Autoforum

/

Foto: Gordon Murray Automotive, koláž Autoforum.cz

Tedy jeho zmenšeninu, neboť na konstrukci skutečného auta s touto schopností by prodělal kalhoty. On je ale málem prodělal i na oné zmenšenině, je to mnohem složitější úkol, než se může zdát.

Technicky zdatnější čtenáři prominou následující zjednodušující a ne vždy zcela přesné formulace, ale pokusíme se tuto věc podat tak, aby ji porozuměl i člověk, který při hodinách fyziky hrál raději se spolužákem piškvorky a přesto jej fungování aut zajímá. Protože je podle nás svým způsobem fascinující a zaslouží si pozornost i od těch, kteří by ji jinak takové záležitosti nevěnovali.

Pokud se o auta nezajímáte jen zcela povrchně, tušíte, co je to aerodynamika, aerodynamický přítlak a co dokáže. Různá velká přítlačná křídla, nejlépe viditelná na závodních autech typu Formule 1, nemají tyto prvky jen pro parádu či kvůli žehlení kalhot jezdců asistentkami týmu, ale pro - skutečně laicky řečeno - vytváření hmotnosti auta, která neexistuje.

Možná jste, třeba i letos v zimě, zažili kupříkladu s BMW nebo s Mercedesem s pohonem zadních kol situaci, kdy se nemůžete rozjet, protože relativně lehká záď nedokáže zajistit dostatečně intenzivní kontakt pneumatik s klouzavým povrchem. Stačilo ale otevřít kufr, na jehož hranu si sedli jeden dva lidé a auto se rázem bylo s to rozjet - protože dodatečná zátěž onen kontakt zlepšila. U běžně výkonného silničního auta takový problém zažijete leda na sněhu či na mokru, pokud ale máte pod palcem třeba 1 000 koní a auto váží 700 kilo - což je případ Formule 1 - potřebujete podobně lepší kontakt pořád.

Tak by mohli technici stájí F1 naskákat na záď auta a jede se? Vlastně ano, má to ale negativní dopady - přidaná hmotnost zhorší akceleraci a ještě méně se hodí v zatáčkách, kde bude zvyšovat odstředivé síly. Proto konstruktéři raději sází na aerodynamiku - ta simuluje zatížení vozu aerodynamickým přítlakem za pomoci okolo proudícího vzduchu, ale nepřidává téměř žádnou hmotnost (krom hmotnosti onoho křídla), i když může generovat zatížení klidně v řádu tun na pársetkilovém voze. Auto tedy akceleruje způsobem odpovídajícím své hmotnosti (omezuje ji aerodynamický odpor, ale o tom až za chvíli) a v zatáčkách netrpí už vůbec žádnou nevýhodou pramenící z přidané hmotnosti, přitom na něj shora působí takové zatížení, že by klidně mohlo jezdit i „hlavou dolů”. Ideál dosažen? Bohužel nikoli.

Tyto aerodynamické hrátky totiž mají také své nevýhody - jednak zmíněný odpor vzduchu (dá se některými řešeními omezit, ale nekomplikujme to dále), který zhoršuje akceleraci i maximální rychlost. A především fakt, že jste závislí na onom proudícím vzduchu, který prostě vždy neproudí. Když tedy auto jede pomalu, máte jen malý či minimální přítlak a jste přesně tam, kde ono BMW na sněhu - v pr... achu, za svými soupeři. To je také důvod, proč vám někdy F1 mohou při závodech přijít v pomalých zatáčkách velmi pomalé - ony skutečně mohou být pomalé, bez aerodynamického přítlaku mají jen mechanický kontakt se silnicí a ten může být navzdory širokým a lepivým pneumatikám zoufale malý. Jezdit vzhůru koly pak mohou taková auta třeba až ve 200, 250 nebo 300 km/h, v závislosti na nastavení.

Právě proto dostal geniální konstruktér ef-jedniček a pozdější autor McLarenu F1 Gordon Murray na konci 70. let ďábelský nápad - takový přítlak permanentně generovat bez ohledu na rychlost. Brabham BT46B tehdy osadil obřím ventilátorem, který vysával vzduch zpod auta a foukal jej za něj. Tím byl mohl být patřičný přítlak (nebo spíše přícuc?) vytvořen bez ohledu na rychlost dle množství vzduchu odsávaného z prostoru pod vozem. A tak zatímco konkurence čekala na to, až jejich auto pojede 200 km/h a bude si hrát na dvoutunový vůz, Murrayho speciál už v takové situaci byl klidně ve 2 km/h. To autu dalo možnost dosahovat mnohem vyšší rychlosti v zatáčkách i efektivněji akcelerovat a než FIA tuto věc zakázala, Niki Lauda s takovým autem dokázal vyhrát závod.

I na tuto věc jsme vzpomínali nedávno, protože znovu Gordon Murray část těchto kouzel přenesl na svůj nový silniční supersport T.50. Nejde tu úplně o totéž, větrák na tomto autě nemá až takovou schopnost, idea je ale pořád podobná - uměle odsávat vzduch odněkud a foukat jej jinam a tím jeho proudění v určitých momentech napodobovat skutečnému proudění v situacích jiných.

Otevřeně inspirován britským géniem si s touto myšlenkou zkusil pohrát technik, který na Youtube provozuje kanál Engineering After Hours. Pochopitelně tak nemohl činit se skutečným autem, to by chtělo multimilionový rozpočet, ale na zmenšenině auta je to stejně zajímavé. Jeho konečným cílem bylo postavit vůz, který by pomocí větráků generoval dostatečný přítlak bez ohledu na rychlost, aby dokázal jezdit i hlavou dolů. A byť se zdá, že jde o dávno vymyšlenou věc, jeho patálie s faktickou realizací teprve ukazují, jak neuvěřitelnou záležitost dokázal Murray před více jak 40 léty dostat do praxe a vyhrát s ní závod královské motoristické disciplíny.

Samotné větráky a odsávání vzduchu nejsou problém, potíž je - jak už to bývá - sladění celého systému, aby fungoval a nebyl kontraproduktivní. Totiž, aby celá věc fungovala, musí být v maximální možné míře omezeno pronikání okolního vzduchu do prostoru, ze kterého vzduch odsáváte - logicky, jinak nedosáhnete potřebného podtlaku, bylo by to jako vysávat koberec z metru. Tento prostor tedy musíte ohraničit jakýmisi těsněními, která na jednu stranu, musí být kvůli výše zmíněnému dostatečně blízko země, zároveň nesmí být příliš blízko země - protože v tu chvíli by třením zpomalovala samotné auto nebo jej dokonce zvedaly výše a omezovaly trakci kol. Však to znáte, když si na vysavači zapnete příliš velký tah.

Ona těsnění tedy musí být pružná, aby přilnula k zemi, současně ale nesmí být moc pružná, protože pak by je podtlak pod autem ohýbal směrem k podvozku, což by znovu zamezilo kýženému efektu. A k tomu je třeba vyhrál si s nastavením podvozku, neboť zejména pružiny musí být schopny držet vůz v určité výšce nad zemí a současně dovolit podvozku pracovat. Pokud se v tom začínáte ztrácet, nedivíme se, popravdě přes vše dnes známé nechápeme, jak dokázal Murray tuto věc svého času učinit funkční tak, že vydržela celý závod. Použil relativně měkčí „těsnění”, které pak pružinami zevnitř zajistil, proti přílišnému ohýbaní dovnitř, což zní snadno, ale praxe je složitější.

Znovu to nejlépe ukáže video níže, na němž je patrné, že je ještě celkem snadné „přilepit auto ke stropu” když stojí, je ale o mnoho složitější dovolit mu pohnout se nebo jej na stopě udržet, když má jet. To samé pak pochopitelně v menší míře platí, i když chcete generovat menší přítlak při jízdě standardním způsobem koly dolů.

Internetový technik nakonec cíle dosáhl, postavil auto jezdící klidně po stropě a fungující při jízdě standardním způsobem, současně ale poznal, proč toto řešení bylo zakázáno v každé významnější závodní sérii. Zmiňoval to znovu už Murray - jednak jde o špínu z cesty, které takový „vysavač” zvedá za autem a posílá ji přímo do tváře jezdců za vámi. To by se zřejmě ještě dalo nějak vyřešit, hlavní problém je ale v tom, že udržitelnost větrákem vygenerovaného přítlaku je závislá na kvalitě kontaktu s povrchem a stačí jedna větší nerovnost, jedna spára na silnici, aby byl přerušen, přítlak se ztratil a auto okamžitě mířilo do hodin.

Když se to stane RC modelu na videu níže, tragédie to není, kdyby se to stalo ef-jedničce v 200 nebo 300 km/h při závodě, i k tragédii by mohlo dojít. Přesto je fascinující řešení a znovu musíme smeknout klobouk před Sirem Gordonem M., že to nejen vymyslel - protože teoreticky to není až tak těžko uchopitelná věc -, ale že s tím vyhrál závod Formule 1. I s dnešními technologiemi v mnohem menším měřítku je to jak vidno obtížně uchopitelná věc.

Zdroj: Engineering After Hours@Youtube

Petr Miler