فرمول یک و پدیده آیرودینامیکی Porpoising یا موج سواری

سردرگمی تیم‌های فرمول یک (https://f1iran.com/) در تست پیش فصل بارسلونا، همگان را متعجب کرده است. پدیده‌ای آیرودینامیکی به نام Porpoising (پورپویزینگ) است. ولی این پدیده چیست و چه مشکلاتی را ممکن است برای تیم‌ها به وجود آورد. ابتدا به معنی کلمه Porpoisiong (پورپویزینیگ) می‌پردازیم و این پدیده را تشریح می‌کنیم. در ادامه مقاله همراه ما باشید. معنی...

سردرگمی تیم‌های فرمول یک در تست پیش فصل بارسلونا، همگان را متعجب کرده است. پدیده‌ای آیرودینامیکی به نام Porpoising (پورپویزینگ) است. ولی این پدیده چیست و چه مشکلاتی را ممکن است برای تیم‌ها به وجود آورد.

ابتدا به معنی کلمه Porpoisiong (پورپویزینیگ) می‌پردازیم و این پدیده را تشریح می‌کنیم. در ادامه مقاله همراه ما باشید.

معنی کلمه Porpoising (پورپویزینگ)

در معنی لغوی اگر به هر دیکشنری معتبری رجوع کنید، به گراز دریایی اطلاع می‌شود. ولی در یک معنی دیگر، این کلمه در رابطه به طریقه شنا کردن یک حیوان نیز گفته می‌شود. یعنی به سطح آمدن و با یک شیرجه به سمت پایین و زیر آب رفتن گویند. مثال بهتر، نحوه شنا کردن دلفین‌ها، نهنگ‌ها و موجودات دیگر است که به سطح آب می‌آیند، نفس می‌گیرند و سپس به اعماق آب شیرجه می‌زنند.

این پدیده در طبیعت به کرات و به تعداد زیاد در موجودات مختلف دیده می‌شود ولی چه ربطی به فرمول یک دارد.

پدیده Porpoising یا موج سواری

داستان به وجود آمدن این پدیده در فرمول یک به دوران استفاده از تونل ونتوری و پدیده Groung Effect یا تاثیر زمین در دهه 70 میلادی بر می‌گردد. زمانی که تیم لوتوس با معرفی Lotus 78 به وسیله یک دامن فلزی قابل تنظیم، تاثیر کشش و چسبندگی بیشتر ماشین به آسفالت را افزایش نمود.

در آن زمان چون این اتفاق، یک رویداد تازه و بدون هیچ پس زمینه فنی روی داده بود، تاثیرات پدیده‌های دیگر چندان معلوم نبود. کم کم در طی فصل تیم‌های دیگر که نیز به سراغ استفاده و کپی کردن ایده لوتوس رفتند، متوجه یک پدیده عجیب و غیر منتظره شدند. آن پدیده را Porpoising نام نهادند.

اتفاقی که برای تیم‌های فرمول یک در آن زمان غیر منتظره بود، آن بود که ماشین زمانی که در یک مستقیمی قرار می‌گیرد و بعد از گذراندن مسافتی که به بیشینه سرعت خود می‌رسد، دچار یک حرکتی بالا و پایین مستمر می‌گردد. یعنی وقتی که هوا از درون تونل ونتوری عبور می‌کند، با بالا رفتن سرعت ماشین و به بیشینه رسیدن آن، سرعت داخل تونل نیز افزایش یافته و ماشین به زمین می‌چسبد.

ولی در همین موقع به دلیل ایجاد شدن یک خلا نسبی یا همان واماندگی، ماشین چسبندگی آیرودینامیکی خود را از دست می‌دهد و به دلیل از دست دادن این چسبندگی سیستم تعلیق بالا می‌آید، سپس در کسری از ثانیه، چون ماشین در حال سرعت است و دارد مسافتی را طی می‌کند، دوباره چسبندگی افزایش می‌یابد و ماشین به سمت پایین کشیده می‌شود. این پدیده مکرر و متناوب پشت سر هم اتفاق می‌افتد.

در حال حاضر این پدیده برای تیم‌های فرمول یک اتفاق می‌افتد. البته که تیم‌های امروزی از این تاثیر باخبر بوده‌اند ولی فکر می‌کردند که این پدیده را کنترل کرده‌اند و ماشین‌های امروزی به آن دچار نمی‌شوند.

در آن زمان تیم‌ها چون سیستم تعلیق بسیار مدرنی نداشتند، کمی جلوی افزایش این پدیده را می‌گرفتند و همچنین بعضی از تیم‌ها راه‌های خلاقانه‌ای پیدا کرده بودند. چون قوانین آن موقع چندان سفت و سخت مثل زمان کنونی نبود، تیم‌ها قادر به ایجاد سوراخ‌هایی در قسمت‌هایی از دامن فلزی برای کنترل این پدیده انجام می‌دادند. که با ایجاد جریانات هوا از مناطق مختلف باعث کنترل هر چه بیشتر آن می‌شدند.

در حال حاضر این پدیده تشدید شده است چون ماشین‌های حال حاضر با پیشرفت روز افزون فن‌آوری و بالاتر رفتن دانش آیرودینامیک تیم‌ها، میزان تولید نیروی رو به پایین یا دانفورس بیشتر شده است.

نظرات در مورد پدیده موج سواری

اکنون تمامی تیم‌های فرمول یک با این پدیده کم و بیش دست به گریبان هستند ولی چرا این مساله کمی نگران کننده است. بهتر است نظرات برخی از افراد را بخوانیم.

متیا بینوتو مدیر تیم اسکودریا فراری می‌گوید:

هرکسی که این مشکل را زودتر برطرف کند، دست بالا را در رقابت قهرمانی فرمول یک خواهد داشت.

ولی چرا متیا بینوتو چنین اضهار نظری می‌کند.

کارلس ساینر راننده تیم فراری می‌افزاید:

این پدیده اذیت کننده است، بخصوص که در زمان رانندگی کمی راننده را دچار مشکل می‌کند. همچنین این پدیده در کل فصل، به یک بحث داغ تبدیل خواهد شد.

الکس آلبون راننده تیم ویلیامز می‌گوید:

چندان بر روی زمان‌گیری هر دور پیست، تاثیر خاصی نمی‌گذارد. این در صورتی است که به کف خودرو آسیبی وارد نشود. کنترل ماشین در انتهای مستقیمی کمی چالش برانگیز است، البته خود این موضوع جهت ورود به پیچ باعث ایجاد هیجان برای راننده می‌شود. چون ماشین قابل پیش بینی نیست.

جورج راسل راننده تیم مرسدس نیز می‌گوید:

از نظر ایمنی کمی نگران کننده است، ولی می‌دانم که آدم‌های باهوشی در این رقابت‌ها حضور دارند که مشکل را به روشی حل خواهند کرد. ما در حال تست بعضی از ایده‌ها هستیم که اینجا و آنجا از دیگر تیم‌ها می‌بینیم. امیدوارم سریعا به یک راه حل دست پیدا کنیم.

مشکلات این پدیده

همان‌طور که متیا بینوتو در بالا اشاره کرد، هر تیمی که مشکل اصلی را برطرف کند دست بالا را خواهد داشت. در واقع به دو نوع مشکل تا این جای کار می‌توان اشاره کرد.

در عکس بالا از ماشین فراری به رانندگی چارلز لکلرک می‌بینیم که جلوی چرخ عقب، کف ماشین به آسفالت نزدیک شده است. یعنی فاصله خیلی کمی بین کف ماشین و آسفالت وجود دارد. در اینجا شما حتما با آسیب کف ماشین روبرو خواهید شد. البته بستگی به نوع پیست و میزان دست اندازهای آسفالت آن پیست هم دارد.

چهار تیم فرمول یک تا الان یعنی هاس، ویلیامز، استون مارتین و آلپین با مشکل از بین رفتن بخشی از کف ماشین مواجه شده‌اند. به دلیل اینکه این پدیده باعث ضربه خوردن پیاپی کف ماشین به آسفالت پیست می‌شود. در تست بارسلونا باعث ایجاد خط‌های متناوب و دست انداز‌های کوچک در انتهای مستقیمی اصلی شده بود.
ولی چرا از بین رفتن بخشی از کف ماشین، آنقدر نگران کننده است که متیا بینوتو عنوان می‌کند که تیم قهرمان را مشخص خواهد کرد. چون اگر شما بخش عقبی که همان قسمت جلوی چرخ عقب است را از دست بدهید، در مستقیمی‌ها دچار مشکل نمی‌شوید، بلکه زمانی‌که می‌خواهید وارد پیچ شوید و از پیچ خارج شوید، به دلیل نداشتن بخش مورد نظر کف ماشین، خودرو شما پدیده اثر زمین را انجام نمی‌دهد یا دچار اخلال می‌شود که باعث برهم خوردن تعادل ماشین می‌گردد و راننده نیز نمی‌تواند ماشین را کنترل کند و شما از تله شنی سر در می‌آورید و از مسیر ایده آل خارج می‌شوید.

دومین مشکل استفاده بیش از حد و متناوب از سیستم تعلیق عقب است. یعنی ماشین‌ها بیشتر از قطعات سیستم تعلیق نظیر فنر و متعلقات آن استفاده خواهند کرد. چون باعث خستگی بیشتر قطعات و استهلاک بالای آنان می‌گردد.

نتیجه گیری

اکنون تیم‌ها در حال بررسی تنظیم‌های خود هستند. چون شما می‌توانید با کمی عوض کردن تنظیمات ماشین، این پدیده را کاهش یا افزایش دهید. ولی نکته مهم این است که افزایش ارتفاع سیستم تعلیق، باعث کم شدن تاثیر زمین می‌شود و این موضوع کارکرد ماشین را دچار اختلال می‌کند.

در واقع می‌توان گفت که ضد اثر زمین عمل می‌کند. برای همین تیم‌ها در حال دست‌یابی به یک تنظیم نسبتا ایده‌آل هستند تا بتوانند بعد از دست‌یابی به آن، با راه حل جدیدی که برای کاهش این پدیده از طریق دستکاری آیرودینامیکی بدست خواهند آورد، تقریبا این پدیده را خنثی کنند و از بین ببرند.

تا تست بحرین باید صبر کنیم و منتظر بمانیم تا ببینیم نتیجه تفکر و ایده پردازی‌های افراد باهوش فرمول یک چه خواهد بود.

ممنون که همراه ما بودید.