A negatív felvonó vagy felvonó negatív olyan erő fenntartása aranyozott jármű a földre, és növeli a tapadást .
A légellenállás csökkentése, más szóval húzóerő, ezért állandó gondot jelent akár a sebesség növelése, akár az energiatakarékosság érdekében.
A legtöbb személygépkocsi enyhe emeléssel rendelkezik, arányos a sebesség négyzetével. Ez a jelenség annak a levegőnek a nyomásának köszönhető, amely az autó alá siet, és hajlamos megemelni, ezáltal csökkentve a gumik tapadását nagy sebességgel.
Ennek a hátránynak az elkerülése érdekében a sportautók karosszériáit úgy tervezték, hogy leszorító erőt hozzanak létre, más néven aerodinamikai terhelést: emelésük helyett az autót nagy sebességgel a földhöz nyomják.
A légáramlásoknak az autó viselkedésére gyakorolt hatása elengedhetetlen, a nehézséget a lehető legnagyobb kompromisszum elérése jelenti a maximális leszorítóerő és a minimális ellenállási együttható között . Nagyon finom autókat fogunk látni a gyors Monza típusú áramkörökön ; fordítva, nagyobb uszonyaik lesznek olyan lassú áramkörökön, mint például Monaco .
A verseny megnyeréséhez egy csapatnak jó szélcsatornára és nagyon speciális mérnökökre van szüksége. Az együléses aerodinamikai viselkedésének tanulmányozásához és javításához folyadékdinamikai szimulációs programokat használnak, és szélcsatornás teszteket végeznek, elemezve a csűrők, pontonok és más aerodinamikai elemek különböző konfigurációit. Több ezer órányi tesztet hajtanak végre kisméretű modellekkel, mielőtt megépítenék az együléses üléseket vagy teljes méretű alkatrészeket gyártanának.
Lehetetlen, hogy közvetlenül mérjük meg az ellenállást, hogy a légi fejt ki a test egy mozgó jármű, ezért az aerodinamikai kísérletek alkalmazása szükséges berendezések úgynevezett „szélcsatornákhoz” vagy még gyakrabban „ szélcsatornákhoz ”.
Az autóiparban használt szélcsatornákat elsősorban olyan mérések elvégzésére használják, mint a helyi nyomás vagy az ellenállási együttható. Nemcsak az autókat tesztelik aerodinamikai csatornákon, hanem a repülőgépeket vagy akár egész épületeket is. A teljes méretű szélcsatornák vegyszerekkel színezett légsugarakat használnak a légáramlás láthatóvá tételéhez. Az elmúlt évek számítógépes fejlődésével a szimulációknak nincs mit irigyelniük a valódi aerodinamikai csatornákon végzett kísérleteket. A szimulációk segítenek megtalálni a tökéletes kompromisszumot a maximális leszorítóerő és a minimális ellenállási együttható között; így a Forma-1-es autók nagy sebességgel tudnak haladni a kanyarokban anélkül, hogy elveszítenék a tapadást, ugyanakkor egyenes vonalban nagy sebességet is elérhetnek. A Forma-1-es csapatok ezt a két tényezőt adaptálják az áramkör sarkai és egyenes szakaszai számának megfelelően.
Az aerodinamikai csatornáknak két fő típusa van: nyitott vénás „Eiffel-rendszer” szélcsatornák és visszatérő szélcsatornák. Az Eiffel-rendszerből működő szélcsatornák esetében a levegőt először egy méhsejt-rácson keresztül irányítják, amely javítja az áramlás minőségét, majd a levegő áthalad a tesztkamrán és kilép a ventilátorok vonzóerejének köszönhetően. A visszatérő fúvó egy zárt rendszerből áll, amely a terelőkön keresztül visszavezeti a levegőt a ciklusba. A szélcsatornák extrém időjárási körülményeket is szimulálhatnak, például esőt, hó vagy szél. A kapott eredmények lehetővé teszik a gyártók számára, hogy korlátozzák a szél által okozott rezgéseket, javítsák az autó biztonságát és ellenőrizzék a különféle elektronikus vagy mechanikus alkatrészek működését extrém körülmények között.
Csak a hetvenes években fedezték fel a Lotus mérnökei a talajhatást, amely olyan jelenség, amely csökkenti a szárny emelésének vagy leszorító erejének erősségét egy rögzített felület közelében. Ennek eredményeként az F1-es autókat teljesen átkonfigurálták, hogy óriási szárnyként működjenek, és erőt teremtsenek az autó alatt. Az F1-es mérnökök földi hatásának felfedezése bizonyítja, hogy ez a sport etalonnak számít bizonyos tudományos területeken.
A Forma-1-es csapatok egyik legfontosabb osztálya tehát az, amely az autók aerodinamikájával foglalkozik. Bizonyos esetekben legfeljebb száz alkalmazottja van.
Az autóipari aerodinamika, az egyik legfontosabb alapelvét, hogy növelje leszorítóerőt, különösen a Formula 1. Lehetséges, hogy adjunk egy spoiler , vagy használat őrölt hatás növelése érdekében ezt az erőt, és növeli a leszorító erőt. „” Is növeli a stabilitását jármű, többek között.
Egy Forma-1-es autónál nagyon sok olyan elem van, amely növeli a leszorítóerőt, vagyis az autó támasztékát.
Először is ott van az első szárny. Az első spoiler fő funkciója az erő csökkentése, amely javítja az első gumik tapadását. Ez különösen hasznos a gyors kanyarokban, ahol az ember általában nagy sebességgel haladhat anélkül, hogy eltérne az ideális vonaltól. Az első szárny a teljes leszorítóerő 25-30% -át képviselheti. Az első uszonyok, különösen az F1-ben, rendszeresen látnak fejlesztéseket annak érdekében, hogy növelni tudják az abroncsok tapadását a talajon. Még lehetővé vált az első szárny támadási szögének beállítása a verseny során, a sebesség maximalizálása egyenes vonalban vagy kanyarokban, az áramkör igényeinek megfelelően.
A mérnökök másik problémája az a tény, hogy az első uszonyokat úgy tervezték, hogy tiszta, zavartalan levegővel jól teljesítsenek. Az F1 például az elmúlt években a következő problémával küzdött: amikor az egyik autó követi a másikat, kevesebb leszorítóereje van, ezért csökken a leszorítóereje, ami jó a végsebességének, de teljesen megzavarja viselkedését nagy sebességű kanyarokban.
Az első spoiler kialakítása az évek során sokat fejlődött, de az alapelv továbbra is ugyanaz. Ez kulcsfontosságú szempont a légáramlás szabályozásában az autó többi része felett, amelyet folyamatosan fejlesztenek, hogy nagy előnyt nyújtsanak a versenyhez képest.
Az autó hátsó részén lévő légáramlást sokféle hatás befolyásolhatja. Ennek eredményeként a hátsó szárny kevésbé aerodinamikus és kevésbé hatékony, mint az első szárny, a nagyon turbulens légáramlás keringése miatt. Normális esetben a hátsó szárnynak kétszer akkora leszorítóerőt kell generálnia, mint az első szárnynak, hogy egyensúlyban tartsa az autót. Általánosságban elmondható, hogy amikor az elsődleges cél a maximális sebesség maximalizálása, a mérnökök csökkentik a támadási szöget, hogy minimalizálják az ellenállást.
2011 óta az F1-es autók még állítható hátsó bordákkal is rendelkeznek, hogy növeljék a végsebességet és az előzési képességeket, miközben csökkentik a vontatást. A hátsó légterelő fejlesztése az autómérnökök számára fontos kérdés az autók aerodinamikájának javítása érdekében.
Számos különféle segédeszközt terveztek ezen a területen, beleértve az oldalsó szoknyákat is, hogy növeljék a leszorító erőt. Az oldalsó szoknyák fő célja alacsony nyomású terület létrehozása a kocsi és a pálya között, növekvő sebességgel párhuzamosan növekvő nyomást generálva, amely az autót a földre helyezi.
A hátsó diffúzornak rengeteg munkája van, mindenekelőtt a légáramlás felgyorsításának (a nyomás csökkentésének), majd a légáramlás lassításának (növekvő nyomás) módja, így hozzon létre leszorító erőt és stabilizálja a bejövő turbulens levegőt ki a kocsi hátuljából, miközben minimalizálja az ellenállást. Minél gyorsabban hajtják az autót, annál nagyobb leszorítóerő keletkezik.