ayağa kalktıklarını ifade etmiştim. Ancak nasıl olduğuna biraz daha odaklanalım. Geçen senenin ortalarında Honda, sadece otomotivdeki tecrübesinin, F1'de beklenen başarıyı getirmeyeceğine karar verdi. Zira günümüz hibrit F1 motorları ile hibrit teknolojili BİNEK arabalarındaki komponentler çok farklı.
Elbette F1 araçları ile binek araçların benzer yanları var. Mesela, biliyoruz ki hibrit teknolojili binek araçlarda da MGU-K benzeri bir parça var. Bu parça F1'de de, aynı binek arabalardaki mantıkla çalışıyor. Frenleme sırasında, krank milinin ürettiği mekanik enerji, tekerleklere gönderilmek yerine MGU-K’ya yönlendiriliyor. MGU-K da mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviriyor ve pilde depolanmasını sağlıyor. Biz gaza bastığımızda, veya F1 pilotlarının “Boost” düğmesine basması sonucu, pildeki elektrik enerjisi MGU-K’ya yönlendiriliyor. MGU-K, elektrik enerjisini mekanik enerjiye çevirerek, gücün tekerleklere aktarılmasını sağlıyor. Yani hem elektrik enerjisi üretiyor, hem de gerektiğinde elektrik enerjisini mekanik enerjiye çevirerek tüketilmesini sağlıyor. Temelde binek araçlar ile aynı. Turbo, zaten günümüzde hemen hemen tüm içten yanmalı motorların olmazsa olmazı. Yakıt pilleri de elektrikli ve hibrit binek arabalar için mecburi parçalardan. Yani bunlar binek araba teknolojisi ile ortak noktalar.
Şimdi biraz da farklı noktalara odaklanalım. İlk örneğimiz, motor bloğu. Özellikle motor bloğunun üretildiği malzemeler, binek araçlardan çok farklı. Zira binek araçlarda yanma ısısı 600 derece civarında iken, F1 araçlarında 2000 derece. Motorun üretildiği ana malzeme de binek araçlardan farklı. Bu “süper alaşımın” içinde hangi elementler var, bazı tahminler yürütebiliriz ama bu alaşımın yapısı tüm üreticiler için sır olma özelliğini koruyor.
Binek araçlar ile karşılaştırıldığında ortaya çıkan en önemli farklılık, başta da kısaca bahsettiğimiz MGU-H denilen komponent. Bu parça seri araçlarda olmayan, son derece kompleks teknolojiye sahip bir ürün. Bu komponent doğrudan turboya, kompresöre ve MGU-K’ya bağlı. Buradaki karmaşık işleyişi çok ayrıntılı anlatarak kafa karıştırmak istemiyorum. Biraz daha fazla ayrıntıya girdiğimiz bir yazı yazacağım.
Kısaca ifade etmek gerekirse MGU-H, motorun beyni dediğimiz ECU tarafından son derece hassas bir şekilde yönetilen çok önemli bir komponent. Gerektiğinde ısıdan enerji üreterek pillerde saklıyor. Gerektiğinde (frenleme sırasında) ise pilden aldığı enerjiyi kompresöre aktarıyor. Kompresör alt devirlerde motoru besleyerek, “turbo boşluğunun” önüne geçilmesini sağlıyor.
Sistem kısaca şöyle işliyor. Manifolddan çıkan aşırı sıcak egzoz gazları MGU-H’yı ve turboyu döndürüyor. F1 araçlarında birbirine monte edilmiş olan Turbo ve MGU-H’nın türbin kanatçıkları 125.000 devir/dakika dönme hızına sahip. Binek araçlardaki turbolar da yaklaşık 100.000 devir/dakika hızda dönerler. Ancak bir farkla: bu kadar yüksek ısı altında değil.
Karşınızda, bu seneki Honda F1 motorunun ilham kaynağı. Honda’nın ödüllü jet motoru.
Aşırı yüksek ısı altında, bu süratte dönen türbin kanatçıkları, başka bir sektörün uzmanlık alanı arasına giriyor: Havacılık. Uçak jet türbinlerinin egzoz çıkışındaki kanatçıklar, F1'deki MGU-H ve turbo teknolojisi ile son derece benzerdir. Son derece özel malzemeler olan süper alaşımlardan üretilen egzoz çıkışındaki jet türbin kanatçıkları, F1 aracının egzoz gazına benzer ısılarda çalışırlar. Jet türbinlerinin hava girişi tarafındaki kanatçıklar da, ki bunlara 1’nci kademe kanatçıklar denir, “binek arabalardaki” turbo teknolojisi ile son derece benzerdir. Yani binek araçlarda olmayan “tümleşik turbo-MGU-H” teknolojisi, uçaklardaki jet türbin teknolojisine çok benzemektedir. Uçak teknolojisinin bir avantajı daha var. Jet türbinleri, yüksek irtifada, düşük yoğunluğa sahip havanın olduğu yerlerde çalışmak üzere tasarlanmışlardır. Uçuş sırasında, ince havanın vakumlanması ve sıkıştırılarak yanma odasına gönderilmesi, havacılık teknolojisinin en kritik noktalarındandır.
Turbo türbin kanatçıkları.
İşte Honda’nın Avusturya’daki başarısındaki sır, uçak teknolojisini F1 aracına aktarmayı başarması oldu. Honda, geçtiğimiz yıllarda, faaliyet gösterdiği bütün sektörlerdeki “know-how”ın toplandığı bir mühendislik departmanı kurdu. Bu departman, farklı sektörlerdeki bilgileri, birbirleri arasında transfer etme konusunu inceliyor ve uygulamaya sokuyor. İşte Honda’nın yeni F1 motoru, bu departmanın ürünü. Geçen sezondan beri artan dayanıklılık, uçak motorlarının üretiminde kullanılan malzeme teknolojisinin başarılı bir şekilde F1’e aktarıldığını gösteriyor.
Ürettikleri uçak motorlarındaki teknolojiyi başarılı bir şekilde F1 motoruna uygulama yolunda önemli mesafe kat ettiklerini, bu haftaki Avusturya GP’sinde, bir başka alanda daha gösterdiler. Yüksek irtifaya sahip Spielberg’in ince havasında, pistin en verimli çalışan turbo — MGU-H kombinasyonuna sahiptiler.
Uzun lafın kısası, diğer motorların nefes almakta ve serin kalmakta zorluk yaşadığı ince havada, son derece iyi bir görüntü çizdiler. Bundan sonra, hemen her şey çok güzel olacak gibi bir düşünce içerisine girmiyorum. Ancak en azından doğru bir baza sahipler. Artık daha az hata yapıyorlar. Her şeyden önemlisi, getirdikleri her yenilik, ileriye doğru bir adım oluyor, yollarını hiç kaybetmiyorlar. Sezon başında Red Bull yetkilileri, bu seneyi deneme senesi olarak gördüklerini, seneyi 5 motor ile bitirmek istediklerini söylediler. Şu anda hedefi tutturma yolunda gittiklerini de ekleyelim. Eğer Honda’nın gelişimi bu şekilde devam ederse, Verstappen de Red Bull’da kalmaya karar verir ve işi biraz daha ciddiye alırsa; önümüzdeki sezon gümbür gümbür bir F1 sezonu izleriz gibi geliyor bana.
İzleyip görelim.
Bu yazıyı biraz büyük takımların ekseninden çıkıp, orta sıra takımlar üzerinden tekniğe giriş yazısı olarak görün lütfen. Çok sert matematik hesaplara, formüllere girmeden, biraz teknolojik bilgi vermek istedim. Umarım beğenirsiniz.
İyi okumalar…
Fırat KESKİN