Nie licząc paru miesięcy 2019 roku i kwestionowalnej legalności jednostki Ferrari, podczas GP Francji w tym roku Mercedes znalazł się w zupełnie nowej dla siebie sytuacji. Proste i moc jednostki napędowej w erze hybrydowej zawsze były silną stroną stajni z Brackley i to ona była górną granicą Formuły 1, jeżeli chodzi o osiągi silników. Wraz z wprowadzeniem drugiej specyfikacji RA261H przez Hondę Niemcy nagle znaleźli się w pozycji goniącego. Jednak od Silverstone to podopieczni Toto posiadali bolid szybszy na prostych. Jak?

Mercedes F1 Team

Wojna rozwojowa - wbrew zapewnieniom z początku sezonu - nabiera tempa. Zarówno Czerwone Byki, jak i Srebrne Strzały co chwila pokazują nowe elementy konstrukcji i, patrząc na aktualną sytuację w tabeli, nie zanosi się na szybkie zakopanie topora wojennego.

Już od testów batalia o największą szybkość maksymalną jawiła się niezwykle interesująco. Pierwszy cios wyprowadził Christian Horner, montując na RB16B elastyczne tylne skrzydło.

Na kontratak Toto długo nie trzeba było czekać - wkrótce świat usłyszał o dyrektywie TD18/21. Od Francji wprowadzono nowe testy tylnych skrzydeł oraz monitorowanie odchylenia w czasie rzeczywistym za pomocą specjalnych znaczników.

Również od GP Francji w bolidach Maxa i Checo zawitała nowa jednostka Hondy drugiej specyfikacji. Choć w tym sezonie zakazane jest zwiększanie osiągów silników, możliwe jest wprowadzanie poprawek niezawodności.

Z tej furtki skorzystali Japończycy, którzy prawdopodobnie poprzez wyeliminowanie wibracji turbosprężarki umożliwili Bykom korzystanie z pełnej mocy tegorocznego silnika.

fot. Red Bull

Na Paul Ricard Mercedes na prostych dostał łupnia. Nie inaczej było w Spielbergu, gdzie Max zgarnął podwójne zwycięstwo, w tym Grand Slama. Wtedy też mówiło się o przewadze aż 15 KM japońskiej jednostki nad ich niemiecko-brytyjskimi konkurentami, a po serii zwycięstw Red Bulla z tyłu głowy zaczynało pojawiać się pytanie: "Czy Max już ma ten sezon w garści?"

Cisza przed burzą

Na domowy wyścig Lewisa Mercedes przywiózł poprawki. Dla gołego oka widoczne zmiany obejmowały bargeboardy i mniej pofalowaną podłogę.

Ekipa z Brackley dramatycznie walczy o zminimalizowanie strat wynikających z filozofii low-rake. Tym razem inżynierowie postawili na raczej ciągły, jednostajny wypływ powietrza spod frontu podłogi, odchodząc od próby utworzenia paru osobnych strumieni.

Prawdopodobnie ma to pomóc w izolacji obszaru niskiego ciśnienia pod podłogą od szkodliwego wpływu turbulentnego powietrza, które pochodzi spod przedniej osi, jak i przygotować grunt pod izolację dyfuzora od wpływu tylnych opon.

Mercedes ma o co się bić - W12 jest długim bolidem, więc powierzchnia podłogi jest znaczna. Im większa powierzchnia znajduje się pod działaniem podciśnienia, tym większa siła docisku zadziała na bolid. Dlatego też obniżenie ciśnienia pod podłogą o tę samą ilość Pascali będzie bardziej korzystne dla głównych rywali Red Bulla niż dla ekipy Maxa.

fot. Mercedes

Odwrócenie pływu

Choć wątpliwym jest, aby to tak drobne poprawki były w całości odpowiedzialne za nadrobienie straty do Byków, z pewnością zadziałały i to Lewis zgarnął Pole Position przed pierwszym sobotnim sprintem na Grand Prix Wielkiej Brytanii.

Nikt nie spodziewał się również, że to Srebrne Strzały będą szybsze na prostych.

Choć słabsze osiągi Red Bulla można tłumaczyć optowaniem za wyższym dociskiem, na Hungaroringu Byki dały radę najwyżej dorównać na prostych Mercedesom i to pomimo wyciągnięcia cieniutkiego skrzydła z Baku.

W obliczu kontrowersji wywołanych przez manewry kierowców z numerami 44 i 77 temat pozostał relatywnie niezauważony, lecz kilka dni po wyścigu niemiecki portal Auto Motor und Sport opisał podejrzenia Red Bulla i Ferrari o kontrowersyjnej przyczynie odzyskania brakującej mocy.

Plenum jest terminem odnoszącym się do zbiornika występującego w pojazdach z turbodoładowanym silnikiem, charakteryzującym się przechowywaniem powietrza o pozytywnym ciśnieniu.

Nie jest tajemnicą, że stosowanie sprężarki pozwala jednostce napędowej na osiagnięcie większej mocy w porównaniu do jednostki wolnossącej. Rozwiązanie takie posiada jednak pewne unikalne problemy, którym stara się zaradzić właśnie plenum.

W silnikach Formuły 1 turbo znajduje się w jednej linii z silnikiem, przez co cylindry 5 i 6 znajdują dalej od sprężarki niż cylindry 1 i 2. Gdyby poprowadzić wlot powietrza bezpośrednio, to tłoki znajdujące się dalej turbo otrzymywałyby mniej powietrza.

Rozwiązanie takie skutkowałoby nieoptymalną pracą, większą podatnością na awarie i nierównym rozkładem sił wewnątrz silnika, co ostatecznie sprowadzałoby się do ograniczenia osiągów jednostki.

Kolejnym problemem jest zasada działania turbo - dostarcza ono powietrze ciągłym rytmem, podczas gdy cylinder potrzebuje go przez krótki, określony okres, gdy otwarty jest wlot powietrza. Cylinder w fazie ssania czasem jest w stanie potrzebować więcej powietrza, niż turbo jest w stanie dostarczyć, a relatywnie duża objetość zbiornika plenum gromadzi powietrze na zapas.

Wdzierające się do cylindra powietrze skutkuje również falą ciśnienia rozchodzącą się po systemie. Odpowiednio zaprojektowany zbiornik plenum jest w stanie odbijać fale ciśnienia tak, by powstał rezonans, który przy kolejnym otwarciu zaworu wlotowego wepchnie do cylindra więcej powietrza, niż samo turbo dałoby radę.

Alternatywnie plenum może służyć jako wygaszacz niechcianych skoków w ciśnieniu.

Poza wyżej opisanymi właściwościami zbiornik plenum posiada jeszcze jedną, bardzo ważną funkcję - służy on jako chłodnica dla powietrza dolatującego do silnika.

Nowa afera?

Wspólną cechą zespołów zasilanych silnikiem z logo Mercedesa jest wydatne wytłoczenie na pokrywie silnika, czego na próżno szukać u innych producentów. W przypadku Astona jest to szczególnie widoczne, a łezkowaty kształt wyraźnie odcina się na powierzchni bardzo szczupłej pokrywy.

Cecha jest nieco bardziej ukryta w przypadku MCL35M i FW43B, lecz podyktowane jest to szerszą podstawą pokrywy silnika, lepiej maskującą systemy chłodzenia.

fot. McLaren

Wyjątkowo wydatny kształt z pewnością posiada przeciwwagę w postaci jakiejś zalety. Choć fabryka z Brackley nie chwaliła się przyczyną takiego wybrzuszenia, ekipa Christiana Hornera posiada pewne podejrzenia.

Keeping cool..

Temperatura jest wyznacznikiem energii kinetycznej cząsteczki, co w praktyce oznacza, że im cieplej, tym żwawiej cząsteczki się poruszają. Wysoko naenergetyzowane atomy mocniej się rozpychają, przez co średnio na jednostkę objętości przypada ich mniej, skutkując niższą gęstością gazu.

W rezulatcie im wyższa temperatura, tym mniej cząsteczek znajduje swoją drogę do cylindra oraz tym mniej cząsteczek tlenu jest dostępnych do spalenia, ograniczając maksymalną moc.

To właśnie dlatego gęstość powietrza jest tak ważna dla osiągów. Problematyczny staje się więc wzrost temperatury powietrza podczas jego sprężania przez turbo - i dlatego samochody posiadają chłodnice miedzystopniowe.

W F1 używany jest system nazywany charge air cooler, który jest wymiennikiem ciepła obniżającym temperaturę powietrza przeznaczonego do spalania, ale już po sprężeniu. Energia zostaje odebrana z gazu i przekazana cieczy chłodzącej, a następnie wydalona. Rozwiązanie takie znacząco poprawia wydajność wolumetryczną poprzez zwiększenie gęstości powietrza w plenum, zwiększając limit mocy jednostki napędowej.

W praktyce oznacza to, że bolid Mercedesa cechuje się bardzo dynamicznym wyjściem z zakrętów, prawdopodobnie dzięki chłodzeniu plenum przechłodzoną cieczą.

Valterri Bottas, Mercedes F1 Team

W Red Bullu podejrzewają, że Mercedesowi udało się zaprojektować system chłodzenia tak, by do plenum wpływała przechłodzona ciecz. Taki sposób chłodzenia chwilowo bardziej wydajnie obniża temperaturę, co znajduje potwierdzenie w błyskawicznym przyspieszeniu Mercedesa.

Sam system wydaje się być legalny - przepisy Regulaminu Technicznego mówią jedynie o minimalnej średniej temperaturze na przestrzeni okrążenia.

Dlatego też wątpliwości Byków nie leżą w legalności samego systemu, a w umiejscowieniu czujnika temperatury wewnątrz plenum. Według Red Bulla czujnik jest umieszczony tak, by ukryć wpływ superchłodnych ścianek, dając Mercedesowi nieregulaminową przewagę.

Aston Martin F1, Sebastian Vettel

Przepis o średniej temperaturze posiada również pewien kruczek - zapis nie obowiązuje podczas pierwszego okrążenia wyścigu. W takim wypadku Mercedes może odpalić chłodzenie na pełnej na początkowym kółku, co tłumaczyłoby zadziwiającą szybkość Lewisa na Silverstone podczas Lap 1.

Co dalej?

Trudno stwierdzić, patrząc na to, jak niereprezentatywną próbką były ostatnie wyścigi - kraksy w UK i na Węgrzech, przerwa wakacyjna oraz dziwaczne Spa skutkowały jednym relatywnie miarodajnym ściganiem w ciągu prawie 2 miesięcy. Dodatkowo tor Zandvoort jest specyficzny, nie sprzyjając walce koło w koło, gdzie rozwiązanie Mercedesa jest najbardziej widoczne.

W trakcie pisania tego zdania weekend na Monzy jest jeszcze przyszłością. Choć chodzą głosy o już złożonej prośbie Red Bulla do FIA o dyrektywę techniczną uściślającą położenie czujnika, jak również krąży wypowiedź Toto, że sama sytuacja nie jest niczym nadzwyczajnym i on o potencjalnym rozwiązaniu dowiedział się parę dni temu, to każdy z fanów wie, ile takie wypowiedzi są warte.

Monza znana jest również jako świątynia prędkości, gdzie każdy koń mechaniczny ma znaczenie, a wyjścia z zakrętów są niesamowicie ważne. Mercedes więc z pewnością zrobi dobry użytek z lepiej chłodzonego plenum, desperacko goniąc tak potrzebne mu punkty.

Dlatego też z niecierpliwością pozostaje czekać na GP Włoch... i niech wygra lepszy.