Éra „přísavného efektu“ v F1: Proč jej nakonec zakázali?

Pokud v životě platí „Za vším hledej ženu“, pak v motorsportu by se dalo tohle přísloví změnit na „Za vším hledej rychlost“. Je evidentní, že nejdále je v tomto ohledu Formule 1. A když se v šedesátých letech minulého století začalo prvně experimentovat s přítlačnými křídly, inženýři si tehdy říkali, že objevili onen příslovečný svatý grál. Jenže…

I přítlačná křídla však měla své nevýhody. Na techničtějších okruzích plných zatáček fungovala skvěle, ale na vysokorychlostních tratích, jako je například italská Monza, se zpočátku ukázala být vlastně tak trochu nevýhodou. Protože s vyšší přilnavostí v zatáčkách díky nově objevené „přítlačné síle“, neboli přítlaku, šla ruku v ruce také nižší maximální rychlost na rovinkách kvůli vyššímu odporu vzduchu.

Takzvaný „ground effect“, nebo-li v češtině přísavný efekt, jsou aerodynamická řešení, díky kterým (především) závodní auta dokáží usměrnit vzduch okolo auta a pod autem tak, že se vůz doslova přisaje k asfaltu. Hodně se používal ve Formuli 1 na začátku osmdesátých let, následně byl ovšem zakázán. Dnes jsou této myšlence nejblíže americké závodní vozy známé jako IndyCars.

Pravděpodobně nejjednodušší přirovnání z běžného života je kus plachty připevněný těsně nad zemí během větrného dne. Když totiž budeme držet plachtu velmi těsně nad zemí, a zajistíme, aby z bočních stran vzduch neodcházel zpod plachty pryč, zjistíme, že plachta je vlastně silou vzduchu přisávána k zemi. To proto, že vzduch pod plachtou musí nabrat vyšší rychlost, než ten, který je nad plachtou. A jelikož má tento vzduch vyšší rychlost, má tedy i nižší tlak, než ten pomalejší vzduch „nahoře“. Tím vznikne podtlak a tedy přísavný efekt. A velmi podobně té funguje i u závodních aut.

Jak už víme, každý designér chce, aby jeho závodní auto udrželo v zatáčkách co nejvyšší možnou rychlost. V tomto případě je vlastně samotná zem, respektive asfalt, do určité míry součástí tohoto aerodynamického systému, proto se mu v angličtině říká „ground effect“.

Již v šedesátých letech přišla první křídla, která se montovala na čumák a záď vozu, posléze dorůstající nesmyslných rozměrů. Stále nešlo o přísavný efekt, nicméně už tehdy návrháři a konstruktéři toužili pochopit chování vzduchu proudícího okolo auta a pod ním, aby dosáhli co nejvyšší možné rychlosti v zatáčkách, ovšem bez nižší maximální rychlosti na rovinkách.

Přestože se s aerodynamikou začalo ve velkém „koketovat“ už v letech šedesátých, přísavný efekt jako takový prodělal první větší průlom až začátkem těch sedmdesátých. Jim Hall, americký závodník a konstruktér, přišel po sérii svých vozů Chaparral s přelomovým modelem Chaparal 2J.

Ten sice trochu připomínal závodní pračku, ale to nic neměnilo na jeho účelnosti. Na zádi vozu byly dva větráky, poháněné vlastním dvoutaktním motorem, a pro správnou účinnost byl vůz osazen speciálními lištami, aby vzduch pod autem oddělily od okolního. Větráky tento „izolovaný“ vzduch zrychlovaly, čímž vytvářely obrovský podtlak, a to už při stání na místě(!).

Chaparral 2J soutěžil v zámořské sérii Can-Am, a byť nevyhrál žádný závod, stal se strašákem celého startovního pole. I přesto byl na konci sezóny 1970 zakázán.

„Jak přisát auto k asfaltu?“, to byla otázka, která na přelomu šedesátých a sedmdesáých let nedala spát nejednomu automobilovému inženýrovi. S myšlenkou „přisátí“ auta k silnici si pohrávali inženýři závodních týmů jako BRM nebo například March, kde to už takříkajíc skoro měli. Jenže jejich boční „lišty“ nebyly dostatečně nízko nad zemí, a tak se vzduch dostával zpod auta ven, a tudíž nebylo dosaženo požadované přítlačné síly.

Colin Chapman, geniální britský konstruktér, už tehdy věděl, že zkrátka musí existovat způsob, jak navrhnout tvar auta tak, aby způsobil dle jeho vlastních slov „negativní vztlak“, tedy jinými slovy přítlak. Proto najal profesora Shawna Buckleyho z Kalifornské univerzity v Berkeley, aby podrobně studoval tento aerodynamický oříšek. První vlaštovkou byl veleúspěšný Lotus 72, který už na svou dobu dokázal vyvinout poměrně slušný přítlak. Stále však nešlo o přísavný efekt v pravém slova smyslu.

Později Buckley zjistil, že přimontováním jakýchsi „tunelů“ ke spodku vozu lze oddělit vzduch proudící pod autem od toho v okolí auta, a že tím vzniká podtlak, a tedy i síla, která táhne auto k asfaltu. S těmito znalostmi a poznatky se později v Lotusu vrhli na další úspěšný monopost, Lotus 78.

Podobně tehdy smýšlel další velikán Gordon Murray, který se v roce 1974 rozhodl na příď svého Brabhamu BT44 umístit něco jako vzdušné zábrany, aby vzduch pod auto vůbec nepustil. To se však ukázalo jako neúčinné, a tak se je pokusil posunout více dozadu, a voilà – vůz začal generovat užitečný přítlak cca 70 kilogramů. S podobným řešením podlahy vozu tehdy přišel také McLaren s vozem M23.

Lotus pokračoval ve vývoji svého „přísavného auta“, teď už s pomocí inženýrů Tonyho Rudda a Petera Wrighta, kteří se podobný recept snažili prosadit u stáje BRM, avšak neúspěšně. Revoluce měla přijít v roce 1977 s Lotusem 78. Tomu se od předních až po zadní kola táhly velké bočnice, jejichž spodní hrana byla jen několik málo centimetrů nad zemí. A aby se docílilo „izolování“ vzduchu proudícího pod autem, byly na bočnice přimontovány ještě ohebné „záclony“, které spodek auta dokonale oddělily od okolí. Ještě to nebylo stoprocentně „ono“, ale pět vyhraných závodů a druhé místo v Poháru konstruktérů byl dobrý začátek.

Gordon Murray, tehdy pracující pro stáj Brabham, však zašel ještě dále. V roce 1978 přišel s Brabhamem BT46B, kterému se ihned začalo přezdívat „Fan Car“, tedy volně přeloženo jako „větrákové auto“. Na zádi vozu byl totiž velký větrák poháněný převodovkou, jehož otáčky se tedy odvíjely přímo od otáček motoru. Auto se vyhnulo okamžitému zákazu díky Murrayho tvrzení, že větrák ve skutečnosti plní především funkci chlazení. Na podezření ostatních týmů to příliš neubralo. Nepomohl ani fakt, že řada lidí byla svědkem toho, že si auto „přidřeplo“ blíže k zemi, přestože stálo na místě – jen díky vytočení motoru na neutrál.

Konkurence byla ohromena i rozzuřena zároveň. BT46B závodila jen jednou, a sice na Velké ceně Švédska – tento závod také s Nikim Laudou za volantem pochopitelně vyhrála. Zvedla se vlna nevole a tehdejší šéf týmu, Bernie Ecclestone, se s vedením ostatním týmů gentlemansky dohodl, že vůz odstaví během následujících tří závodů. Ovšem automobilová federace FIA požadovala okamžité stažení Brabhamu BT46B.

Mezitím byl, tehdy už rok starý Lotus 78, v sezóně 1978 stále konkurenceschopný, a na rozdíl od Brabhamu se mu dařilo využívat přísavného efektu bez větších kontroverzí. V šestém závodě sezóny 1978, ve Velké ceně Belgie, však Lotus představil již dokončený a dlouho očekávaný Lotus 79, který hned zajel první místo a poukázal tak na své kvality. Po strkanici v první zatáčce pilot Mario Andretti už jen navyšoval a následně držel náskok, na který byl i geniální Gilles Villeneuve krátký. Ba co víc, Andrettiho stájový kolega Ronnie Peterson dokázal Kanaďana předjet, a Lotus tak bral hned napoprvé vítězství 1-2. A právě tento den se dá považovat za počátek éry ground effectu – ostatní týmy začaly také toužit po svém „přísavném autě“.

V nadcházejících letech ostatní týmy řešení Lotusu 79 následovaly, a dokonce vylepšily. Výsledkem však bylo, že auta v zatáčkách dosahovala nebezpečně vysokých rychlostí, což zejména v sezóně 1982 vyústilo v několik vážných nehod.

Auta využívající tento způsob přísavného efektu byla schopna generovat obrovský přítlak, a tudíž udržet v zatáčkách obrovskou rychlost. Problém však nastal tehdy, když bylo aerodynamické těsnění, které drželo rychlý, nízkotlaký vzduch pod autem, nějakým způsobem narušeno.

Jinými slovy – jakmile se bočnice například poškodily, auto najelo na nerovnost, nebo došlo ke kontaktu s jiným autem, přísavný efekt téměř okamžitě přestal fungovat. A ztráta přilnavosti byla tak náhlá, že mnohdy ani jezdci s bleskovými reakcemi nebyli schopni včas zareagovat, a auto tak (občas doslova) letělo mimo trať.

Skvělým přirovnáním nám může být klasická přísavka – jakmile se totiž její tvar nějak naruší, nebo ji byť jen trochu nadzvedneme z podložky, ztratí kontakt s daným povrchem. A teď si zkuste představit, co asi mohla udělat taková „přísavka“ vážící 600 kilogramů, pohybující se rychlostí hodně přes 200 km/h…

Výsledkem bylo, že od roku 1983 muselo mít každé auto povinně podlahu rovnou – žádné „tunely“, žádné „lišty“, žádné „záclony“. Přísavný efekt totiž, alespoň v tomto podání, fungoval na principu všechno nebo nic, a tak se automobilová federace FIA rozhodla jej z bezpečnostních důvodů zakázat. Pravdou sice je, že přísavný efekt do určité míry používají i dnešní vozy F1, nejde však o ten samý princip. Nejblíže se mu dnes blíží vozy ze série IndyCar.

Zajímavé pak je, že s celou řadou nadcházejících změn pravidel, která mají vejít v platnost v roce 2021, se neblaze proslulý přísavný efekt má údajně do Královny motorsportu vrátit…