Selain mesin bertenaga dan pembalap yang berkemampuan tinggi, aerodinamika memegang peran sangat besar di dunia balap modern. Aliran udara yang besar tak hanya jadi penghambat laju pembalap beserta kendaraan balapnya, tapi bisa dimanfaatkan dengan maksimal untuk beberapa keuntungan. Baik di balap roda 4 seperti F1 ataupun roda 2 seperti MotoGP, tiap tim selalu berlomba untuk masalah aerodinamika.
Dalam ilmu fisika, aerodinamika merupakan bagian dari ilmu fluida dinamika. Fluida dinamika ini membahas gerakan partikel yang bebas bergerak pada umumnya (misal: air, udara, dan plasma), jadi aerodinamika khusus untuk gerakan udara saja.
Pengaturan prinsip aerodinamika ini berhubungan dengan hukum Bernoulli. Hukum Bernoulli ini mengatakan bahwa perbedaan kecepatan aliran fluida di suatu area akan berpengaruh dalam perbedaan tekanan di area tersebut. Jika kecepatan udara tinggi maka tekanannya kecil, dan sebaliknya jika kecepatan udara rendah maka tekanan menjadi besar. Tekanan ini sebanding dengan gaya yang beroperasi di suatu obyek tertentu sehingga kecepatan tinggi maka gayanya akan menjadi rendah, dan sebaliknya.
Apa Itu Downforce?
Downforce adalah gaya turun atau tekanan ke bawah yang diciptakan oleh karakteristik aerodinamika mobil. Terpaan angin di depan mobil akan diarahkan ke bawah oleh spoiler. Sehingga, tercipta gaya tekan ke bawah.
Downforce adalah kebalikan dari lift force (gaya angkat) yang banyak digunakan oleh pesawat terbang. Lift force akan membuat pesawat terbang naik dari permukaan dengan cara menciptakan gaya angkat dari sayapnya. Sementara, pada downforce, gaya tersebut digunakan secara terbalik. Hal itu untuk menerapkan gaya yang menekan mobil balap ke permukaan lintasan. Efek itu biasa disebut cengkeraman aerodinamis yang dipengaruhi oleh ban, bobot mobil, dan suspensi.
Tujuan dari downforce adalah memastikan mobil bisa melewati tikungan dengan lebih cepat dengan cara meningkatkan kekuatan vertikal pada ban. Hal itu akan menghasilkan lebih banyak cengkeraman. Mobil dapat melibas tikungan dengan kecepatan tinggi tanpa spin. Dengan demikian, mobil bisa melaju cepat saat balapan.
Prinsip Downforce dalam dunia balap
Tidak semua kendaraan bisa menerapkan downforce dalam berkendara. Downforce bisa digunakan, namun juga bisa dikurangi tergantung situasi. Sebagai contoh, mobil F1 butuh downforce ketika melewati tikungan dalam kecepatan tinggi. Namun, downforce harus dikurangi saat melintasi trek lurus. Pengurangan downforce bisa dilakukan dengan cara mengurangi keaktifan Drag Reduction System (DRS). Sebab, DRS akan aktif ketika spoiler belakang terbuka yang mengakibatkan aliran udara bagian atas kian kencang.
Aliran yang lebih kencang di bagian atas dibandingkan aliran di bagian bawah menyebabkan downforce berkurang. Sehingga, laju mobil di trek lurus bisa lebih ringan. Namun, jangan sampai mobil kehilangan banyak downforce di trek lurus karena dapat menyebabkan cengkeraman ke aspal berkurang. Akibatnya, terjadi crash yang tidak diinginkan.
Dalam dunia balap MotoGP, misalnya, downforce tetap dibutuhkan ketika melaju di trek lurus. Sebab, downforce akan menghalangi motor melakukan wheelie ketika keluar dari tikungan.
Part yang berfungsi sebagai Downforce Generator
Front wing (Formula 1)
Bagian ini merupakan salah satu bagian yang sangat penting dari mobil F1. Bentuk sayap depan selalu berubah, mengikuti regulasi yang ditetapkan oleh FIA. Dikatakan sangat penting, karena front wing atau sayap depan merupakan bagian yang pertama kali bekerja memecah angin untuk aerodinamis saat mobil dijalankan. Sayap depan bekerja untuk menciptakan downforce dan mengatur aliran udara yang berada di sekitar ban.
Downforce atau daya tekan merupakan cara untuk menekan mobil agar semakin dekat ke trek. Downforce memanfaatkan aliran angin yang dilewati oleh mobil F1 untuk menekan mobil F1. Dengan downforce yang cukup, mobil dapat melaju cepat dan menikung dengan stabil. Downforce didapat saat angin mengalir menuju bagian depan. Saat mendapat tekanan dari angin, bagian tersebut bekerja untuk memecah angin. Angin bertekanan tinggi akan mengalir ke bagian atas, sedangkan angin bertekanan rendah mengalir ke bagian bawah mobil. Angin yang bertekanan tinggi akan mendorong mobil ke bawah, menciptakan downforce dan membuat mobil lebih menempel ke trek. Efek dari downforce akan membuat pengemudi lebih mudah berakselerasi di trek lurus dan lebih mudah menikung dengan stabil dan cepat.
Namun, angin tidak hanya mengalir ke dua bagian itu saja, melainkan juga ke sisi front wing. Angin yang mengalir ke bagian samping akan mengurangi efektifitas front wing. Maka dari itu, terdapat satu tambahan di bagian sisi front wing yang bernama endplate.
Endplate berfungsi untuk mengurangi ‘angin kotor’ tersebut dan mengalihkan angin ke bagian bawah mobil. Tanpa endplate, angin yang mengalir ke arah samping akan menciptakan vortex (pusaran angin). Vortex akan memberikan hambatan pada mobil.
Karena perannya yang sangat penting, bentuk front wing acap kali berubah, mengikuti regulasi dari FIA. Khusus untuk musim 2022, tiap tim F1 punya sedikit kebebasan untuk meracik front wing sesuai keinginan mereka.
Rear wing (Formula 1)
Rear wing bertugas untuk mengalirkan angin ke arah belakang mobil. Angin yang mengalir ke arah belakang tersebut akan memberikan daya tekan pada bilah rear wing, dan membuat traksi ban menjadi lebih baik. Dengan traksi ban yang lebih baik, mobil akan jadi lebih stabil saat bermanuver.
Hingga tahun 2021, bentuk rear wing bermacam-macam, namun yang paling umum biasanya berbentuk boxy. Namun untuk musim 2022, regulasi baru dari FIA membuat sayap belakang memiliki bentuk yang lebih besar dan melengkung di bagian tengah. Bentuk tersebut bertujuan untuk mengurangi dirty air yang dihasilkan. Sebelum regulasi baru, dirty air dari rear wing dengan bentuk kotak mengalir langsung ke depan mobil yang ada di belakang. Sehingga, aksi salip-menyalip cukup sulit dilakukan.
Nah dengan bentuk baru ini, dirty air diarahkan ke bagian atas mobil lawan, sehingga dapat melakukan slipstream dan menyalip lebih mudah. Selain itu, salah satu sistem aerodinamika yang bernama DRS juga terletak di rear wing.
Diperkenalkan dari tahun 2011, DRS (Drag Reduction System) merupakan sistem yang berfungsi untuk mengurangi drag dengan cara membuka flap atau bilah pada sayap belakang mobil.
Diffuser (Formula 1)
Diffuser merupakan bagian mobil yang berfungsi untuk mempercepat aliran angin yang berada di bagian bawah mobil. Semakin cepat angin tersebut mengalir, maka downforce akan semakin besar karena tekanan angin dari bagian atas mobil didapat secara maksimal.
Diffuser memiliki peranan yang sangat penting. Tanpa diffuser, mobil tidak bisa melahap tikungan secara cepat. Merancang diffuser juga sangat rumit. Maka dari itu, bagian ini sering kali dirahasiakan oleh tim balap agar tidak dicontek oleh tim lain.
Downforce yang didesain dengan benar akan memberikan keuntungan yang sangat besar, mulai dari downforce yang maksimal sampai tanpa drag sedikitpun. Salah satu contoh desain diffuser yang sangat baik adalah double-decker diffuser milik mobil Brawn GP.
Memanfaatkan celah dalam regulasi saat itu, tim teknisi Brawn GP merancang diffuser sedemikian rupa. Alhasil, Brawn GP yang memiliki status sebagai tim baru, secara mengejutkan dapat meraih enam kemenangan dari tujuh balapan awal musim 2009 Jenson Button berhasil menjadi juara.
Winglet (MotoGP)
Secara garis besar, winglet sendiri mirip dengan sayap pesawat terbang juga peranti sayap atau wing di mobil-mobil balap. Winglet akan membelah sekaligus menyalurkan arah udara yang menghambat laju motor.
Sehingga motor akan terasa lebih mudah saat beradu di trek lurus. Selain itu, sudut winglet juga dapat menambah daya tekan motor ke aspal atau downforce yang dapat berefek mengurangi gejala wheelie saat keluar tikungan.
Komentar
Posting Komentar