Vingarna fick fart på Formel 1

2018-03-10 06:09  

TEKNIKHISTORIA. I jakten på hundradelar fick Formel 1-ingenjörerna på 1950-talet upp ögonen för aerodynamiken. Det inledde decennier av experiment, misslyckanden, regeländringar och triumfer.

Motorstyrka betyder inte mycket om man inte kan hålla däcken på asfalten. Den förste som på allvar insåg vikten av aerodynamik inom Formel 1 var Michel May, en schweizisk ingenjör som tävlade med en Porsche 550 Spyder på amatörbasis. May monterade en vinge över sittbrunnen på Porschen för att undvika negativ lyftkraft och i det första racet med vingen, Nürburgring 1 000 km 1956, slog han alla fyra bilar i Porsches fabriksteam.

Istället för inse värdet av Mays innovation lämnade Porsche in en protest. Man hävdade att vingen var farlig eftersom den skymde sikten för bakomvarande bilar och fördröjde därmed utvecklingen med flera år.

Idén var emellertid för bra för att stanna i byrålådan.

Texasbon Jim Hall, också han ingenjör och raceramatör, var en av grundarna till företaget Chaparral som tillverkade tävlingsbilar. 1962 beslöt han sig för att tillverka en bättre bil. Han tog första steget mot kontrollerbar aerodynamik 1965 med modellen 2C som hade en stor pivåupphängd spoiler i bakkant som kontrollerades med en fotpedal.

På raksträckorna var spoilern ställd i horisontalläge för att skapa så lite luftmotstånd som möjligt, men i kurvorna vinklades den och tryckte bilen mot banan vilket gav överlägsna kurvegenskaper.

Med 2E 1966 visade Hall sedan vägen för i princip alla framtida racerbilar. Kylarna flyttades till karossidorna och istället för en spoiler hade bilen en ställbar vinge av flygplanstyp på höga stag över bakaxeln. Extra tryck mot banan skapades av att luft leddes från ett luftintag i nosen genom och över bilen. En pedal styrde nu inte bara vingens lutning som på 2C utan var också kopplad till luftintaget i fronten som kunde stängas och öppnas när vingen vinklades.

Och resten är historia brukar det heta, men här går historierna isär. En säger att Michel May tog med sig idén till Ferrari när han började arbeta för dem 1964. En annan att McLaren 1966 testade vingar på sina Formel 1-bilar men saknade resurser att fullfölja experimenten. En tredje att Lotus fick idén från legenden Jim Clark när han hyrdes in för att köra en Vollstedt 67-B Indy Car med ställbar spoiler 1967. Ytterligare en att Vollstedts bil bara hade kopierat Dan Gurneys Eagle 201 från 1966.

Hur det än ligger till så var konstruktören Colin Chapmans Lotus först på banan med vinge i Formel 1. Till Monacos Grand Prix 1968 hade både Graham Hills och Jackie Olivers Lotus 49B små vingar på vardera sidan om nosen och en rejäl spoiler som började i en huv över motorn och växte till en skovelformad spoiler över växellåda och avgaspipor. Graham Hill vann och slog varvrekordet tre gånger under loppet.

När Ferrari lastade av sina bilar vid säsongens nästa lopp, Belgiens Grand Prix, hade Cris Amons Ferrari också små frontspoilers och en vinge aningen bredare än karossen på stag ovanför motorn. Dagen efter hade även Brabham stagmonterat en vinge bakom motorn och satt balansvingar i nosen. Slaget om aerodynamiken hade börjat.

Vid Hollands Grand Prix kom Lotus med en spårviddsbred vinge på stag fästa direkt i hjulupphängningen, vilket kopierades av MacLaren till Frankrikes Grand Prix, och efter det kan man få uppfattningen att det mest var en fråga om att hitta tillräckligt mycket bil att fästa vingar på.

Vändpunkten kom vid Spaniens Grand Prix 1969. Nu hade alla bilar överdimensionerade vingar på höga stag bak, ibland kompletterade av roderliknande vingar på höga stag även fram. Det såg inte klokt ut och var det heller inte. I loppet kraschade båda Lotusförarna på grund av att vingstagen kollapsade. Chapmans omtvistade designgeni som byggde på hans devis: "Förenkla och lägg till lätthet" innebar att Lotus-bilarna blev bräckliga, på gränsen till underdimensionerade.

Högt monterade vingar förbjöds och istället började man flytta bakvingarna längre och längre akteröver för ökat tryck mot banan.

Men 1970-talet bjöd också på alternativa lösningar. March 711 från 1971 hade till exempel en egensinnig oval framvinge, snabbt döpt till tebrickan. Tyrrell P34 hade dubbla 10-tums framhjul för att minimera frontytan så att hjulen kunde rymmas helt bakom framvingen. (Teknikhistoria skrev om Tyrrell P34 i nummer 5/2017.)

Aerodynamiken blev under 1970-talet allt mer sofistikerad. Bilarna flyttade in i vindtunneln där Lotus tekniker snubblade över nästa stora upptäckt: den negativa markeffekten, att bilen fungerar som en upp och nedvänd vinge. Effekten innebar att man kunde få bilen att sugas mot asfalten genom att styra luftflödet och skapa undertryck under bilen. Jämfört med vingarna som innebar en kompromiss där mer tryck från vingarna gav högre kurvhastighet men negativ inverkan på topphastigheten hade markeffekten inga motsvarande avigsidor.

Lotus 78 blev först att utnyttja effekten under säsongen 1977, där en av förarna var Gunnar Nilsson. 1978 förolyckades Ronnie Peterson i en av bilarna.

Lotus 78 hade "side pods" formade som inverterade vingar med venturitunnlar undertill och gummikjolar på sidorna som hindrade inkommande luft att störa undertrycket. Det gav Lotus 78 och den förfinade efterföljande 79 egenskaper som andra F1-team team varken förstod eller kunde konkurrera med.

Ett försök att stoppa Lotus dominans gjordes med Brabham BT46B, en konstruktion med en stor fläkt längst bak vars uppgift, enligt Brabham-teamet, var att kyla motorn men som alla begrep var till för att skapa ett konstgjort undertryck under bilen. (Teknikhistoria skrev om fläktbilen i nummer 10/2016.) Niki Lauda vann Anderstorps Grand Prix 1978 med bilen men efteråt insåg Brabham själva att den skulle komma att förbjudas och drog tillbaka den från fortsatt tävlande.

Året efter var övriga team ifatt Lotus tekniskt, men de höga kurvhastigheter undertryckseffekten gjorde möjliga orsakade många olyckor. Från och med 1983 var endast helt plana undersidor tillåtna, vilket en del såg som ett steg tillbaka.

Men efter tre decennier av utveckling, från slumpmässiga rön till forskningsbaserade fakta, var de grundläggande principerna för aerodynamik inom Formel 1 på plats.

Olle Niklasson

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

Här är reglerna för kommentarerna på NyTeknik

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Aktuellt inom

Debatt