Sezóna 2022 se bude nést ve znamení jedné z nejrozsáhlejších změn technických pravidel v historii. Ta byla motivována snahou zlepšit závodění „kolo na kolo“ usnadněním jízdy v závěsu za jiným monopostem.
Zadní křídlo a návrat spodního křídla
Zadní křídlo svým tvarem navazuje na nezvyklou podobu toho předního. I jeho rohy jsou zaoblené a navíc zcela vymizela část bočnic nad křídlovými profily. To ovšem neznamená, že vymizí rohové víry, které jsou vidět vždy, když je vlhkost vzduchu vysoká.
Vznikají proto, že proudění z oblasti vysokého tlaku nad křídlem přetéká přes okraj křídla do oblasti nízkého tlaku pod křídlem. Nelze tomu zabránit, a tak je tvůrci pravidel alespoň chytře využili. Odstraněním části bočnice nad křídlem dosáhli toho, že se rohový vír posune níže, díky čemuž pomůže vtáhnout úplav za koly do vzestupného proudu generovaného podlahou, aby se tento špinavý vzduch nešířil do stran, ale byl vymrštěn vysoko nad auto.
Zadní křídlo monopostu z roku 2022 (vlevo) a 2021 (vpravo)
1: DRS klapka
2: DRS aktuátor
3: hlavní profil
4: nosníky zadního křídla
5: koncové části (bočnice)
6: spodní křídlo
Zpět se vrací spodní křídlo, které bylo zakázáno od roku 2014. Oblast nízkého tlaku na jeho spodní straně umístěné těsně nad difuzorem pomůže maximalizovat průtok vzduchu pod podlahou.
Co se týče rozměrů křídla, ty vzrostly opravdu mimořádně. V nejširším místě bude širší o ohromných 18 centimetrů a jeho nejvrchnější část bude sahat o 40 milimetrů výše, do výše 910 milimetrů, díky čemuž bude prostor pro větší zakřivení křídlových profilů pro více přítlaku.
Výška a šířka zadního křídla monopostu z roku 2022 (vlevo) a 2021 (vpravo)
Kromě toho je z bočního pohledu zřejmé, že se prodloužila tětiva křídlových profilů, jelikož maximální prostor, do kterého se musí vtěsnat, narostl z 350 na 415 milimetrů.
Délka prostoru pro křídlové profily zadního křídla monopostu z roku 2022 (vlevo) a 2021 (vpravo)
Odstranění části bočnice nad křídlem bude mít ještě jeden efekt. Jelikož vzduch z oblasti vyššího tlaku nad křídlem může snáze unikat pod křídlo, oslabí se schopnost křídla generovat přítlak. Čím blíže k okrajům, tím méně přítlaku se tam bude dát vytvářet. Proto bude efektivnější mít křídlo hlouběji prohnuté směrem doprostřed, kde se bude vytvářet nejvíce přítlaku a okrajové části křídla budou méně zatíženy.
A konečně bychom neměli zapomínat na DRS (aktivní aerodynamický prvek na redukci odporu snížením náběhového úhlu horní klapky). Nadále zůstává, přestože na vystavovaných prototypech absentoval.
Zavěšení a odpružení kol
Výhodou nových pneumatik je, že jejich tužší konstrukce bočnic jim neumožní deformovat se tak moc, jak se deformovaly 13palcové pneumatiky s vysokým profilem. Ty fungovaly jako jakási netlumená pružina, takže odváděly část práce odpružení kol a přitom způsobovaly problémy s tím, jak jejich pružnost utlumit. Díky tomu se nyní možná do určité míry návrh odpružení zjednoduší.
Zadní náprava; ve vložce je vidět řez inerterem s kuličkovým šroubem (žlutá barva zvýrazňuje setrvačník na matici, který rotuje v těle inerteru); zdroj: Mercedes-AMG F1/tech
1: inerter
2: třetí pružina
3: torzní tyč
4: tlumič
5: stabilizátor
6: těhlice
7: pull-rod
8: horní A-rameno
9: spodní rameno
A pokud by se o zjednodušení systémů zavěšení a odpružení kol nepostaraly samotné pneumatiky, zcela jistě se o to postarají pravidla přinášející celou řadu nových zákazů.
Začněme zákazem inerteru, který od vítězné premiéry na monopostu Kimiho Räikkönena ve Velké ceně Španělska 2005 pomáhal udržet pod kontrolou oscilující bočnice pneumatik.
Inerter
Inerter je mechanické nebo hydraulické zařízení, které doplňuje další konstrukční prvky systému odpružení jako jsou pružiny a tlumiče.
Často bývá nesprávně označován za tlumič, ale na rozdíl od tlumičů, které jsou citlivé na rychlost – zkrátka čím rychleji se píst v tlumiči pohybuje, tím větší odpor klade – inerter je citlivý na zrychlení. Pokud se jeho konce pohybují konstantní rychlostí, síla působící proti tomuto pohybu je menší než když se pohyb zrychluje nebo zpomaluje. Jinými slovy, má vyšší odpor ke změně rychlosti pohybu zavěšení.
Další rozdíl mezi tlumičem a inerterem je v tom, že zatímco tlumič kmity absorbuje a rozptyluje kinetickou energii (mění ji na teplo), inerter, stejně jako pružina, energii uchovává a uvolňuje, čímž vyrovnává i takové kmity, na které nedokážou reagovat konvenční tlumiče.
Zavěšení kol monopostů F1 už dávno není jen o maximalizaci mechanické přilnavosti, ale stále více pozornosti se dostává jeho druhé důležité funkci – kontrole aerodynamické platformy. Nápravy se proto rozvinuly do nadmíru komplexních systémů, čemuž FIA nyní dala stopku a vrací je zpět ke kombinaci konvenčních vinutých pružin, resp. torzních tyčí s klasickými tlumiči.
Zakázány jsou prvky hydropneumatického odpružení. Také se zakazují i řešení s nadměrnou hysterezí, což je namířeno proti efektu, který týmy využívají dlouhodobě, ale obzvlášť velkou pozornost vzbudil, až když ho loni Mercedes dovedl do extrému. Projevovalo se to nepřehlédnutelným sedáním zadní nápravy na rovinkách.
Třetí pružina zadní nápravy byla schopna odolávat velmi vysokému zatížení, aby k jejímu stlačení došlo až při maximální rychlosti na rovince a zároveň stačil jen malý pokles zatížení při zpomalování, aby se v brzdné zóně náhle vrátila do klidového stavu. Toto chování lze nazvat nadměrnou hysterezí.
Prvky předního zavěšení kola Mercedesu (všimněte si vysoko položeného uchycení vnějšího konce horního A-ramene k těhlici – od roku 2022 je zakázáno); zdroj: Mercedes-AMG F1
V neposlední řadě je zakázáno, aby se vnější konce prvků nápravy upevňovaly k těhlici mimo prostor ráfku – tedy ve stylu zavedeném v roce 2017 týmy Mercedes a Toro Rosso. Toto řešení vzniklo ze striktně aerodynamických důvodů a od té doby se z něj stal hit, který si osvojily téměř všechny týmy.