Kysymys F1 aerodynamiikkaan liittyen

[bigbear]

Olen tässä mietiskellyt mitä eroa F1 auton( miksei myös muidenkin luokkien rakkineille) renkaiden pidolle tapahtuu, jos aerodynaaminen "paino" kohdistetaan runkoon ( kuten nyt ) tai jos se kohdistetaan suoraan renkaisiin.

Eli jos renkaissa olisi siivekkeet kiinni ja siivet painaisivat rengasta suoraan maahan ,eikä tukivarsien kautta. Periaatteessahan rengas irtoaa tiestä esim kanttareiden yli ajettaessa. Voima ei ehdi välittyä iskareiden, jousien ja tukivarsien kautta renkaaseen ja rengas irtoaa maasta. Jos renkaassa olisi siivekkeet niin voima ainakin välittyisi nopeammin ( tietekin iskarit taas ottavat omansa...). Mutta tämähän on laitonta jne, mutta olisiko siitä mitään hyötyä? Periaatteessa jousittamaton massahan tässä nousee, mutta se taas on aerodynaamisesti tuotettua "massaa".

Renkaiden siipiä voisi ajatella vaikka lokasuojina

Ps. Mulla nyt vaan tulee näitä aivotuksia aina välillä, joten koittakaa kestää

 

[Deep Throat]

mulla ei tohon ole vastausta, mutta yksi kysymys kanssa olisi: autoon ei varmaankaan saa pistää etusiipeä, joka peittää renkaat kokonaan edestä katsottuna? Eikä varmaan myös takakatteeseen vastaavia?

ajattelin vaan, että ne eturenkaat ei oo kovin aerodynaamisia siinä formulassa.

 

[Oberfeldwebel]

mulla ei tohon ole vastausta, mutta yksi kysymys kanssa olisi: autoon ei varmaankaan saa pistää etusiipeä, joka peittää renkaat kokonaan edestä katsottuna? Eikä varmaan myös takakatteeseen vastaavia?

ajattelin vaan, että ne eturenkaat ei oo kovin aerodynaamisia siinä formulassa.

Ei saa laittaa, tää on katos se open wheel sarja..

Ja totta tosiaan, etu renkaat on insinöörien kiusana ollu iät ja ajat, tajuttomat seinät suoraan ilmanvastuksena.. ei voi mitään, sama kaikille.

 

[Leo]

Muistaakseni joissakin autoissa oli alkuaikoina siiven tuenta suoraan takaripustuksessa kiinni. En muista koska ne kiellettiin.

edit. Tähän tapaan:

 

[Bobakki]

Tällä periaatteella toimineen auton voisi nähdä yrittäneen F1-kisoihin, sillä Lotuksen vallankumouksellisen ja ennen yhtäkään kilpailua kielletyn 88:n idea oli jokseenkin vastaava. Autossa oli kaksoisrunko, joista sisempi oli kantava ja koostui jousituksesta, monokokista ja moottorista. Ulompi runko taas oli käytännössä jousittamaton ja tuotti suurimman osan auton downforcesta. Näin kuljettaja istui jousitetussa osassa autoa samalla kun ulompi runko suuntasi downforcen aiheuttaman massan käytännössä suoraan renkaisiin.

Tuolta lisää: http://www.f1technical.net/f1db/cars/473

 

[Mangelo]

Olen tässä mietiskellyt mitä eroa F1 auton( miksei myös muidenkin luokkien rakkineille) renkaiden pidolle tapahtuu, jos aerodynaaminen "paino" kohdistetaan runkoon ( kuten nyt ) tai jos se kohdistetaan suoraan renkaisiin.

Ei nyt tule muuta mieleen kuin että jousituskuorma ei silloin muuttuisi nopeuden kasvaessa. Kovassa vauhdissa pohjaaminen vähenisi. Auto voitaisiin säätää matalemmaksi, jolloin pohjan aerodynamiikka tehostuisi hitaassa vauhdissa.

 

[Juhis]

Olen tässä mietiskellyt mitä eroa F1 auton( miksei myös muidenkin luokkien rakkineille) renkaiden pidolle tapahtuu, jos aerodynaaminen "paino" kohdistetaan runkoon ( kuten nyt ) tai jos se kohdistetaan suoraan renkaisiin.

Eli jos renkaissa olisi siivekkeet kiinni ja siivet painaisivat rengasta suoraan maahan ,eikä tukivarsien kautta. Periaatteessahan rengas irtoaa tiestä esim kanttareiden yli ajettaessa. Voima ei ehdi välittyä iskareiden, jousien ja tukivarsien kautta renkaaseen ja rengas irtoaa maasta. Jos renkaassa olisi siivekkeet niin voima ainakin välittyisi nopeammin ( tietekin iskarit taas ottavat omansa...). Mutta tämähän on laitonta jne, mutta olisiko siitä mitään hyötyä? Periaatteessa jousittamaton massahan tässä nousee, mutta se taas on aerodynaamisesti tuotettua "massaa".

Renkaiden siipiä voisi ajatella vaikka lokasuojina

Ps. Mulla nyt vaan tulee näitä aivotuksia aina välillä, joten koittakaa kestää

Mielestäni siinä kävisi samalla lailla kuin silloin, jos jousittamattonta massaa lisättäisiin, eli ei kovin hyvin. Kilpa-autoissa täytyy saada jousittamattoman massan ja jousitetun massan suhde mahdollisimman pieneksi, koska tällöin jousitettu massa pystyy vastustamaan eniten renkaan liikeittä, jolloin rengas seuraa parhaiten tietä. Jos siivet ovat korissa kiinni, parantavat ne tätä suhdetta, ja jos ne ovat renkaassa suoraan kiinni, huonontavat ne tätä suhdetta.

Ei tässä ole mitään kestämistä, pitkästä aikaa ollut jotain mielenkiintoista tälläkin palstalla testi/kuskivääntöjen seassa.

 

[bigbear]

Massaahan tuossa tulee vain siivekkeiden verran, mutta alaspäin kohdistuva voima ei lisää massaa.

 

[Juhis]

Massaahan tuossa tulee vain siivekkeiden verran, mutta alaspäin kohdistuva voima ei lisää massaa.

Massa aiheuttaa painon, joka on alaspäin painava voima, johon lisättäisiin ehdotuksesi mukaan sitten siipien aiheuttama alaspäin painava voima! Eli kun ajetaan 300 km/h, siipien lisäämä vaikutus renkaaseen on kuin lisäisi saman verran massaa renkaaseen, joka taas vaikuttaa jälleen tähän jousittamattoman massan ja jousitetun massan suhteeseen. Ihanne olisi, että jousittamaton massa olisi olematon, jonka seurauksena rengas seuraisi tietä parhaiten ja jousitettu massa luo pidon. Lisäongelmia aiheuttaisi vielä siipen aiheuttama nopeuden neliössä jatkuvasti muuttuva alaspäin painava voima.

 

[bigbear]

Massa aiheuttaa painon, joka on alaspäin painava voima, johon lisättäisiin ehdotuksesi mukaan sitten siipien aiheuttama alaspäin painava voima! Eli kun ajetaan 300 km/h, siipien lisäämä vaikutus renkaaseen on kuin lisäisi saman verran massaa renkaaseen, joka taas vaikuttaa jälleen tähän jousittamattoman massan ja jousitetun massan suhteeseen. Ihanne olisi, että jousittamaton massa olisi olematon, jonka seurauksena rengas seuraisi tietä parhaiten ja jousitettu massa luo pidon. Lisäongelmia aiheuttaisi vielä siipen aiheuttama nopeuden neliössä jatkuvasti muuttuva alaspäin painava voima.

Mä en nyt hiffaa

Periaatteessahan tuo downforce toimii kuin rengas olisi magneettinen ja rata olisi magneetti. Pompussa, jossa rengas pyrkii lähtemään irti tiestä renkaan fyysinen massa pyrkii ylös ja magneetti vetää rengasta takaisin alas.

Eli periaatteessahan massa ei tuossa kasva vaan ainoastaan tiehen kohdistuva voima.

Mulle katsos saa vääntää nää rautalangasta

Otetaan esimerkki. Rengas painaa 1000kg ja ylittää pompun tiessä ja renkaassa ei ole jousitusta. Rengas singahtaa pompusta ylös ja sen alas saamiseen vaaditaa hirmuisesti voimaa. Tämä voimahan on maanvetovoima+downforce. Miksi ilman downforcea rengas toimisi paremmin? Miten siis vaikuttaa se, että auton runkoa pidetään väkisin downfocella maassa ja iskarien ja jousien välityksellä yritetään kammeta rengasta alas.

Rautalankaa

 

[Torres]

Taitaa mennä Juhiksella vähän puurot ja vellit sekaisin, sen verran epäselkoista tekstiä tulee.

Kumpi tuossa nyt on sitä jousitettua ja kumpi jousittamatonta massaa? Ja mitä väliä sen pidon kannalta kumman "massan" siivetät? Eikös sama kokonaismassa välity joka tapauksessa renkaille, laitoit niitä siipiä sitten suoraan akselille tai auton katolle?

Sanoisin, että käytännön ero olisi siinä, että jousituksen merkitys pidon kannalta olisi pienempi, jos siivet pultattaisiin suoraan ripustuksiin.

 

[Legnum]

Voisi tuollainen pyöräkohtaisen downforcen omaava auto olla aika vikuri vietävä likaisessa ilmassa. Perinteinen ratkaisu menettää sekin "jättövirtauksessa" downforcea mutta on edelleen jollain tavalla tasapainoinen, sen sijaan pyöräkohtaisella siipiratkaisulla toteutettu auto olisi em. tilanteessa varmaankin täysin ennalta-arvaamaton.

 

[CamoN]

Eli kun ajetaan 300 km/h, siipien lisäämä vaikutus renkaaseen on kuin lisäisi saman verran massaa renkaaseen, joka taas vaikuttaa jälleen tähän jousittamattoman massan ja jousitetun massan suhteeseen. Ihanne olisi, että jousittamaton massa olisi olematon, jonka seurauksena rengas seuraisi tietä parhaiten ja jousitettu massa luo pidon. Lisäongelmia aiheuttaisi vielä siipen aiheuttama nopeuden neliössä jatkuvasti muuttuva alaspäin painava voima.

Mutta eikös tuosta jousittamattomasta massasta tee ikävän nimenomaan se, kun renkaan massa pyörii akselin ympäri? Renkaaseen liitetty downforce kohdistuisi koko ajan rataan eikä lisäisi sitä pyörivää massaa.

 

[Juhis]

Mutta eikös tuosta jousittamattomasta massasta tee ikävän nimenomaan se, kun renkaan massa pyörii akselin ympäri? Renkaaseen liitetty downforce kohdistuisi koko ajan rataan eikä lisäisi sitä pyörivää massaa.

Kyllähän jousittamattomaan massaan lasketaan muutakin kuin vain pyörivät osat, kuten jarrusatulat ja pyörien navat, yleensäkin kaikki mitkä liikkuvat jousen ulkopuolella. Esim. moottorikelkojen suksissa tulee vastaan ihan samat ongelmat, vaikka siinä ei ole yhtään pyörivää osaa.

Mitenhän saisin selitettyä tämän asian mahdollisimman selkeäkielisesti ja sopivalla rautalangalla, kerran ilmaisusta tuli sanomista. Eli ideana on siis se, että mahdollisimman kevyt pyörä kipuaa mahdollisimman helposti, pienimmällä teholla, pienimmällä voimalla tai pienimmällä energiamäärällä (käyttäkää mitä termiä haluatte) mahdollisten monttujen tai muiden esteiden ohi. Jos lisäät alaspäin painavaa voimaa, joka ilman downforcea on paino ja downforcen kanssa paino+downforce, ei se jaksakkaan kiertää kyseistä estettä mahdollisimman pienellä energialla. Mallinna tilanne raahaamalla 10 kg säkkiä ylämäkeen ja tee sama suorite 100 kg säkillä. On ihan sama, miten se alaspäin painava voima on tuotettu, se on voitettava, jos aikoo sen esteen kiertää! Tämä voima sitten pyrkii vaikuttaa jousen kautta autoon pyrkien nostamaan sitä, jota tietenkin vastustaa auton oma paino (jos ei vielä ole tullut selväksi, paino on voima, joka tulee kun kerrotaan massa maan vetovoimakiihtyvyydellä). Ja mitä suurempi tämä voimaero on, sitä paremmin rengas kestää tiessä. Kyllä, silloin voisi lisätä auton painoa, mutta se ei ole muiden ajo-ominaisuuksien kannalta järkevää, joten insinöörit ovat päätyneet lisäämään korin alaspäin painavaa voimaa siivillä.

Enpä tiedä, tuliko tuosta yhtään selkeämpi selostus kuin aikaisemmin...

 

[Ghost_Glove]

Enpä tiedä, tuliko tuosta yhtään selkeämpi selostus kuin aikaisemmin...

Tuli!
Tuo perunasäkki vertaus on juuri toimivaa rautalankaa. Itsekään en aiemmin täysin ymmärtänyt, kun puhe oli vaan että rengas irtoaa tiestä jne. Joka tuntu huonolta jos renkaaseen vaikuttais pirusti downforcea. Mutta tämä toimii.

Eli siis jos siipi olis renkaassa kiinni niin rengas kyllä pysyis tiessä kiinni, mutta sen vieriminen ja siten auton liikkuminen vaatisi kauheesti potkua. Näinkö?

 

[Toni]

Eli mitä suurempi jousittamaton massa, niin sitä enemmän rengas vastustaa "pompun" päälle nousua ja sitä enemmän se myös yrittää vääntää jousitettuakin massaa?
Jousitus sitten mahdollisuuksien mukaan vähentää tuota runkoon kohdistuvaa voimaa ja antaa renkaan myötäillä tien muotoja?
Mitä vähemmän jousittamatonta massaa, niin sitä vähemmän jousituksen tarvitsee tehdä työtä pitääkseen jousitetun massan "tasapainossa"? Koska pienempi massa helpommin myötäilee tien muotoja?
Tai jotain...

:dunno:

 

[Legnum]

Kyllähän jousittamattomaan massaan lasketaan muutakin kuin vain pyörivät osat, kuten jarrusatulat ja pyörien navat, yleensäkin kaikki mitkä liikkuvat jousen ulkopuolella. Esim. moottorikelkojen suksissa tulee vastaan ihan samat ongelmat, vaikka siinä ei ole yhtään pyörivää osaa.

Mitenhän saisin selitettyä tämän asian mahdollisimman selkeäkielisesti ja sopivalla rautalangalla, kerran ilmaisusta tuli sanomista. Eli ideana on siis se, että mahdollisimman kevyt pyörä kipuaa mahdollisimman helposti, pienimmällä teholla, pienimmällä voimalla tai pienimmällä energiamäärällä (käyttäkää mitä termiä haluatte) mahdollisten monttujen tai muiden esteiden ohi. Jos lisäät alaspäin painavaa voimaa, joka ilman downforcea on paino ja downforcen kanssa paino+downforce, ei se jaksakkaan kiertää kyseistä estettä mahdollisimman pienellä energialla. Mallinna tilanne raahaamalla 10 kg säkkiä ylämäkeen ja tee sama suorite 100 kg säkillä. On ihan sama, miten se alaspäin painava voima on tuotettu, se on voitettava, jos aikoo sen esteen kiertää! Tämä voima sitten pyrkii vaikuttaa jousen kautta autoon pyrkien nostamaan sitä, jota tietenkin vastustaa auton oma paino (jos ei vielä ole tullut selväksi, paino on voima, joka tulee kun kerrotaan massa maan vetovoimakiihtyvyydellä). Ja mitä suurempi tämä voimaero on, sitä paremmin rengas kestää tiessä. Kyllä, silloin voisi lisätä auton painoa, mutta se ei ole muiden ajo-ominaisuuksien kannalta järkevää, joten insinöörit ovat päätyneet lisäämään korin alaspäin painavaa voimaa siivillä.

Enpä tiedä, tuliko tuosta yhtään selkeämpi selostus kuin aikaisemmin...

Kiesus mitä soopaa, eihän tuossa ole mitään tolkkua.

 

[Ilu]

Tuli!
Tuo perunasäkki vertaus on juuri toimivaa rautalankaa. Itsekään en aiemmin täysin ymmärtänyt, kun puhe oli vaan että rengas irtoaa tiestä jne. Joka tuntu huonolta jos renkaaseen vaikuttais pirusti downforcea. Mutta tämä toimii.

Eli siis jos siipi olis renkaassa kiinni niin rengas kyllä pysyis tiessä kiinni, mutta sen vieriminen ja siten auton liikkuminen vaatisi kauheesti potkua. Näinkö?

Ei. On ihan sama onko siipi kiinni runkossa vai pyörässä, pyörä kokee ihan yhtä suuren alaspäin suuntautuvan lisävoiman (downforce). Tämä voima pyritään yleensä maksimoimaan ja vaikka se varmasti hieman lisääkin renkaan vierintävastusta on lisäpitona saatu etu huomattavasti suurempi.

Jousituksen toimintaan en ota kantaa kun en ole asiaan perehtynyt, mutta aerodynaamisista voimista vielä sananen. Aerodynaamisesti saavutettu alaspäin suuntautuva voima on sinällään edullista että se on "massatonta". Massan perusominaisuutenahan on liikkeen muutoksen vastustaminen joka on aina ongelmallista kun halutaan jarruttaa, kiihdyttää tai ajaa mutkassa. Aerodynaamisen voiman ainoana huonona puolena on sen mukana yleensä tuleva vastusvoima (drag), joka varsinkin suurissa nopeuksissa saattaa olla merkittävä.

Toivottavasti selvensi jotain, vaikka ehkä vähän ohi alkuperäisestä aiheesta menikin

 

[Juhis]

Ei. On ihan sama onko siipi kiinni runkossa vai pyörässä, pyörä kokee ihan yhtä suuren alaspäin suuntautuvan lisävoiman (downforce). Tämä voima pyritään yleensä maksimoimaan ja vaikka se varmasti hieman lisääkin renkaan vierintävastusta on lisäpitona saatu etu huomattavasti suurempi.

Niin kokee, mutta ajo-ominaisuudet muuttuvat huonompaan suuntaan, jos siipi on suoraan kiinni renkaassa. Lisäpitoa ei muodostu, jos sitä ei pystytä välittämään tiehen. Harvoin nimittäin ajetaan täysin tasaisella. Edelleenkin, ihanne olisi, että kori kestäisi paikallaan kallistelematta tai nousematta mihinkään suuntaan ja jousituksen avulla rengas seuraisi tietä mahdollisimman tarkkaan esteiden ohi.

Tonilla oli mielestäni hyvin selvitetty tämä asia.

Legnumin trollaukseen nyt ei pitäisi vastata mitään, on aina kiva keskustella ihmisten kanssa, jotka mollaavat vain toisten juttuja, mutta eivät perustele väitteitään mitenkään.

 

[Mangelo]

Oletetaan että siiven paino on 0kg. Aivan varmasti se rengas pysyisi paremmin tienpinnassa kiinni, jos siipi olisi pultattu rungon sijaan pyörännapaan.

Pyörään kohdistuisi kokoajan tasainen alaspäinsuuntautuva voima (olettaen että siiven jousittamattomuus ei aiheuta häiriötä downforcen tuottoon töyssyihin ajaessa) ja pyörä pysyisi tiessä kuin liimattu.

Töyssyihin ajo vois ehkä olla brutaalia renkaille. Mutta noin muuten ei downforcen pulttaamisesta olis mitään sellaisia ajettavuushaittoja, kuin esimerkiksi vastaavan painovoiman tuottavan massan pulttaamisesta pyörännapaa.