Jaký je aerodynamický tunel Toyoty, kde své formule vyvíjí Ferrari?

Petr Hlawiczka, 15. prosince 2012, 00:00 Google+

Jak vyspělý je aerodynamický tunel Toyoty v Kolíně nad Rýnem, kde si své výpočty ověřují týmy Formule 1 a kde momentálně vyvíjí Ferrari svůj monopost pro sezónu 2013? Jaké jsou jeho parametry a jak byl vylepšen?

Počet komentářů:  14 komentářů (Poslední 19.12. 07:55) Napište svůj názor
Lotus

Lotus | foto: Caterham F1 Team

Sdílejte článek

Toyota nedaleko za našimi hranicemi disponuje moderní továrnou, ve které sídlil její závodní tým F1, než se před rokem 2010 rozhodlo japonské vedení stáhnout. Měli pro ní přitom skvěle našlápnuto a možná by dopadli jako Brawn v roce 2009.

Monopost TF110 (více o něm včetně fotografií zde) byl již kompletně hotový, měli připravený balík s výfuky u podlahy, které foukaly horké plyny do difuzoru - což je řešení, za jehož průkopníka byl pak považován Red Bull. První čísla z aerodynamického tunelu byla velmi slibná: o 30 bodů přítlaku více než u předchozího vozu TF109, s kterým ještě minulý rok vyvíjelo pneumatik Pirelli pro letošní sezónu.

Rozsáhlé zkušenosti Toyoty z F1 neměly přijít nazmar. Nyní nabízí konzultační služby, zakázkový vývoj, testování, CFD simulace (cluster s 1200 procesory AMD Opteron 1172 na 2,8 GHz, software ProAm/STAR, EnSight) i výrobu ve svém špičkovém zařízení. Ferrari, které si letos stěžovalo na horší korelaci dat mezi svým tunelem v Maranellu a tratí, je teď v Kolíně jako doma. Svůj tunel přestavují a veškerý vývoj probíhá právě v Německu.

Toyota Motorsport tam má k dispozici dva tunely - jeden byl dostavěn v roce 2001 a druhý v roce 2007. Ty dále vylepšovala a nyní nabízí nejen špičkovou infrastrukturu, ale také velmi zkušený personál.

image maranello ferrari f2012 60% model wind-tunnel
Letošní Ferrari F2012 v problematickém tunelu v Maranellu, který je v současné době v přestavbě (foto: Scuderia Ferrari)

V kterých oblastech došlo v poslední době v aerodynamických tunelech k pokroku?
Za poslední rok došlo k vylepšení systém pro plynulý pohyb (CMS: Continuous Motion System) a vysokorychlostní snímání dat (HSDA: High-Speed Data Acquisition) doplněné permanentní laserovou rovinnou anemometrií (PIV: Particle Image Velocimetry - více jsem o této zajímavé technologii věnoval zde) v obou tunelech.

CMS umožňuje prostřednictvím uživatelsky definovaného programu provádět za běhu změny ve světlé výšce, vybočení, rotaci podél předozadní osy, natáčení kol a individuální změny v předběžném zatížení pro plynulý pohyb po předem definované trajektorii.

Díky HSDA jsou přitom průběžně získávaná data při vysokých frekvencích. Umožňuje to realistickou analýzu, zjistit chování aerodynamiky např. v zatáčkách, při brzdění/akceleraci, při průjezdech nerovností a simulaci podmínek během jízdy, a snížení času stráveného tunelu až o 70 %, protože není třeba zastavovat tunel a přenastavovat testovaný model.

Modernizací ke splnění limitů
Nyní je díky CMS a HSDA možné testovat 24 hod denně sedm dní v týdnu v obou tunelech a přitom se vlézt do restrikcí stanovených Asociací týmů Formule 1 (FOTA). Jak to? Tradičně se model umístí do požadované pozice, změří a pozice se upraví. Pak se čeká, až se proudění vzduchu po zapnutí ventilátoru (stav wind-on) ustálí a provede se konečné měření.

Procentuální využití času stráveného v aerodynamickém tunelu při testování
(zdroj: Toyota Motorsport GmbH)

Pro každém nastavení pozice při mapování v aerodynamickém tunelu se tento proces musí opakovat. Tato technika poskytuje data pouze ve specifických bodech, bez informací mimo rámec tohoto úzkého okna.

U tradičních systémů jedno testování (wind-on) zabere 20 min, 35 min je zapotřebí pro výměnu dílů a 5 min pro údržbu a systémové kontroly. Při nepřetržitém (24/7) provozu v obou tunelech počet hodin, kdy jede ventilátor, dosáhne 114 (34 % z 336 (24*7*2) hod týdně), což je nad rámec toho, co si domluvily týmy v rámci FOTA.

U Toyoty však došlo po modernizaci k tomu, že se toho za kratší dobu (50 hod wind-on) stihne více, byť jsou změny mezi testy obsáhlejší.  Díky CMS je možné ovládat pohyb současně v pěti směrech bez jakékoliv přestávky, přičemž jsou prostřednictví HSDA neustále zaznamenávána výkonová data.

Úspory času je dosaženo díky tomu, že se odstraní mnoho fází strategie řízení, zatímco zároveň získáváme výhodu v podobě zachycení dat mezi různými požadovanými stavy. Testování tedy vyžaduje nejen méně čistého provozního času (wind-on), ale zároveň poskytuje hlubší porozumění chování vozu, což obojí vede k rychlejšímu vývoji.


60% model Toyoty zavěšený během testování na vyspělém trnu (foto: Toyota Motorsport GmbH)

Technické parametry aerodynamického tunelu Toyoty
V obou tunelech lze testovat rychlostí až 70 m/s (252 km/hod, sportovní pravidla FIA ji však týmům F1 omezují jen na 50 m/s, tj. na 180 km/hod) s 60% modely, na něž z 50% přechází postupně většina týmu F1. První tunel umožňuje navíc testování s vozem plné velikosti.

Samozřejmostí je 2,4 m široká a 7 m dlouhá pohyblivá podlaha (ocelový pás se siloměry pod ním), která může běžet stejnou maximální rychlostí jako okolní vzduch, tj. 70 m/s (252 km/hod) či snímání tlaku z 512 kanálů (s přesností 7 Pa).

Toyota ve svých tunelech nabízí reprezentativní kinematiku zavěšení: dokáže aktivně zatěžovat zavěšení integrovanými push-rody a automatickým řízením. K dispozici je také automatické nastavování klapky předního křídla.

K moderním vychytávkám patří i simulace foukání z výfuků. Kompresorem se přivádí vzduch do modelu přes nosný trn (spine), na němž je model zavěšený, a zmenšeným potrubím testovaného vozu vyfukuje během měření ven, což je důležité pro zachování stejného poměru hybnosti vzduchu se skutečným autem a dosahování přesnějších výsledků.

Zkušení inženýři pak pro efektivní vývoj samozřejmě dokáží pomoci s analýzou dat a rychlou interpretací výsledků  pomocí některých bezpečných a exkluzivních nástrojů.

toyota
V pokročilém aerodynamickém tunelu v Kolíně (foto: Toyota Motorsport AG)

 

Další technické parametry
Rozměry
- tunelu: 63 x 26x 13 m
- testovací části: 15 x 4,1 x 3,7 m

Průměr ventilátoru: 6,3 m
Výkon ventilátoru: 2,3 MW

Přesnost: +/- 0,04 %
Opakovatelnost: +/- 0,02 %

Měření vertikálních sil na kolech
- u modelu: 30 - 300 N
- u plné velikosti vpředu / vzadu: 50 - 500 kg / 70 - 700 kg

specifikace

wind-tunnel toyota dimensions

Kromě aerodynamických tunelů či CFD centra se v Kolíně nachází modelárna, dílna s 3D měřicími ZETT MESS systémy, špičkové testovací stolice, vývojové středisko pro šas, motory či elektroniku, a špičkový simulátor (hexapod na 6 hydraulických nohách), jehož pronájem stojí na půl dne jen 2 000 Eur (kolem 50 000 Kč), což je polovina částky, kterou je nutné běžně zaplatit v Británii.

toyota

 

Za spolupráci děkuji společnosti Toyota Motorsport GmbH.

Google+ Vytisknout

Diskuze: Jaký je aerodynamický tunel Toyoty, kde své formule vyvíjí Ferrari?

Přidejte svůj názor

Počet komentářů: 14, poslední 19.12.2012 07:55 Vložte komentář

Zobrazeno posledních 14 komentářů. Vstupte do diskuze Vložte komentář

Související články

Doporučujeme

Další články

Aktuálně

Nedostatek investic se podepsal na stavu továrny Renaultu

Za soupeři jsme zaostávali o 10 let, přiznává šéf Renaultu, který se stále zlepšuje

Toro Rosso při testech pneumatik v Abú Zabí

Toro Rosso už při stavbě vozu vidí přínosy partnerství s Hondou, věří v silný a spolehlivý motor

Start závodu v Brazílii

Mercedes se s Ferrari v názorech na F1 100% shoduje

McLaren při loňské prezentaci nového auta

Po Ferrari zveřejňuje datum odhalení nového vozu také McLaren, Mercedes a Toro Rosso

Kevin Magnussen s Haasem v Mexiku

Haas si v prvních sezónách v F1 vede lépe než Force India, myslí si spokojený Magnussen

U Renaultu se kompresor i MGU-H nacházejí v zadní části motoru

McLaren vyřešil jiné uspořádání pohonné jednotky Renaultu. V čem se liší od Hondy?

reklama

Průběžné pořadí šampionátu:

1. HAMILTON, 2. VETTEL, 3. BOT... Celé pořadí

reklama

Doporučujeme

Ecclestone, Bernie

Ecclestone by rád F1 s deseti týmy, odchod HRT ho nevzrušuje

Čtěte dále

Nejčtenější články

  1. Po Ferrari zveřejňuje datum odhalení nového vozu také McLaren, Mercedes a Toro Rosso

  2. McLaren vyřešil jiné uspořádání pohonné jednotky Renaultu. V čem se liší od Hondy?

  3. "Pohonné jednotky v F1 nejsou drahé," argumentuje Prost. A hned sklízí kritiku

  4. Personální změny v Itálii: Räikkönen má nového inženýra, Toro Rosso opouští šéf aerodynamiky

  5. Za soupeři jsme zaostávali o 10 let, přiznává šéf Renaultu, který se stále zlepšuje

  6. Bývalý šéf McLarenu Martin Whitmarsh se vrací do F1

reklama

Zprávy odjinud