התקנות הטכניות לעונת 2011 – כל השינויים והחידושים

המאמר שלפניכם הוא תרגום של מאמר שנכתב על ידי קרייג סקרבורו, עיתונאי פורמולה אחת מוערך ביותר העוסק אך ורק בצד הטכני של הסדרה. סקרבורו כתב בעבר עבור "אוטוספורט", כמו גם עבור מגזינים נחשבים אחרים. את הגרסא המקורית של המאמר ניתן לקרוא בבלוג של קרייג (באנגלית).

התאחדות הספורט המוטורי העולמית פרסמה לאחרונה, באיחור קל, את התקנות הטכניות לעונת 2011. התקנות החדשות לא כוללות חידושים מרעישים או בלתי-צפויים, והשינויים העיקריים הם, כידוע, איסור על שימוש בדיפיוזרים כפולים (Double Deck Diffusers) ובמערכות המאפשרות "הזדקרות" של הכנף האחורית, לפי דרישת הנהג (F-Ducts). כדי להפוך את האיסור האחרון לאפקטיבי, ייאסר השימוש בכנף אחורית בעלת משטחים מחורצים. החידושים כוללים חלוקת משקל מנדאטורית וכנפיים אחוריות מתכווננות.

להלן נביא את השינויים העיקריים בתקנות (ניתן לצפות בגרסא המלאה של התקנות כאן ? באנגלית).

איסור על חיבור "סנפיר הכריש" לכנף האחורית

sharkfin

איסור זה נועד גם הוא לסייע במניעת השימוש במערכות המאפשרות "הזדקרות" של הכנף האחורית, וכן מטרתו לצמצם את גודלו של "סנפיר הכריש" באופן כללי. תקנה 3.9.1 מונעת, אם כן, חיבור של חלקי מרכב לכנף האחורית.

איסור על שימוש בכנף אחורית תחתונה (Beam Wing) בעלת משטחים מחורצים

beamwing

למעט בתוך האזור המותר, שרוחבו 15 ס"מ בדיוק במרכז הכנף, לא ניתן יהיה ליצור חריצים בכנף זו, ולפיכך לא ניתן יהיה להשתמש בה כאלמנט "ננשף". קבוצת וויליאמס הייתה היחידה שהשתמשה בפתרון מסוג זה בעונה החולפת, ותאלץ לוותר עליו. תקנה 3.10.1 עוסקת בעניין זה, ועוזרת לכפות מחדש את הכלל הבסיסי לפיו הכנף האחורית התחתונה צריכה להיות בנויה מאלמנט אחד בלבד.

איסור על שימוש במשטחים מחורצים בכנף האחורית העליונה

rearwing

כמו הכנף האחורית התחתונה, כך גם בכנף האחורית העליונה לא ניתן יהיה להשתמש באלמנטים מחורצים, מחוץ לתחום שרוחבו 15 ס"מ בדיוק במכרז הכנף. באופן זה ניתן יהיה למנוע את השימוש במערכות המאפשרות "הזדקרות" של הכנף האחורית, לפי דרישת הנהג (F-Ducts), כמו גם מערכות כאלה הפועלות באופן פאסיבי, ואשר נעשה בהן שימוש בשנים האחרונות.

הגבלות על תכנון עמודי התמיכה של הכנף האחורית

wingpylons

תקנה 3.10.9 קובעת מגבלות הדוקות לגבי המספר המקסימאלי של עמודי התמיכה של הכנף האחורית (2), עוביים וחתך הרוחב שלהם.

הבהרה בעניין פתח הגישה למתנע

starter

אחרי שמספר קבוצות ניצלו לרעה את התקנות הקודמות בעניין זה, ותכננו פתחי גישה גדולים מדי עבור המתנע, כך שיסייעו בהגדלת כוח ההצמדה של הדיפיוזר, החליטה ההתאחדות לפרסם הבהרה בעניין זה במהלך העונה החולפת ? וזו קיבלה כעת ביטוי רשמי בתקנה 3.12.7.

איסור על שימוש בדיפיוזרים כפולים (DDD) או "נשופים" (EBD)

ddd_ebd

פרצה בתקנות המגדירות כיצד יש לבנות את רצפת המכוניות אפשרה לקבוצות ליצור בשתי העונות האחרונות דיפיוזרים "כפולים" (Double Deck Diffusers); אך לא עוד. אותה פרצה התירה בעצם לפתוח פתחים בקיר האנכי שבין מישור ההתייחסות (reference plane) והמישור העליון (step plane), דרכם ניתן היה להזין עוד את הדיפיוזר. הקבוצות לא הסתפקו בזה ויצרו פתחים נוספים בחלקם הקדמי של הדיפיוזרים, כדי להעביר דרכם גזי פליטה מהאגזוזים, לטובת העצמת אפקט ההצמדה. תקנות 3.12.9-11 אוסרות פתחים כאמור, למעט בתחום של 50 מ"מ בצדו החיצוני של הפיצול בין הרצפה והדיפיוזר. הבהרה נוספת בעניין זה קובעת כי המתלים לא ייכללו בנקודות המדידה המגדירות את הרצפה התחתונה, לאחר שבעבר ניצלו הקבוצות את התקנות כדי להציב חלקי מתלה לאורך הצד העליון של הפתחים בדיפיוזר.

F-DUCT בשימוש ידני

fduct

למרות ביטול הפרצה בתקנות שאפשרה את השימוש במערכות F-Duct, תקנה 3.15 מוסיפה וקובעת כי כל מערכת, מתקן או פרוצדורה העושים שימוש בתנועת נהג לשם השפעה על המאפיינים האירודינמיים של המכונית, היא אסורה. כך מקווה ההתאחדות למנוע מהקבוצות לפתח מתקנים שיפעלו כדי לחבל בזרימת האוויר, כפי שפעלו מערכות F-Duct, באזורים אחרים, כגון: הכנף הקדמית, כונסי האוויר הצדדיים הדיפיוזר.

איסור על התקנת מפצל קדמי תחתון גמיש

splitter

גם במקרה זה מדובר, למעשה, בהבהרה שפורסמה על ידי ההתאחדות במהלך העונה החולפת וכעת נכללת באופן רשמי בתקנות. במהלך עונת 2010 עלתה השערה, לפיה חלק מהקבוצות עושות שימוש במפצל קדמי תחתון (המחבר בין "מגש התה" לחלק התחתון של האף) המסוגל להתכופף כלפי מעלה, וזאת על מנת לאפשר לחלקה הקדמי של המכונית להתקרב אל האספלט, כדי להגביר את יעילותה של הכנף הקדמית. תקנה 3.17.5 קובעת הגבלות חמורות יותר על תכנון אזור זה ומגדירה מבחנים נוקשים יותר לגביו.

כנף אחורית מתכווננת

rw_adj

שינוי זווית ההתקפה של הכנף הקדמית על ידי הנהג, כפי שהותר בתקנות הקודמות, נאסר, ובמקום זה ניתן יהיה כעת לשנות את זווית ההתקפה של הכנף האחורית. הסיבה לשינוי היא שהציפייה, לפיה שינוי זווית ההתקפה של הכנף הקדמית יאפשר השגת אחיזה גבוהה יותר בזמן עקיבה אחר מכונית אחרת, התבררה כשגויה. הכנף הקדמית המתכווננת הפכה כלי בידיהם של הנהגים לאיזון ההתנהגות עם הירידה במשקל הדלק, או כתגובה לשינוי בתנאים אחרים. קבוצת העבודה לעניינים טכניים של ההתאחדות מצאה ששינוי זווית ההתקפה של הכנף האחורית, והקטנת הגרר, תהווה פתרון יעיל יותר לשיפור יכולת העקיפה. לפיכך, המדף העליון של הכנף האחורית ינוע על ציר שיותקן לרוחב צידו האחורי ביותר, ואשר יאפשר להגדיל את החריץ שבין שני המדפים של הכנף עד כדי 40 מ"מ לערך (החל ב-10-15 מ"מ במצב "סגור" ועד 50 מ"מ במצב "פתוח"). פעולה זו תפרוק את העומס האירודינמי המופעל על המדף בדרך כלל, ותפחית את הגרר.

במהלך מקצי אימון, ובמקצה הדרוג, ניתן יהיה להשתמש במערכת באופן חופשי לחלוטין, כך שלטובת השגת זמן הקפה אידיאלי, ברגע שהמכונית נמצאת במצב של חוסר-תלות אירודינמי (בישורות ארוכות או בפניות מהירות) יהא על הנהג להפעיל אותה, בדיוק באותו אופן שבו הפעילו הנהגים מערכות F-Duct בעונה החולפת. אמנם מדובר בהפרעה מסוימת לתהליך הנהיגה, אך לפחות באמצעות המערכת הזו הנהגים יוכלו להשאיר את שתי הידיים על ההגה ולא יצטרכו להשתמש באחת מהן כדי לכסות קצה צינור המונח לצד התא.

במהלך מרוץ, לא ניתן יהיה להפעיל את המערכת בשתי ההקפות הראשונות. לאחר מכן, כאשר נהג יהיה במרחק של פחות משנייה מנהג יריב, בנקודות ספציפיות לאורך המסלול, שיוגדרו מראש ויבוקרו על ידי המערכת למדידת זמנים של ההתאחדות, הוא יקבל סימן באמצעות נורה על ההגה המתיר לו להפעיל את המערכת. הכנף האחורית תחזור למצבה הרגיל ברגע שהנהג יניח את רגלו על הבלמים, לראשונה לאחר הפעלת המערכת.

חלוקת משקל מנדאטורית

weight

המעבר לצמיגי "פירלי" ילווה באופן חד-פעמי בחלוקת משקל מנדאטורית. משקל המינימום של המכוניות בעונה הבאה יעמוד על 640 ק"ג, כך שהמשקל המינימאלי הקבוע לכל ציר (ראה תמונה), מגדיר חלוקת משקל הנעה בין 45.5-46.7% על הציר הקדמי, לעומת 53.3-54.5% על הציר האחורי; הסטייה, ביחס למקובל בעונה החולפת, היא באחוזים בודדים.

רצועות אבטחה כפולות לגלגלים

tethers

כדי לסייע בשיפור הבטיחות, מחייבות התקנות החדשות לאבטח את גלגלי המכוניות ברצועות כפולות. על כל רצועה לעבור דרך מוט מתלה אחר, וכן עליה להיות בעלת נקודות חיבור עצמאיות על אוזן המתלה (Upright) ? החיבור השמאלי בתמונה ? והשלדה (החיבור הימני). השינויים כאמור לא אמורים להשפיע על הביצועים, אולם הרצועות והחיבורים יוסיפו משקל, והם מהווים את אחת הסיבות להגדלת משקל המינימום של המכוניות בעונה הבאה, לצד לוחות ההגנה המיוחדים שיוצבו מסביב לתא הנהג, למניעת חדירה של עצמים.

הגבלות על עיצוב חישורי הגלגלים

wheel

לאחר שנכנס לתוקפו האיסור על שימוש בכיסויים סטאטיים לגלגלים הקדמיים, ועיצובם של החישוקים הוגדר בתקנות, בוודאי היו מי שהופתעו לגלות שפרארי הצליחה בכל זאת לעצב גלגלים בעלי תכונות אירודינמיות מובהקות בעונה החולפת. כעת, התכנון בעניין זה מוגבל עוד יותר בתקנות, בפרט לגבי שטח הפנים של החישורים וצורתם. למעשה, נקבע כי החישורים לא יוכלו לתפוס יותר מ-13% מהיקף מרכז הגלגל. המשמעות היא שרוחבו של חישור, בגלגל בעל עשרה כאלה, לא יעלה על 16 מ"מ.

הבהרה לגבי מיקום המראות

mirrors

כאשר ההתאחדות מחליטה להבהיר תקנה כלשהי, או מבצעת שינוי בתקנות מסיבות בטיחותיות, היא אינה נוהגת למסור פרטים טכניים מדויקים, עד שילובם בפועל בתקנות. כך, האיסור על מיקום המראות על כונסי האוויר הצדדיים או בסמוך אליהם נכנס לתוקף עוד בתחילת העונה החולפת, וכעת תקנה 14.3.3 קובעת, למעשה, כי כל חלקי המבנה, כולל בית המראה ומבני החיבור לשלדה, חייבים להיות במרחק שלא יעלה על 27.5 ס"מ מקצה פתח תא הנהג.

איסור על שימוש בקשת התהפכות "להבית"

rollhoop

קבוצת מרצדס הפתיעה רבים בעונה החולפת כאשר הציגה מבנה התהפכות ראשי בצורת להב, מתוך מטרה להפחית את ההפרעה לזרימת האוויר אל הכנף האחורית, לצד חיבור קצר ויעיל יותר של כונס האוויר העליון אל המנוע. פתרון בלתי-שגרתי זה היה צפוי להיות מועתק על ידי שאר הקבוצות, אולם התקנות מגדירות כעת חתך רוחב מינימאלי למבנה קשת ההתהפכות כאמור, ונראה כי היתרון העיקרי שלו בוטל.

גובהו המקסימאלי של מבנה ההתהפכות שעל מחיצת לוח המכשירים

front_roll

כיוון שגובה פתח תא הנהג מוגדר ועומד על 550 מ"מ בלבד, בחרו הקבוצות לעיתים קרובות להגביה את השלדה באזור זה, על מנת ליצור "אף" גבוה למכונית. כעת מבקשת ההתאחדות להגביל את התכנון כאמור, תחילה בעונה הבאה ולאחר מכן גם בעונת 2013, אז ההגבלות צפויות להיות חמורות יותר; תקנה 15.2.3 קובעת, אם כן, כי גובהו המקסימאלי של מבנה ההתהפכות השני לא יעלה על 670 מ"מ לעומת מישור ההתייחסות (reference plane) ? 120 מ"מ מעל פתח תא הנהג.

הגבלת גובה השלדה מלפנים

aa-bb-bulk1

כאמור, הקבוצות נהגו להגביה את המחיצה הקדמית (AA) ואת מחיצת לוח המכשירים (BB) כדי ליצור די רווח תחת האף, לטובת זרימה יעילה של אוויר בין הגלגלים הקדמיים אל חלקה האחורי של המכונית. הטרנד שהתחילה רד-בול לבניית אף בצורת V, אשר הוצג לראשונה בדגם RB5 בעונת 2009, גרם להגבהת חלקה הקדמי של השלדה אפילו עוד, לעיתים עד כדי כך שהייתה גבוהה מהצמיגים הקדמיים (660 מ"מ לערך). כעת על שתי המחיצות להיות בגובה של 625 מ"מ, כ-75 מ"מ מעל פתח תא הנהג.

הגבלות על צורת מבנה הריסוק האחורי

rimp

מאז התקנות האירודינמיות של עונת 2009 החלו הקבוצות לעצב את מבנה הריסוק האחורי בצורה קיצונית יותר מתמיד, דמוית סהר, על מנת שמצד אחד ניתן יהיה להעבירו מתחת לכנף האחורית התחתונה, ומצד שני למנוע ממנו לחסום את פתח הדיפיוזר. כעת, כאשר מסתכלים מן הצד, ההפרש בין הנקודה הגבוהה ביותר של מבנה הריסוק לבין הנקודה הנמוכה ביותר שלו (החל בצידו החיצוני ועד 50 מ"מ מהציר האחורי) לא יעלה על 275 מ"מ.