Formula 1, yakıt oyunlarını nasıl idare etti?

FIA birçok konuda açıklama yapmak zorunda kalırken, Ferrari de rakiplerinin sezon boyunca güç ünitesinin yasallığını sorgulaması nedeniyle amansızca savunma yapmak zorunda kaldı.

Bu sene başında Ferrari ve FIA'nın bu konuyu özel bir anlaşma yaparak kapattıklarını duyurmasının ardından rakipler bir kez daha memnuniyetsizliklerini dile getirdiler.

Rakip takımlar Ferrari'nin düzlük avantajını tam olarak nasıl sağladığını bulamadılar. Konuyla alakalı ortaya çok fazla teori atıldı. Kimileri intercoolerdan kontrollü bir şekilde yağ sızıntısı yaparak, kimisi ise yakıt akış limitini farklı bir şekilde değerlendirerek avantaj sağladığı yönündeydi.

Bu yazıda her iki teoriyi masaya yatırıp, ilgili sistemlerin nasıl çalışabileceğini, FIA'nın gelecekte bu alanlarda gri alanların kullanılmasını engellemek için ne tür önlemler aldığını inceleyeceğiz.

Yağ yakma

Yağ yakarak avantaj kazanma girişimleri, hibrit motor döneminin öne çıkan konularından birisi oldu. Tüm yakıt ve yağ üreticileri, motor partnerleriyle motoru en iyi şekilde kullanarak performans kazanabilmek için çok yakın bir şekilde çalışıyorlar.

Saatte 100 kg yakıt yakma limiti olduğu için, herkes mevcut yakıttan mümkün olduğu kadar fazla performans çıkarmaya çalışıyor. Bunun yanında yakıt hazırlanırken kullanılan kimyasallar kurallarda çok daha sıkı bir şekilde kontrol edildiği için, bu yüzden performans kazanımı için nispeten daha serbest olan alanlara odaklanılıyor.

Yağı yakarak yakıt gibi kullanma girişimi doğal bir oyun alanı oldu çünkü yağın miktarı ve kullanma metoduyla alakalı kurallar ilk dönemde daha zayıftı. FIA, seneler ilerledikçe yağ yakma ile ilgili yapılanları öğrendikçe yağın nasıl ve hangi miktarda kullanılabileceğine dair kısıtlamalar getirdi.

Ancak bu açığı kullanmanın hep farklı yolları bulundu.

Ferrari SF70H 2017 motoru

Fotoğraf: Giorgio Piola

Yağ içerisinde yakıt katkı maddelerinin kullanımı, mühendislerin bir dağıtım mekanizması olarak yağ buharına bağımlı olmadan, yakıt karışımına yanmayı artıran unsurları nasıl eklemeye devam edebilecekleri konusunda sorular sormalarına neden oldu.

Bunun ardından Ferrari motoru kullanmayan diğer takımlar, Ferrari'nin soğutma sisteminde geleneksel su bazlı çözelti kullanmak yerine yağ bazlı sıvılar kullandığı teorisini ortaya attılar.

Bu katkı maddesi bakımından zengin yağlayıcı, yanma sürecine sızdırılıyordu ve bu işlem gerçekleştiğinde Ferrari'ye düzlükte ekstra performans olarak dönüş yapıyordu.

Yakıt akış limiti

Yakıt akış metresi

Fotoğraf: Matthew Somerfield

Geçmişteki turbo motor döneminden ders çıkaran FIA, güç ünitelerinin güç seviyelerini kontrol altında tutabilmek için bir yöntem bulmak zorundaydı. F1'in son turbo motor dönemindeki gibi takviye basıncını kontrol etmek yerine, bu sefer yakıt akışı kontrol altına alındı.

Yakıt deposu içerisine yerleştirilen yakıt akış sensörünün, piyasada yer alan diğer çözümlerden çok daha gerçekçi sonuçlar vermesi planlanıyordu. Bu sensör, kullanıldığı tüm araçlarda ve tüm koşullarda aynı sonuçları vermeliydi ve bu şekilde adaleti sağlamalıydı.

Mevcut yakıt akış sensörü, 2018'den bu yana Senstronics tarafından sağlanıyor. Bu sensör, Time of Flight prensibine göre çalışıyor. ToF prensibi ile çalışan cihazlarda üç farklı teknik kullanılmakta. Bu teknikler ultrasonik, radar ve kılavuzlu radar olarak sıralanabilir. Bu tekniklerden her birinin farklı uygulamalarda farklı avantajları ve dezavantajları bulunmakta. Bu teknolojide, ultrasonik ya da elektromanyetik dalgalar pulslar halinde ürün yüzeyine gönderilir, gönderilen enerjinin bir kısmı ürün yüzeyinden yansıtılır ve sensöre geri döner, bu işlem sırasında geçen süre ölçülerek ilk önce ikiye bölünür ve daha sonra gönderilen dalganın ortamda yayılma hızı ile çarpılarak; sensör ile ürün yüzeyi arasındaki mesafe hesaplanmış olur. (Kaynak: Otomasyon Dergisi)

Doğru hesaplamaya ulaşabilmek için, saniyede 2200 defa yakıt akış oranı ölçülüyor. Farklı termal genleşme oranları için daha fazla kalibrasyona ihtiyaç duyulmaması için sistem, tek bir metal materyalden üretiliyor.

Peki bu durumda yakıt akış sensörü nasıl farklı kullanılabilir?

Bu sensör saniyede 2200 defa ölçüm yapıyor olsa da FIA filtrelenmiş, daha küçük bir örneğini kullanıyor. Dış değişkenlerin oluşturduğu gürültüler kaldırılarak elde edilen verilere bakılıyor.

Bu, yakıt akışı konusunda daha gerçek sonuçlar veriyor ancak bu süreçte sensör sonuçlarının farklı kullanılabileceği düşünülüyor.

Belli bir frekansta ses eklenirse ya da sensörün yapıldığı maddeye benzer bir parça eklenirse, bu uyumsuzluğa neden oluyor.

Red Bull'un Ferrari'nin düzlük hızı avantajıyla alakalı FIA'ya sorduğu soru tam olarak "sinyal filtreleme" ile alakalıydı. 

FIA, Red Bull'un sormuş olduğu uygulamanın teknik kuralların 5.10.3 ve 5.10.5 maddelerini ihlal olacağını belirtti.

Satır aralarını yorumlamak …

Shell yağ ve yakıt test numuneleri

Fotoğraf: XPB Images

FIA'nın geçen sene teknik kurallarda en çok sorun yaşadığı şey, kurallarda yazılan cümlelerin yorumlanma şekilleriydi.

Belli noktalarda açık olduğunu gören ya da yasakların tam olarak yazılmadığını söyleyen takımlar onları kullanmaya çalıştılar. Bunun üzerine FIA, 2020 sezonu için kurallara şu eklemeyi yaptı; 19.8 - Yarış hafta sonunda örnek alma ve test etme. Yapılan değişikliklerin, analiz için FIA'ya verilen yakıt örnekleriyle ve kullanımda olan yakıtla uyumlu olması gerekir.

Daha net açıklama yapmamız gerekirse, takımlar bir sezon içerisinde 5 yakıt formülü onaylatabilir ancak bir yarışta bunlardan ikisini kullanabilir.

Bu konuyla alakalı en geçerli bölüm, 19.8.4 maddesinin son paragrafında yer alıyor:

"Gaz kromatografisi ile yapılan gözlemlerdeki sapmalar, daha önce açıklanan ve o takım için onaylanan bir başka Formula 1 yakıtı ile kazara da olsa benzerlik gösterirse, karışan yakıtın numunede %10'dan fazla olmaması şartıyla yakıt örneğinin uygun olduğu kabul edilecektir. Ancak ortada sistematik bir ihlal söz konusuysa, o yakıt kurallara uygun kabul edilmeyecektir."

Tabii ki yakıt değişiminde her zaman çapraz kontaminasyon için bir yer vardır ve bu yüzden FIA bu ihtimal nedeniyle belli bir sapma alanını kabul ediyor. Ancak bu değişiklikler - illaki Ferrari'nin olması gerekmiyor - bazı takımların kasıtlı olarak belli yakıtları karıştırdığını işaret ediyor.

İki farklı yakıt formülünü karıştırarak kullanma, ikisinin bir araya geldiğinde tek başına çalışma şeklinden farklı bir tepkime verebileceği iddiasını gündeme getirdi.

Yakıta eklenebilecek katkı maddeleri konusunda çok ciddi kısıtlamalar var. Yakıt tedarikçileri bu yüzden formüllerini hazırlarken çok dikkatli olmak zorundalar.

İki sensör nasıl daha iyi olacak?

FIA'nın kurallarda, sürekli olmasa da belli bir süre içten yanma sürecinde ya da yakıt akışıyla alakalı birçok önlem aldığı açık.

Ancak yakıt akışını kontrol etmeyle alakalı geçen senenin sonunda yayınlanan TD/042-19 teknik direktifi çok önemli bir role sahip olacak.

Bu seneye kadar yakıt akış sensörünün topladığı veri doğrudan SECU yani standart elektronik kontrol ünitesine gönderiliyordu ve bu verilere hem takımlar hem de FIA ulaşabiliyordu.

FIA, yakıt akış kısıtlamasını daha iyi yönetmek için araçlara ikinci sensörün takılmasını zorunlu hale getirdi. Bu yeni ölçüm cihazının daha iyi tekniklerle daha net sonuçlar vermesi bekleniyor.

Bu sensör ile toplanan veriler şifrelenmiş bir şekilde FIA'ya gönderilecek ve takımların her an erişimine izin verilmeyecek.

Bu süreci belli bir standartın dışına çıkarmak ve rastgeleleştirmek için FIA, yeni sensörleri her yarış başında takımlara verecek ve yarışın sonunda toplayacak.