Pelkän rungon downforce

[Japp]

Tuskin pelkkä monokokki pahemmin downforcea tuottaa. Kysymys kuuluukin, että mitä rungoksi lasketaan. Jos kuvitellaan, että kaikki muu paitsi siivet ja ilmanohjaimet ovat runkoa niin kyllähän rungon katteet ja pyörätuennan tukivarret tuottaa jonkin verran downforcea. Jos taas ajatellaan pelkkä monokokki ilman kaikkia katteita ja pohjalevyä rungonksi niin tuskin pahemmin downforcea tulee, mieluimmin lentokone. Epäilen vielä eri talleilla olevan aika erilaiset runkorakenteet vaikka autot katteiden kanssa näyttääkin aikalailla samalta.

 

[Juhis]

There is no such thing as free lunch....

Aerodynaamisen pidon tuottaminen vaatii voimaa, tuo voima pitää välittää ajoalustaan renkaiden kautta. Aerodynamiikka nyt noin kuitenkin toimii pumppuna joka tekee työtä ja lopulta kriittinen kysymys on pumpun hyötysuhde. Karkeasti, peruskoulyfyssalla, pumpun vaatima teho näkyy ilmanvastuksena, jonka voittamiseksi tehdään työtä, ja pumpun antama teho näkyy autoa ajoalustaan painavana voimana, joka tekee työtä sekä paino-, että ajoalustan tukivoimaa vastaan kun autoa ajetaan ylösalaisin katossa (ko työ hävinnee lämmöksi renkaisiin ja iskareihin).

Siis ilmavirrasta seuraavan autoa alustaan painavan voiman pitää olla suuruusluokkaltaan karkeasti auton massasta johtuvan painon ja ilman vastuksen summa (renkaiden kitkakertoimesta tulee jonninmoinen epälineaarinen transformaatio), muuten auton vauhti hidastuu, käytettävissä olevasta tehosta riippumatta. Voi olla että oon mettässä, kun en ole asiaa sen tarkemmin pohtinut, enkä siitä juuri mitään tiedä, mutta en niin pahasti kuin ilmaisen lounaan kinuajat.

Appropo ilmanvastusvoimalle saa jonniin moisen estimaatin esim olettamalla muut vastusvoimat merkityksettömiksi ja mittaamalla vakionopeuden ylläpitämiseksi vaaditun tehon, siitä pääse sitten jo takarenkaillta vaadittuun pitoon aika helposti kun muistaa, että teho on nopeuden ja voiman tulo.....

P = W d/dt
W = Fs

P = (FS)d/dt => oletetaan F vakioksi ajan suhteen jolloin F:n derivaatta d/dt häviää => P = FSd/dt = Fv voila...

Nyt mentiin jo lukio fyssaan...

Jaa en huomannutkaan tuota editoinnilla lisättyä osaa. En oikein ymmärrä, miten teho on yhtäkuin Fv? Jos haluaa laskemalla estimoida ilmanvastusvoiman, voi sen laskea määrittämällä kertoimen k, kun tiedetään että ilmanvastus kasvaa nopeuden neliössä. Kerroin k käsittää pinta-alat ja kaiken muun aiheeseen vaikuttavan. Tiedetyn tehon ja maksiminopeuden avulla määritellään Fmaksimi, jonka pitää yhtälö Fvastus=k*V^2 saavuttaa halutulla nopeudella. Tosin tässä tapauksessa tämä on ihan turhaa työtä, koska ilmanvastus on ihan tarpeeton tieto downforcea tietyllä nopeudella laskettaessa.

by Toni_V:
Ja samasta syystä F1 -autolla ei oikeasti voi ajaa ylösalaisin. Polttoaineen syöttö ei toimisi, eikä todennäköisesti voitelukaan koneessa.

Wrong...Kuivasumppuvoitelujärjestelmä huolehtii voitelunsaannista ja alipaineistettu bensapumppusysteemi polttoaineen saannista vaikka autolla ajaisi katollaan tai vaikka kyljeltään. Johan lentokoneilla on lennelty väärinpäin lähes sata vuotta, miksei siis väärinpäin ajaminen onnistuisi Formulalla moottorin puolesta?

Vielä ei ole löytynyt yhtään järkevää syytä, miksei formulalla voisi ajella katossa...

 

[Rip3]

Vielä ei ole löytynyt yhtään järkevää syytä, miksei formulalla voisi ajella katossa...

Vielä ei ole löytynyt yhtäkään järkevää syytä, miksi formulalla pitäisi ajaa katossa! Mutta tämänkaltaista juttua se off-season tuottaa joka vuosi

 

[Ghost_Glove]

Auton tuottama downforce ei vaikuta siihen veteen, vaan ainoastaan autoon, joten kyllä se vesi sieltä pullosta tulisi ulos formula-auton sisälläkin. Samoin tulisi kuski, ellei olisi vöillä kiinni.

Jep jep... Tarpeellinen kommentti.
Oletuksena toki voi pitää, että bensatankin korkki on kiinni kuten on myös jäähdytysveden paisuntasäiliön korkki jolloin se vesi kyllä pysyy sielä rungon sisäpuolella...

Muihin tuossa tulikin jo hyvät vastaukset...
Eli pitäiskö börnieelle ehdottaa, että monacon tunneliin laitettas kolmiulotteinen shikääni...

 

[Oho]

Jaa en huomannutkaan tuota editoinnilla lisättyä osaa. En oikein ymmärrä, miten teho on yhtäkuin Fv? Jos haluaa laskemalla estimoida ilmanvastusvoiman, voi sen laskea määrittämällä kertoimen k, kun tiedetään että ilmanvastus kasvaa nopeuden neliössä.

Kuten sanottu kun autoa ajetaan tasaisella nopeudella niin suunnilleen ainoa voima, joka takarenkaiden kautta siirrettävän tehon tuottamalla voimalla on voitettavanaan on ilmanvastus. Silloinhan ilmanvastuksesta saa epäsuoran estimaatin kattomalla padan tai oikeasti vetopyörästön tehokäppyrästä kuinka paljon tehoa tarvitaan jos sattuu tietämään käyntinopeuden

Miten toi lasku meni..

Teho työn ensimmäinen aika derivaata P = dW/dt

Toisaalta tehty työ on matkan ja voiman tulo W = Fs ... derivoidaan ajan suhteen voila...

W d/dt = (FS)d/dt = dF/dt*s + F*ds/dt = P

nyt kun voima on ajansuhteen vakio häivää termi dF/dt*s ja jäljelle jää termi F*ds/dt = Fv kun muistaa, että nopeus on paikan eka aikaderivaatta.. voila.. lukio fyssaa muistaakseni, en tosin ole fyssaa sitten 80 puolen välin lukenut.

Teho on kumma epeli siksi suihku- ja rakettimoottorille ei ilmoiteta tehoa vaan työntövoima,

 

[Juhis]

Kuten sanottu kun autoa ajetaan tasaisella nopeudella niin suunnilleen ainoa voima, joka takarenkaiden kautta siirrettävän tehon tuottamalla voimalla on voitettavanaan on ilmanvastus. Silloinhan ilmanvastuksesta saa epäsuoran estimaatin kattomalla padan tai oikeasti vetopyörästön tehokäppyrästä kuinka paljon tehoa tarvitaan jos sattuu tietämään käyntinopeuden

Miten toi lasku meni..

Teho työn ensimmäinen aika derivaata P = dW/dt

Toisaalta tehty työ on matkan ja voiman tulo W = Fs ... derivoidaan ajan suhteen voila...

W d/dt = (FS)d/dt = dF/dt*s + F*ds/dt = P

nyt kun voima on ajansuhteen vakio häivää termi dF/dt*s ja jäljelle jää termi F*ds/dt = Fv kun muistaa, että nopeus on paikan eka aikaderivaatta.. voila.. lukio fyssaa muistaakseni, en tosin ole fyssaa sitten 80 puolen välin lukenut.

Teho on kumma epeli siksi suihku- ja rakettimoottorille ei ilmoiteta tehoa vaan työntövoima,

Jaa, tarkoitit siis Fv:llä F*v eli voima kertaa nopeus, etkä F alaindeksi v. Eli luulin että tarkoitit siitä tulevan vastusvoima. Totta puhut, laskutoimituksesta tulee teho, tosin mielestäni aika tarpeetonta kaavojen pyörittelyä, koska mulle ainakin on kyseinen tehonkaava melekosen itsestäänselvyys, en vain heti tajunnut mitä tarkoitit.

 

[pyrydaman]

Wrong...Kuivasumppuvoitelujärjestelmä huolehtii voitelunsaannista ja alipaineistettu bensapumppusysteemi polttoaineen saannista vaikka autolla ajaisi katollaan tai vaikka kyljeltään. Johan lentokoneilla on lennelty väärinpäin lähes sata vuotta, miksei siis väärinpäin ajaminen onnistuisi Formulalla moottorin puolesta?

Vielä ei ole löytynyt yhtään järkevää syytä, miksei formulalla voisi ajella katossa...

sano mulle 1 lentokone missä on v8. tähtimoottori toimii PIKKUSEN eri tavalla ku kuivasumppu 8. lisäks mitenkähän se alipaine siihen ylösalasin ajeluun vaikuttaa? ei se alipaine painovoimaa kumoa. se mitä on kerääjässä se voi ajaa katossa, enempää ei saa kerättyä ku löpö on tankin katossa. lisäksi lentokoneilla voi joutua lentämään ylösalaisin joten se otetaan suunnitteluvaiheessa huomioon. formuloihin ei tasan tarkaan suunnitella mitään ominaisuuksia mitä sinne ei tarvitse.
ja japp, lentokoneen on tarkoitus tuottaa pieni noste mahdollisimman pienellä ilmanvastuksella. f1sen rungon on tarkoitus tuottaa mahdollisimman suuri df, ilmanvastuksella ei ole niin suurta painoarvoa suhteessa. diffuuseri tuottaa 600-700kg downforcea, ei ihan vastaa lentokonetta

 

[Lonso_567]

f1sen rungon on tarkoitus tuottaa mahdollisimman suuri df, ilmanvastuksella ei ole niin suurta painoarvoa suhteessa

Vastuksella on tietenkin paljon merkitystä. On ratkaisevaa, kulkeeko formula suoralla 303 vai 318km/h.

 

[Suomen Huippu]

IS Formula-liitteessä 2006 kerrottiin, että F1-auto voisi ajaa ylösalaisin tunnelissa, jos vauhti on yli 130 km/h. Vai olikohan se 230 km/h. Mutta moottorin yms. kanssa voisi olla ongelmia.

 

[pyrydaman]

Vastuksella on tietenkin paljon merkitystä. On ratkaisevaa, kulkeeko formula suoralla 303 vai 318km/h.

on tietenkin paljon merkitystä, muttei samassa suhteessa. ja maaefektin hyötykerroin, downforcen suhde ilmanvastukseen on huomattavasti edukkaampi kuin siivillä. jos pohjasta saadaan suurempi downforce vastuksen kustannuksella, voidaa ajaa pienemmillä siivillä ja sitä kautta saavuttaa parempi suoranopeus

 

[Lonso_567]

IS Formula-liitteessä 2006 kerrottiin, että F1-auto voisi ajaa ylösalaisin tunnelissa, jos vauhti on yli 130 km/h. Vai olikohan se 230 km/h. Mutta moottorin yms. kanssa voisi olla ongelmia.

IS toimittaja teki tietenkin sen virheoletuksen, että auton painoa vastaava downforce riittää.

on tietenkin paljon merkitystä, muttei samassa suhteessa. ja maaefektin hyötykerroin, downforcen suhde ilmanvastukseen on huomattavasti edukkaampi kuin siivillä. jos pohjasta saadaan suurempi downforce vastuksen kustannuksella, voidaa ajaa pienemmillä siivillä ja sitä kautta saavuttaa parempi suoranopeus

Aivan. downforce/vastus ratkaisee formulallakin. Ja tietenkin autolla downforcen ja koneella nosteen pitää olla suunniteltu optimaaliselle toiminta-alueelle.

 

[mp4-13]

http://www.modellflug.ch/igwarbird/fotos/kulm96/003.JPG
Tässä on V12... Pystyy lentämään ylösalaisin:alppu:

 

[Toni_V]

....
Wrong...Kuivasumppuvoitelujärjestelmä huolehtii voitelunsaannista ja alipaineistettu bensapumppusysteemi polttoaineen saannista vaikka autolla ajaisi katollaan tai vaikka kyljeltään. Johan lentokoneilla on lennelty väärinpäin lähes sata vuotta, miksei siis väärinpäin ajaminen onnistuisi Formulalla moottorin puolesta?

Vielä ei ole löytynyt yhtään järkevää syytä, miksei formulalla voisi ajella katossa...

F1-Racingissä oli jokunen vuosi sitten harhaluuloja f-ykkösistä. Siinä erinäiset asiantuntijat selittelivät miksi jotkuit jutut ovat urbaania legendaa.

Yksi näistä vääristä uskomuksista on tuo ylösalaisin ajelu. Siihen joku auton suunnittelija selitteli ettei polttoaineen syöttö toimi väärin päin.

Uskoisin kyllä että olisi mahdollista rakennella auto niin että se toimisi myös ylösalaisin, mutta ainakin joku vuosi sitten tilanne oli siis vielä näin.

Sutisivatko sitten renkaat ylösalaisin?
Eivät ainakaan riittävässä vauhdissa. Täälläkin on jo todettu tuo tarina että _downforcen puolesta_ ylösalaisin ajelu voisi onnistua 130-180 km/h nopeudessa (riippuen vuodesta ja df säädöistä). Käytetään lähtöarvona vaikka 150 km/h:

Silloin auto painuu maata vasten
150 km/h 680kg auto+680kg DF = 1,4 t
300 km/h 680kg auto+2700kg DF = 3,4 t

Ylösalaisin:
150 km/h -680kg auto+680kg DF = 0 t
300 km/h -680kg auto+2700kg DF = 2 t =joka riittää tarvittavan tehon siirtämiseen renkaista tiehen.

Mutu-tuntumalla jossain vaiheessa alle 300 km/h tulee tuo pito rajoittavaksi.

 

[justF1fan]

Minkäslaiset bensatankit noissa on, jos bensansyöttö ei toimi ylösalaisin?
Ihan näin äkkiseltään ajateltuna, tuntuisi siltä, että kun ajetaan mutkaan "6g voimalla", on tyhjähkössä tankissa aika tasan tarkkaan kaikki bensa toisella laidalla. Eli ei ihan perinteisen auton tyyliin "letku tankin keskellä". Toisaalta voihan se olla että siinä on vain letkut molemmilla laidoilla, edessä ja takana? Bensapumpusta eteenpäinhän ei ole bensansyötön kannalta yhtään mitään väliä, mitenpäin moottori on.
Toisaalta eipä formulassa välttämättä ole mitään tarvetta varautua siihen, että bensa on tankin katossa, mutta ei tuo nyt varmaan kovin kummoinen muutos autoon olisi, jos oikeasti haluttaisiin testata katossa ajamista.

 

[Oho]

Minkäslaiset bensatankit noissa on, jos bensansyöttö ei toimi ylösalaisin?
Ihan näin äkkiseltään ajateltuna, tuntuisi siltä, että kun ajetaan mutkaan "6g voimalla", on tyhjähkössä tankissa aika tasan tarkkaan kaikki bensa toisella laidalla.

Niissä on kaksikammioinen tankki, jossa heikommat pumput pumppaa pieneen keruutankkiin päätankista ja tehopumput keruutankista etiäpäin koneelle. Muistatko BAR Honda sekoilun, siinähän kyse oli keruutankkiin jääneestä bensasta.

Kummasti BAR Hondan kohdalla mahdollisuus huijata oli riittävä tuomitsemisperuste mutta..

 

[DaSilva]

Kerro nyt kun alotit..

 

[Juhis]

sano mulle 1 lentokone missä on v8. tähtimoottori toimii PIKKUSEN eri tavalla ku kuivasumppu 8. lisäks mitenkähän se alipaine siihen ylösalasin ajeluun vaikuttaa? ei se alipaine painovoimaa kumoa. se mitä on kerääjässä se voi ajaa katossa, enempää ei saa kerättyä ku löpö on tankin katossa. lisäksi lentokoneilla voi joutua lentämään ylösalaisin joten se otetaan suunnitteluvaiheessa huomioon. formuloihin ei tasan tarkaan suunnitella mitään ominaisuuksia mitä sinne ei tarvitse.
ja japp, lentokoneen on tarkoitus tuottaa pieni noste mahdollisimman pienellä ilmanvastuksella. f1sen rungon on tarkoitus tuottaa mahdollisimman suuri df, ilmanvastuksella ei ole niin suurta painoarvoa suhteessa. diffuuseri tuottaa 600-700kg downforcea, ei ihan vastaa lentokonetta

Ei siellä katossa ole tarkoitus mitään tyyliin 24 tunnin maratonkilpailua ajella, vaan se jo todistaa, että formulalla voi ajaa katossa, kunhan vain sillä pystyy käydä vetäisemässä jonkinlaisen pyrähdyksen katossa ja tämä pystytään toistamaan. Kerääjässä oleva polttoaine riittää tähän loistavasti.

Sehän on itsestäänselvää, että lentokoneilla otetaan väärinpäinlento-ominaisuudet huomioon suunnitteluvaiheessa, eikä formulaan suunnitella mitään ylimääräistä. Mutta F1:sen suunnittelussa on otettava huomioon monta-asiaa, jotka vastaavat suoraan lentokoneiden suunnittelua. Jos halutaan pidempiaikaista katossa ajoa, pienellä suunnittelumuutoksella mainitsemasi tankkiasia on helposti hoidettavissa pois, Ohon mainitsema tuplatankki+kerääjäjärjestelmällä tai vaikkapa Kevlarpussilla, joka pienenee sitä mukaa kuin tankki tyhjenee.

Tässähän joutuu jopa hieman tekemään töitä vääriä väitteitä kumotakseen. Lentokoneissa käytettävistä V-moottoreista löytyy tarinaa wikipediasta ihan älyttömästi, jos vain vähän vaivautuu ottamaan selvää aiheesta. Wikipedia listaa tälläisen määrän lentokoneiden moottoreita, ja jo listan alussa voi huomata jo nimestä, että sieltä löytyy V-moottoreita. Sylinterien lukumäärällä ei ole tässä asiassa mitään merkitystä, mutta löytyy sieltä V8-moottoreitakin, esim.Curtis OX-5.

Voisit kertoa vähän tähtimoottorin ja V-moottorin eroista, jos kerran tähtimoottorilla ja V-moottorilla on suuret erot. Eikö tähtimoottori perustukkaan polttoaineen muuttamiseen energiaksi moottorin sisällä, kuten V-moottorissa tapahtuu?

 

[Juhis]

F1-Racingissä oli jokunen vuosi sitten harhaluuloja f-ykkösistä. Siinä erinäiset asiantuntijat selittelivät miksi jotkuit jutut ovat urbaania legendaa.

Yksi näistä vääristä uskomuksista on tuo ylösalaisin ajelu. Siihen joku auton suunnittelija selitteli ettei polttoaineen syöttö toimi väärin päin.

Hmmm...mielenkiintoista. Oliko kyseessä ihan joku oikea auton suunnittelija, eikä F1-racingin oma Heikki Kulta, jolla on vain mutu- ja vasemmalla korvalla kuultua tietoa? Kerrottiinko siinä tarkemmin syytä, miksei polttoaineen syöttö toimisi?

Uskoisin kyllä että olisi mahdollista rakennella auto niin että se toimisi myös ylösalaisin, mutta ainakin joku vuosi sitten tilanne oli siis vielä näin.

Sutisivatko sitten renkaat ylösalaisin?
Eivät ainakaan riittävässä vauhdissa. Täälläkin on jo todettu tuo tarina että _downforcen puolesta_ ylösalaisin ajelu voisi onnistua 130-180 km/h nopeudessa (riippuen vuodesta ja df säädöistä). Käytetään lähtöarvona vaikka 150 km/h:

Silloin auto painuu maata vasten
150 km/h 680kg auto+680kg DF = 1,4 t
300 km/h 680kg auto+2700kg DF = 3,4 t

Ylösalaisin:
150 km/h -680kg auto+680kg DF = 0 t
300 km/h -680kg auto+2700kg DF = 2 t =joka riittää tarvittavan tehon siirtämiseen renkaista tiehen.

Mutu-tuntumalla jossain vaiheessa alle 300 km/h tulee tuo pito rajoittavaksi.

Heh, hyvä että täällä muutkin yrittää vähän laskeskella kuin mä ja Oho. Itseasiassa aika hyvin yksinkertaistettu asia ilman todellisia laskelmia, jollaisia mä tein. Sutimiselle laskettu rajanopeus tosin selviää mun laskuista vähän uskottavammin kuin sun mutusta. :thumbup:

Sen verran täytyy pilkkua viilata, koska sama erhe on sattunut jo useammin muutaman viestin sisällä: Downforce ei tuota kilogrammoja mitään, vaan Newtoneita. Kg on massan yksikkö ja Newton on voiman. Auton massa ei lisäänny, vaikka siihen vaikuttaa downforce, vaan tiehen painava voima on se joka lisääntyy.

 

[2Lman]

Unohtakaa ajatus downforcen nelinkertaistuminen nopeuden kaksinkertaistuessa, kun puhutaan F1:stä. En tiedä, millaisella suhteella liikutaan, muttei lähellekään siten käyttäydy.

Funtsatkaa jousituksen reagointia, jos paino enemmän kuin viisinkertaistuisi?Millainen olisi vaikutus renkaissa? Renkaassa todennäköisesti kehä kasvaa nopeuden noustessa, mutta jousitus laskee runkoa, jolloin downforceen ja vastukseen vaikuttavia asioita tulee mukaan ja niihin voidaan vaikuttaa, kehittämällä aerodynamiikkaa ja jousitusta.

Nykyäänkin vielä näkee kenties sadan bensalitran (70kg) vaikutuksen, kun auto pohjaa epätasaisuuksissa täydellä tankilla, muttei tyhjällä. Tottakai massan iskevä ts. suuntaa vastustava vaikutus on siellä downforcen lisänä, mutta onpahan yksi vertailukohta.

 

[Juhis]

Unohtakaa ajatus downforcen nelinkertaistuminen nopeuden kaksinkertaistuessa, kun puhutaan F1:stä. En tiedä, millaisella suhteella liikutaan, muttei lähellekään siten käyttäydy.

Meidän siis pitäisi unohtaa perusfysiikasta tuttu, todella monilla mittaustuloksilla oikeaksi todettu, suure F1:sen kohdalla? Sinun mielestäsi siis F1-auton siivet eivät toimi yhtä tehokkaasti kuin esimerkiksi lentokoneen siivet, vaan paljon heikommin ja käytännössä täysin eri fysiikanlakien mukaan? Väitteesi kaipaa todella hyviä perusteluja, ettei sitä tarvitsisi tuomita suoraan tietämättömyyden aiheuttamaksi mutuksi tai puhtaaksi trolliksi.