Formula 1'de son dönemde anti dive ve anti squat adı verilen süspansiyon tasarımları çok fazla konuşulmaya başlandı. Özellikle Mercedes'in geçen sene anti dive adı verilen süspansiyon tasarımına geçiş yapmasının ve bu doğrultuda daha fazlasını yapacağını açıklamasının ardından anti dive adı verilen süspansiyonların ne olduğu, nasıl çalıştığı konusunda bazı sorular sorulmaya başlandı. Bu içeriğimizde sizlere F1 araçlarındaki anti dive ve anti squat adı verilen süspansiyon sistemlerinin nasıl çalıştıklarından bahsedeceğiz.

Formula 1 araçlarında maksimum performansa ulaşmak, en iyi olmak için her zaman her şeyin bir araya gelmesi gerekir. 2014'te başlayan turbo V6 motorlar döneminde hibrit güç üniteleri ön plana çıkarken, ilerleyen yıllarda yere basma gücü önem kazandı. 2022'den itibaren ise zemin etkili araçlar nedeniyle araçların taban altı büyük önem kazandı.

Bir takım öne çıktığında genelde, o takımın x alanında çok iyi olduğu söylenir ancak gerçek şu ki, takım o alanda gerçekten iyi olsa da aslında onun dışında gözle görülen ya da görülmeyen birçok şeyi de iyi yaptığı için o seviyede oluyor.

İçerisinde bulunduğumuz zemin etkili araçlar dönemini düşünün. Formula 1 araçlarındaki yere basma gücü kaynağı karoser üzerindeki kanat ve kanatçıklardan, taban altına, venturi tünellerine ve difüzöre kaydı. Bu alan ön plana çıktı ancak sonrasında sidepodların da mevcut araçların performansında etkili olduklarını gördük. Yeni kuralların ilk yılında gridde neredeyse tüm takımların farklı sidepod tasarımları olsa da, sonunda takımların çoğu, Red Bull'un öncülüğünü yaptığı aşağı yönlü sidepod tasarımına yönelmek zorunda kaldı çünkü ideal olan konseptin o olduğu görüldü.

Ama F1 araçlarının hızlı olması için karoser, kanatlar ve zemin yeterli değil. Sadece bu dönemde değil, aslında tüm dönemlerde süspansiyonların araç performansına ve sürüş kalitesine olan etkisi hep dikkat çekiciydi.

2022'de zemin etkili araçların gelmesiyle birlikte, pek ön plana çıkmasa da süspansiyonlar da sürüş yüksekliği kalitesi açısından ayrı bir öneme sahip oldu ve önceki yıllarda pek duymadığımız anti dive ve anti squat kavramları daha çok konuşulmaya başlandı.

Bu iki özelliğin sırasıyla ön ve arka süspansiyonlara entegre edilmesi, genellikle bir takımın diğerine karşı büyük bir avantaj (ya da tersine dezavantaj) sağlamasının nedeni olarak gösteriliyor... Ama gerçekten öyle mi? Anti dive ve anti squat süspansiyonlar nasıl çalışır?

Formula 1'de süspansiyonlar ve aerodinamik arasındaki etkileşim nasıl olur?

Bir Formula 1 aracında aerodinamikle ilişkili olarak süspansiyon söz konusu olduğunda akla gelebilecek en basit etkileşim, tasarım aşamasında seçilen aerodinamik felsefeye uygun olarak aşağı yöndeki hava akışını "yönlendiren" süspansiyon kollarının konumlandırılmasıdır.

Ancak uzun zamandır süspansiyonların aslında çok daha önemli bir görevi var: araç gövdesini sabit bir sürüş yüksekliğinde tutmak. Aslında süspansiyon, tekerleklerin bir tur boyunca karşılaştığı tüm engelleri absorbe ederek aracı yerden yüksekte tutar.

Formula 1 araçlarının aerodinamik etkilerinin çoğu, özellikle mevcut teknik düzenlemelerde zemin altının verimliliğinden kaynaklandığından, zemin etkisinden yararlanmanın ancak araç gövdesi önemli bir sarsıntıya maruz kalmazsa mümkün olabileceği açıktır.

Aslında bir Formula 1 aracı, (bordürlerin üzerinden geçme ve dalgalanma gibi) herhangi bir olay nedeniyle sürüş yüksekliğini değiştirdiğinde üretebildiği aerodinamik yük, ideal dünyadaki "tasarım" koşullarından çok daha düşüktür. Ancak süspansiyonlar bu etkiye karşı koyacak şekilde tasarlanırsa, her zaman ideal tasarım koşullarına çok yakın kalabilirsiniz ve sonuç olarak performans optimize edilir.

Fren yaparken ve hızlanırken ne olur?

Bir Formula 1 aracının süspansiyonlarını tasarlayanlar için sorun, sadece yerden yükseklikteki değişimlerin bir bordürün üzerinden geçmek gibi düzensiz bir şey olmamasıdır. Bunların dışında araçların her frenleme ve hızlanmada tipik olarak "dalış (ileri doğru yatma)" ve "çömelme (arka tarafın yere oturması)" olarak tanımlanan hareketler vardır.

Dalış (dive) terimi kelimenin tam anlamıyla frenleme sırasında ön tarafın alçalmasıdır.
Çömelme terimi ise hızlanma sırasında aracın arka aksı üzerine oturmasını ifade eder.
Ancak çok daha önemlisi, bu olguların neden ortaya çıktığını anlamaktır... Ana neden aslında üzerinde çok az şey yapılabilecek bir şeydir, yani aracın içindeki kütlelerin düzenidir.

Kendi kütlesi olan her cismin bir "kütle (ağırlık) merkezi" yani cismin neredeyse tüm kütlesinin yoğunlaştığı bir nokta vardır.

Formula 1 araçlarındaki amaç, ağırlık merkezini mümkün olduğunca düşük tutmaktır, ancak genellikle mühendisler bir sonraki resmi referans olarak görülen sürücülerin baş yüksekliğine yakın kalmayı başarırlar.

Anti dive süspansiyon sistemi nasıl çalışır?



Kelime anlamı itibariyle anti - karşı, dive - dalış manasına geliyorlar. Anti dive ise dalış karşıtı olarak Türkçe'ye çevrilebilir. Yani en basit haliyle anti dive adlı sistemin; aracın öne doğru yatmasını engelleyen sistem olduğunu ifade edebiliriz.

Bir sürücü frenleme bölgesine yaklaştığında, atalet sadece aracı ileri itmekle kalmaz, aynı zamanda aracın ön aksa doğru dalmasına neden olan bir "moment" üretme eğilimindedir. Bu nedenle yük transferi olarak tanımlanan bir durum söz konusudur. Yani frenleme esnasında arka aks "hafifler" ve ön aks yere daha fazla basar.

Yüzde olarak düşünüldüğünde %0 aracın frenleme esnasında öne yatmasını hiç engellememek manasına gelirken, %100 ise öne yatmanın sıfırlandığı ve aracın dümdüz olduğu manasına gelir. Takımlar, pist ve araç özelliklerine göre ideal dengeyi bulmak zorundadır.

Anti dive gereksinimlerini belirlemek için, aracın özelliklerine göre hesap yapılan bir formül bulunuyor. Bu formülde kullanılan şeylerden birisi de, fren dengesidir. Günümüzde fren dağılımı daha çok ön tarafa meyillidir.



Hesaplamada kullanılan parametreler; L (Dingil mesafesi), COG (Ağırlık merkezi), L dive (Lastik temas alanı uzunluğu, L height (Lastik temas alanı yüksekliği), h (Ağırlık merkezi yüksekliği).

Anti dive yüzdesi hesaplama formülü:

Anti dive Yüzdesi = Fren dengesi Yüzdesi * h dive / L dive * L / h

© Raceanalysis.it

Yukarıdaki formülde göreceğiniz üzere, hesaplamada süspansiyon düzenine ek olarak aracın dingil mesafesi "L" ve COG'nin dikey konumu "h" de ne kadar anti-dive etkisinin ifade edildiğini belirlemede etkilidir. Özellikle dingil mesafesi arttıkça (ki bunun ön tekerleklerin ekseninden arka tekerleklerin eksenine olan mesafe olduğunu hatırlıyoruz) dalış önleme de artar. Bu yüzden, 2022'den bu yana tüm takımlar hem bu nedenle ve aerodinamik yere basma kuvveti üretmek için daha fazla araç yüzey alanına sahip olmak için dingil mesafesini arttırma eğiliminde oldular.

Yalnızca ön süspansiyon geometrisinin etkisine baktığımızda dalış önleyici etkiyi artırmak için, ön süspansiyonun üst salıncağının arka kol bağlantı noktasını alçaltmak ve birbirine yakın iki salıncak tasarlamak faydalı olabilir. Red Bull'un son iki senedir süspansiyonun bu bölümüne odaklandığından birçok teknik içerikte bahsetmiştik.

Red Bull'un ön süspansiyonundaki iki salıncak arasında 45 derecelik bir açı olduğu, diğerlerinin ise bu bölümde 15 derece civarında bir açıya sahip olduğu düşünülüyor. Bu açıdan Red Bull'un fark yarattığı alanlardan birisinin süspansiyonlar olduğunu söyleyebiliriz.

Anti squat süspansiyon sistemi nasıl çalışır?



Anti dive süspansiyon, aracın ön tarafında kullanılan ve öne yatma açısını sınırlayan sistemken anti squat ise, Türkçe'sinden anlayacağınız üzere aracın arka süspansiyonlarında kullanılan sistemin adıdır.

Anti dive'da aracın squat süspansiyon sistemi, aracın hızlanma sırasında arka aksa "oturmasını" önlemeye çalışır. Bu sayede virajlarda yavaşlayan araçların virajlardan çıkarken hızlanırken yaşadığı dengesizlik kontrol altında tutulmaya çalışılır.

Yani en basit haliyle anti dive frenleme esnasında aracın öne doğru yatma açısını kısıtlayarak, anti squat ise hızlanma esnasında aracın arkaya doğru basmasını kısıtlayarak aracın daha stabil bir sürüş yüksekliğine sahip olmasına yardımcı olur. Böylece düzlük harici bu tür koşullarda sürüş yüksekliği korunurken aracın zemininde üretilen yere basma gücü seviyesinin stabil olması sağlanır.

Mantık ve matematik çerçevesinde anti dive ve anti squat sistemlerini en basit haliyle sizlere açıklamaya çalıştım. Ancak ben bir mühendis değilim, bu tür sistemlerin olumlu etkilerini ya da yan etkilerini tam olarak açıklayamam. Bu yazıda dile getirme şekli açısından çok basit görünse de, gerçek dünyada bu tür sistemleri verimli bir şekilde çalıştırmak, tahmin edeceğiniz üzere çok daha karmaşık olabilir ve burada bahsedilen şeylerden çok daha fazla parametreyi içerir.

Evet, bu sistemi en iyi kullanan takım Red Bull olabilir ancak diğer takımların bu sistemi ne kadar ileri seviyede kullandığını ya da kullanmadığını söyleyemeyiz. Diğer taraftan farklı takımlar, bu sistemin telafisi olacak başka şeyler de yapıyor olabilirler.

Yeni sezona çok az kaldı. Bakalım hangi takımlar süspansiyonlar konusunda Red Bull'u takip edecek ya da daha farklı çözümlerle karşımıza çıkacak?

tr.motorsport.com