Oglądając transmisję lub czytając na temat Formuły 1, można spotkać się z licznymi fachowymi zwrotami i nazwami obecnych w autach systemów. Podobnie jak każdy sport, wyścigi mają swój własny dialekt, którym porozumiewają się eksperci i miłośnicy dyscypliny. Jednym ze zwrotów, które mogą być niezrozumiałe dla osoby niewtajemniczonej, jest skrótowiec DRS. Czym jest, dlaczego pojawił się w bolidach Formuły 1 i jak może być wykorzystywany w czasie wyścigu? Po przeczytaniu tego artykułu nie dasz się więcej zaskoczyć tym terminem.
Sporty samochodowe, a w szczególności Formuła 1, to jedne z najbardziej nasyconych technologią dyscyplin. Interesując się wyścigami, musisz poznać skomplikowane zagadnienia techniczne, a nawet fizyczne – przede wszystkim podstawy z dziedziny aerodynamiki. Zatem teraz trochę teorii. By samochód mógł jechać jak najszybciej na wprost, jego opór aerodynamiczny powinien być jak najmniejszy. Jednocześnie siła, z jaką działa powietrze na poruszający się obiekt może zostać wykorzystana. Jeżeli będzie mieć on odpowiedni kształt, przepływ powietrza wygeneruje siłę dociskającą, która spowoduje, że koła będą mogły przenieść na drogę większy moment obrotowy, niż wynika z samej masy pojazdu, co jest szczególnie ważne podczas pokonywania zakrętów. Oznacza to, że w F1 potrzebne jest podczas wyścigu zróżnicowanie tego docisku w zależności od etapu trasy. Rozwiązaniem, które to zapewnia, jest właśnie system DRS.
Z tego artykułu dowiesz się m.in.:
- kiedy i dlaczego pojawił się DRS;
- jak funkcjonuje system DRS;
- gdzie poza Formułą 1 stosuje się redukcję oporu aerodynamicznego;
- jakie benefity dla kibiców daje używanie DRS podczas wyścigów.
Dlaczego wprowadzono DRS – krótka historia systemu w Formule 1
Na przełomie pierwszej i drugiej dekady XXI wieku, pod wpływem kryzysu gospodarczego, postanowiono ograniczyć wydatki zespołów F1. Znacząco zmieniono przepisy techniczne, np. wprowadzając system KERS, czyli moduł odzysku energii hamowania, którą można było następnie wykorzystać do chwilowego zwiększenia mocy na kołach. Niestety sezon 2009 pokazał, że funkcja ta generuje problemy.
Bolidy z KERS stały się ciężkie, przez co gorzej przyspieszały i były mniej elastyczne. Jednocześnie konstrukcja aerodynamiczna aut używanych po 2006 roku, znacząco utrudniała jazdę za innym pojazdem, z powodu generowanych przez tylne skrzydło turbulencji. W połączeniu z dużymi wymiarami auta (w stosunku do tego, jak wyglądały bolidy F1 w przeszłości), okazało się, że wyprzedzanie na torze stało się rzadkością i największe znaczenie dla wyników Grand Prix mają kwalifikacje i strategia pit-stopów.
W sezonie 2010 zrezygnowano z modułu KERS. Właśnie wtedy powstała idea DRS, czyli Drag Reduction System (z ang. system redukcji oporu aerodynamicznego), który miał za zadanie dawać niewielką przewagę prędkości (5-10 km/h) na prostej, kierowcy, który atakował wyższą pozycję.
DRS w F1 pojawił się w sezonie 2011, wraz z nim przywrócono do bolidów system KERS. W sezonie 2014, z pojawieniem się hybrydowych wyścigówek, moduł odzysku energii z hamowania przestał być niezależnym układem. DRS stosowany jest do dziś, w niemal niezmienionej formie.
Jak działa DRS? Techniczna strona systemu
Ogólna zasada działania tego systemu jest niezwykle prosta. Tylne skrzydło bolidu F1 generuje bardzo silny docisk, co zapewnia przyczepność kół napędzanych w zakrętach. Podczas jazdy po prostej lub w łagodnym łuku, tak duża siła nie jest potrzebna. Wówczas bardziej istotne jest przednie skrzydło, które zapobiega oderwaniu się przodu auta od ziemi.
Z tego względu dobrym sposobem, by jechać nieco szybciej po prostych, jest zmniejszenie oporu aerodynamicznego (co zmniejsza także docisk). Tutaj właśnie wkracza DRS. System unosi jeden z płatów skrzydła tylnego, tworząc w jego środkowej części sporą szczelinę. Powietrze o wiele łatwiej przepływa przez tę część samochodu, więc opór spada, a pojazd może poruszać się szybciej.
Bardziej skomplikowaną kwestią jest sterowanie systemem od strony technicznej. Na płaty tylnego spoilera działają bardzo duże siły. Oznacza to, że podniesienie jednego z nich wymaga tego, by je pokonać. Następnie płat musi być w stanie utrzymać pozycję otwartą i w ułamku sekundy zamknąć się, pokonując napór powietrza przepływającego pod nim. Rzecz z pozoru prosta, jaką jest zmiana pozycji listwy z włókna węglowego, przy prędkościach w granicach 300-350 km/h, okazuje się zadaniem ekstremalnym. Jak ten problem rozwiązali inżynierowie F1?
DRS w Formule 1 okiem eksperta Inter Cars
Większość zespołów korzysta z hydraulicznego sterowania systemem DRS. Co to oznacza? Płat skrzydła zawieszony jest na osi. W centralnej jego części znajduje się ramię. Osadzone jest ono w specjalnej owiewce przymocowanej do dolnego płatu. Koniec ramienia podłączony jest do krawędzi górnej części spoilera, a za jego sterowanie odpowiada serwomechanizm, umieszczony wewnątrz skrzydła.
Co ciekawe, większość teamów nie wykorzystuje do tego celu mechanizmu specjalnie opracowanego do wyścigów. Według informacji jego producenta najpopularniejszą jednostką DRS jest Moog E024, czyli serwomechanizm lotniczy, używany do sterowania awioniką samolotów, pierwotnie militarnych. Moduł ten, którego elementem roboczym jest kompaktowy silnik hydrauliczny, jest powszechnie stosowany w bolidach do sterowania wielu układów, między innymi przepustnicy, zmiany biegów, ustawień turbosprężarki czy układów Break by Wire i Throttle by Wire.
Mechanizm ten jest mały i lekki. Gwarantuje jednocześnie bardzo dobre parametry: przede wszystkim szybkość i precyzję działania. W układzie DRS ma stosunkowo proste zadanie, ponieważ operuje jedynie w 2 pozycjach. Po aktywowaniu systemu sygnał elektryczny załącza serwomechanizm, który przestawia ramię w pozycję otwartego płatu skrzydła. Następnie ciśnienie oleju utrzymuje go w tej pozycji. Gdy DRS zostaje wyłączony, silnik hydrauliczny zmienia kierunek pracy i zamyka skrzydło. Ciśnienie w jednostce jest utrzymywane, by pęd powietrza nie otworzył go ponownie.
Drugim sposobem na sterowanie DRS w F1 są serwomechanizmy elektryczne. Mają prostszą budowę, nie wymagają dodatkowych przewodów hydraulicznych, ale dysponują też mniejszą siłą i działają nieco wolniej od hydraulicznych. Trudno jest dotrzeć do szczegółowej specyfikacji technicznej samochodów poszczególnych teamów, ale na podstawie swojej wiedzy, przypuszczam, że jest to rozwiązanie stosowane rzadko. W bolidzie system hydrauliczny jest bardzo rozbudowany i poprowadzenie dodatkowego przewodu do serwa DRS nie stanowi znaczącego wyzwania technicznego. – dodaje ekspert Inter Cars.
DRS F1 – przepisy i wykorzystanie systemu
W bolidach Formuły 1 zabronione jest stosowanie elementów aerodynamicznych, których położenie może być zmienione w czasie jazdy (przez kierowcę lub zdalnie przez zespół). Wyjątek stanowi właśnie DRS. System ten ma jednak bardzo ograniczony zakres używania obwarowany precyzyjnymi przepisami.
Za zakazem ingerencji w aerodynamikę przemawiają przede wszystkim względy bezpieczeństwa. Gdyby kierowca mógł w czasie wyścigu zmieniać poziom docisku i innych parametrów aerodynamicznych, to w poszukiwaniu coraz lepszych osiągnięć, wielu z nich decydowałoby się na ekstremalne próby redukowania go wszędzie tam, gdzie wyścigówka przyspiesza. Pokazały to także początki tego systemu.
W sezonie 2011 dozwolone było używanie DRS w sposób dowolny w czasie kwalifikacji. Kierowcy korzystali z możliwości, często pokonując łuki z „otwartym” skrzydłem lub znacząco opóźniając dezaktywację systemu przed zakrętem. Doprowadziło to do kilku kolizji i w następnym sezonie, z DRS-u można było korzystać jedynie w tej samej strefie co podczas wyścigu. Warto wspomnieć, że przepis ten dawał przewagę zespołom, które miały lepiej zaprojektowane nadwozia bolidów, jak Red Bull Racing.
Od początku istnienia systemu nie zmieniło się jednak to, że w czasie wyścigu, można skorzystać z DRS tylko w określonym miejscu i po spełnieniu konkretnych warunków. Otwarcie skrzydła jest możliwe w wyznaczonej strefie, w zależności od układu okrążenia. Na każdym torze znajduje się od 1 do 3 stref DRS. Podczas GP Australii 2022 w Albert Park w Melbourne, początkowo zaplanowano 4 strefy, jednak po treningach dodatkowa została usunięta. Kierowcy zgłaszali niebezpieczeństwo poślizgu na jednym z szybkich łuków.
Kiedy można korzystać z DRS w czasie wyścigu F1?
Nie wystarczy jednak znajdować się w strefie DRS, by móc skorzystać z tego systemu. Warunkiem tego, że dozwolone będzie otwarcie skrzydła, jest atakowanie wyższej pozycji. Według przepisów taka możliwość występuje, gdy 1 kierowca podąża za innym ze stratą mniejszą niż 1 s. Na torze wyznaczone są punkty pomiaru czasu. Jeżeli na nich spełniony będzie powyższy warunek, możliwe będzie użycie DRS w strefach pomiędzy tym a następnym punktem kontrolnym systemu.
Przeważnie, jeżeli na torze jest 1 strefa DRS, znajduje się na nim 1 punkt pomiarowy. W przypadku 2 i 3 zon zwykle występują 2 kontrole czasu. Wówczas jeden z nich pozwala na użycie DRS w 2 strefach, o ile nie zyskało się pozycji wcześniej. Jeśli kierowca atakujący wyminie przeciwnika w 1. z takich stref, nie może wykorzystać systemu do obrony swojego miejsca w następnej strefie. Wyprzedzony nie będzie mógł także aktywować w niej DRS, ponieważ w punkcie pomiaru czasu nie znajdował się mniej niż 1 s za poprzedzającym go zawodnikiem.
Oprócz tego istnieją dodatkowe zasady, które regulują używanie DRS w F1:
- jest nieaktywny na pierwszych 2 okrążeniach wyścigu;
- dezaktywacja systemu następuje także na pierwszych 2 okrążeniach po restarcie (np. po zjechaniu samochodu bezpieczeństwa);
- nie można go uruchamiać, jeżeli w strefie DRS obowiązuje żółta flaga (ostrzeżenie o niebezpieczeństwie, zabrania ona wyprzedzania);
- korzystanie z systemu może być wyłączone przez sędziów, np. ze względu na warunki pogodowe lub z innych przyczyn, które wpływają na bezpieczeństwo.
O możliwości skorzystania z systemu kierowca jest informowany przez zapalenie się kontrolki na kierownicy. DRS aktywowany i dezaktywowany jest przyciskiem na kierownicy, wyłącza się także w momencie, w którym naciśnięty zostanie pedał hamulca.
DRS w innych seriach wyścigowych i samochodach drogowych
Po wprowadzeniu DRS do F1 system pojawił się także w innych seriach wyścigowych. Od 2012 do 2017, czyli do likwidacji tej klasy, stosowano ją w Formule Renault 3.5 Series/V8 3.5. Serii, która często stanowiła przedsionek F1 (zwyciężył w niej m.in. Robert Kubica w 2005 roku). Od 2013 do 2021 system DRS używany był w wyścigach DTM, najsłynniejszej niemieckiej serii. W tym czasie brały w nim udział specjalne samochody wyścigowe, które przykrywano nadwoziami przypominającymi pojazdy drogowe. Od 2021 roku DTM jest serią wyścigów aut klasy GT3, w których nie używano DRS.
Poza tym system jest używany w japońskiej Super Formula Championship, Formule 2 (dawniej GP2) oraz w Formule 3 (GP3). Urządzenia, które działają tak jak DRS, montowane są także w samochodach dla wyścigów długodystansowych, takich jak 24 h Le Mans czy serii WEC (World Endurance Championship). Jednak w tym przypadku nie istnieją regulacje, które określają warunki ich używania.
Doświadczenia z budowy ruchomych skrzydeł w bolidach wykorzystano także w niektórych samochodach sportowych o przeznaczeniu drogowym. System podobny do DRS znaleźć można w McLarenie P1, którego zaprezentowano w 2013 roku. Pokazane w 2022 r. nowe Porsche 911 GT3 RS również zawiera wspomniany system. Model ten często wykorzystywany jest jako baza do rajdów klasy GT, którymi od 2 lat są także wyścigi DTM. Może zwiastować pojawienie się DRS także w tych seriach.
DRS – co to daje kibicom?
System DRS wprowadzono w F1, by uatrakcyjnić wyścigi, jednak od samego początku budził on kontrowersje. Przeciwnicy wskazywali na to, że wyprzedzanie na prostej stało się za łatwe, a przewaga atakującego kierowcy zbyt duża. Otwarcie krytykowali to rozwiązanie Juan Pablo Montoya (były kierowca F1, obecnie związany z amerykańską serią Indy Car) czy były mistrz świata F1 Sebastian Vettel. Nie wpłynęło to jednak na decyzje włodarzy serii i wiele wskazuje na to, że DRS nie wyjdzie z użytku przez następne lata. Jest on również elementem nowych bolidów startujących od 2022 roku, które mają być podstawą do stworzenia nowej generacji wyścigówek, zapowiedzianych na sezon 2025. .
DRS w dwóch poprzednich odsłonach technicznych F1 spełnił swoje zadanie. Dzięki niemu w każdym wyścigu dochodziło do większych przetasowań na torze. Wbrew głosom krytycznym, wyprzedzanie z jego użyciem nie zawsze jest banalnie łatwe. Wymaga ono wyczucia momentu, odpowiedniego ustawienia się i obrony pozycji w 1. łuku po pokonaniu prostej. Taki manerw nie przysparza problemów jedynie w przypadku, gdy samochód na wyższej pozycji i tak jest wyraźnie wolniejszy, czyli w momencie, w którym do wyprzedzenie byłoby bardzo prawdopodobne również bez DRS. .
Dzięki zmianom aerodynamicznym wprowadzonym w 2022 roku manewr ten staje się jeszcze łatwiejszy, ze względu na możliwość jazdy 2 bolidów w mniejszej odległości (mniejsze turbulencje za pojazdem). Sezon 2022 potrafił być ekscytujący, nawet mimo dominacji Maxa Verstapena. Jednym z czynników, które pomagały budować emocje, był właśnie DRS, dzięki któremu sprawny kierowca może szybko zyskiwać pozycje, nawet gdy straci ją z powodu awarii w kwalifikacjach czy błędu na początku wyścigu. Z punktu widzenia kibica, to niezwykle pozytywny efekt.
Twój samochód niczym bolid F1
Jeśli chcesz, aby Twoje auto nabrało sportowego charakteru, odwiedź sklep Inter Cars i znajdź części idealne do swojego samochodu. Kupisz u nas m.in. hamulce sportowe oraz najwyższej jakości akcesoria. Odwiedź serwis Inter Cars już teraz!
