Periskop Egzoz Tasarımının Tarihi

Böylelikle 2010 ve 2011 sezonunda aero gelişimi domine eden egzoz beslemeli difüzörün sporla olan yakın ilişkisinin önüne geçilmiş oldu. Başlangıçta FIA egzozları difüzörün arkasına almayı planlarken takımlar sidepod'lar üzerinden çıkan 'periskop' tarzı egzoz tasarımlarını kullanmayı tercih etti. Sporun doğası gereği daha doğal olan çözümün uygulanmasıyla birlikte takımların yeni kompleks egzoz tasarımları kullanarak aracın arka bölümünden ufak da olsa aero avantaj sağlamaları önlendi. Aynı zamanda motor üreticileri için de sevindirici bir haber nitekim takımlar motorları için daha uzun ikincil egzoz boruları kullanmak zorunda kalmayacak.

Periskop egzozların tarihine bakacak olursak ilginç olan nokta aerodinamik gelişim anlamında ilk kez geriye doğru bir adım atılmış oldu. Tarihi F1 araçlarında egzozların aracın arkasına doğru uzanırcasına tasarlanıyordu. Yalnızca yer etkisinin ve turbo motorların spora dahil olmasıyla takımlar egzoz çıkışlarını motor kapağı üzerinde kullanmak konusunda yeniden düşünmek zorunda kaldı. Yer etkisinin yasaklanmasıyla birlikte takımlar aracın arka bölümünden aero kazanım sağlamanın yollarını aramaya başladı ve o zamanlar Renault'un aero departmanın başı olan Jean Claude Migeot 1983 yılında egzoz beslemeli difüzör tasarımını ortaya attı. Bu trend doksanların sonuna kadar sürerken V10 motorların da kullanılmasıyla teknik anlamda revizyonlar hiç olmadığı kadar zirveye yükseldi. Takımlar gaz pedalı pozisyonunda aerodinamik hassaslıklar keşfederken bir yandan da bu hassasiyeti azaltmak için yavaş yavaş egzozları difüzörün başlangıç kenarından uzaklaştırıp daha arka kenarına yerleştirmeye başladılar. Bu çözüm de takımları daha uzun ikincil egzoz boruları kullanmaya itti. Egzozlar vites kutusu ve hidrolik sistemi kadar arka süspansiyona da çok yakındı ve o zamanlar karbon fiberin kullanılmaya başlandığı dönemdi. Doksanların sonundaki bileşenler bekledikleri kadar gelişmiş değildi ve ısıya dayanıklı materyallerde bir o kadar etkili olmadı.

1998 yılında Ferrari egzoz çözümü üzerinde yeniden düşünmeye başladı. O zamanlar Ferrari'de aero departmanın başında bulunan Williem Toet periskop tarzı egzozların nasıl kullanılmaya başlandığını şu şekilde anlatıyor: " Ferrari'de periskop egzozlar üzerinde bir hayli çok çalıştım.

O dönemde Ferrari 90 derece V10 motorların gelişimi üzerinde çalışırken bir yandan da daha güçlü V12 motorlara nazaran kaybedilen gücü geri kazanmak için ciddi revizyonlar arıyordu. Toet'e göre bu motor gelişimi bir nevi katalizör görevi gördü.

" Uzun borular motora uygun olmadığından bizim de daha kısa çözümü tercih etmemiz gerekiyordu."

Daha uzun ikincil boruları geleneksel olarak arkada kullanmak mümkün değildi bununla birlikte takımın kullandığı ilk tasarım da gerçek anlamda periskop tarzı egzoz yapısına sahip değildi.

" En iyi çözümü bulduk, aynı zamanda oldukça iyi aero kazanç sağlıyordu, egzoz çıkışlarını karoserin hemen yanında arka lastiklerin hemen önüne konumlandırdık. Ayrıca lastikleri sıcak egzoz gazlarından korumak için de ekstra koruyucu paneller ekledik. Araç bu şekilde lanse edildi."

Bu çözüm motor ve aero gelişim hedeflerinin bir başlangıcıydı fakat Toet'e göre sistem pekte sorunsuz işlemiyordu.

" O zamanlar mümkün olan materyaller pekte gelişmiş seviyede değillerdi ve mekanik tutunmaya sahip olmamızın yanında sıcaklık altında deforme olması sonucu pilotlar arka süspansiyonla ilgili sorunlar yaşıyordu. Aracın kontrolünü daha idare edilebilir kılmak için bundan vazgeçmek zorunda kaldık."

" Basit bir egzoz beslemeli difüzöre yöneldik fakat performans kaybı 'dikkate değerdi'. Bunun yerine daha kısa borular kullanmayı denedik fakat ikincil boruya bağlanmıyordu. Bu sefer de egzozdan çıkan patlamalar yangına neden oldu ve bir kez daha sorun yaşadık. Bütün bu badirelerin devamında egzoz şnorkeli doğdu. Pek çok iyileştirme çalışmasıyla birlikte verimli şekilde çalıştırmayı başardık (aerodinamik açıdan konuşursak iyi bir çözüm değildi fakat sonuçta kötü de olmadı). Bu çözüm bize daha dar arka karoser kullanma imkanı sağladı ve sonucunda yararlar da getirdi."

1998 F300'ün arka bölümüne bakıldığında periskop tasarımının ilk halinin test dönemi ile mevcut kullanılanlar arasında geçen on yıllık zaman zarfında çokta fazla bir değişiklik olmadı. Elbette Ferrari başlangıçta periskop tasarımında bazı sorunlar yaşadı. Daha kısa egzozlar süspansiyon ve hidrolik düzenlemesinin yer aldığı vites kutusunun hemen yanından sıcak havayı dışarı atmaya devam etti. Fakat buna karşın sıcak egzoz gazları aracın arka bölümünde özellikle de süspansiyonlar üzerinde etkili oldu. Ferrari başlangıçta üst süspansiyon kollarına ısı yansıtıcı materyaller eklese de süspansiyon sorunları ile boğuştu. Detaylı gelişim devam etti ve sezonun sonunda Ferrari periskop tasarımının çalışılabilir bir çözüm olduğunu kanıtladı.

Öncesinde diğer takımlar da periskop çözümünü takip etti. Motor üreticileri daha kısa egzoz boruları kullanmak isteyince yüksek sıcaklıkta karbon fiber süspansiyonlarda sorun yaşadılar ve gaz pedalı hassasiyeti de aracın sürülebilirliğini alt üst etti. En nihayetinde bütün takımlar anında sistemi rafa kaldırdılar. 2001 yılında neredeyse bütün takımlar bu yoldan gitmişti. Yalnızca Minardi ve McLaren beslemeli difüzörü tercih etti. O zamanlar Minardi teknik direktörü olan Gabrielle Tredozi egzoz çıkışlarını difüzörün arka kenarının nispeten biraz daha üzerine yerleştirmelerinin gaz hassasiyetini ve sıcaklık dezavantajını azalttığını söylüyor. Bununla birlikte takım tıpkı McLaren'in Monza ve Indianapolis gibi yüksek hızlı pistler kullandığına benzer düşük egzoz çıkışlarına sahip sistemi de denedi. Fakat 2002 yılında Asiatech V10 motorlu Minardi daha kısa egzozlar kullanmak zorunda kalınca takım Gabrielle Tredozi'nin tasarladığı PS02'de periskop tasarımına geçiş yaptı.

2001 yılına gelindiğinde Adrian Newey imzalı McLaren MP4-16'de egzozlar difüzörün merkezi kuyruk kısmına ve daha alçak zemine uzanacak şekilde yerleştirildi. Fakat 2002'de Newey de periskop trendini takip etti.

" 2000 ve 2001 araçları aynı motora sahipti, yani aynı motora sahip oldukça değişmiş farklı V açıları kullandık, aracın arka bölümündeki düzenlemeyle de motorun farklı istekleri ortaya çıktı bu da bizi etkiledi. Motor tedarikçisi Ilmor farklı egzoz sistemi kullanmayı öneriyordu, bunun anlamı egzoz çıkışlarını taban üzerinde kullanmaya daha fazla devam edemezdik ve nihayetinde biz de çıkışları üstte kullanmak zorunda kaldık." diyor Adrian Newey.

Görünen o ki periskop tasarımı ile arka kanadın üst kısmı ya da kiriş kanadı (beam wing) besleme etkisiyle küçük bir avantaj sağlanabiliyor. Bununla birlikte 2000'li yıllarda periskop tasarımı takımlara daha dar sidepod'lar ve egzoz çıkışlarında uzun boruların kullanılmamasıyla aracın arka bölümünün 'cola şişesi' şeklinde daha ince tasarlanmasına olanak sağladı. Giderek incelen aracın arka bölümü daha da gelişti ve difüzör hava akımı ile aero kazanımlar sağlanmaya başladı. Başlangıçta 90 derece yatay şekilde geriye doğru kıvrımlı ikincil kısa boru ile birlikte takımlar egzozun toplayıcı noktasını yukarıda kullandı. Sidepod'un yüksekliğinin ve genişliğinin azaltılması ile egzoz toplayıcı noktası daha ileri alınırken ikinci boru "U" şeklinde geriye doğru kıvrımlı bir yapıda kullanılabildi. Egzoz sisteminin esas kısmının radyatörlerin üstüne ve motorun yanına ya da sol tarafına çok küçük hacimle yerleştirilmesiyle daha ince arka aerodinamiklerden yarar sağlanmış oldu.

2000'li yıllar boyunca takımlar çeşitli egzoz çıkış formatlarını denemeye devam ettiler. On yıl boyunca bazı noktalarda dayanıklılığı arttırmak için küçük yatay desteklerle oval çıkışlar kullanıldı. Aynı zamanda sidepod ile aynı hizada karoser üzerinden çıkan egzoz tasarımları da denendi. Ferrari çıkıntılı egzoz tasarımını kendi aracına adapte ederek egzozdan çıkan sıcak gazları sidepod'lar üzerine yerleştirdiği tahliye kanallarıyla dışarı attı. Bazı takımlar ise egzozlardan çıkan sıcak havayı ara lastikleri ısıtmak için kullandı. Jordan takımı egzoz çıkışlarını arka tekerleğin hemen önüne yüksek ve geniş bir şekilde yerleştirdi. Opsiyonel egzoz boruları sayesinde arka lastiklere sıcak gazları yönlendirerek lastiklerin sıcaklıklarını arttırmakta faydalandılar. Renault da benzer bir yolu denedi ve egzoz gazlarını arka tekerleklere yönlendirmeyi tercih etti.

Ardından 2010 yılında Adrian Newey RB6'da daha düşük egzoz konumlandırmasını spora tekrar dahil etti. Hızlı bir şekilde egzozlardan çıkan gazlar difüzöre doğru yönlendirilerek burada aero kazanım elde edildi ve egzoz beslemeli difüzör yeniden doğmuş oldu. Birkaç takım egzozlarını daha alçak konumlandırmak için 2010 yılı boyunca periskop tasarımından vazgeçti. Fakat 2011 sezonunun başlamasıyla birlikte bütün takımlar alçak egzoz yerleşimini tercih etti ve periskop tasarımı gözden kayboldu. 2012'den itibaren ise durum tam tersi olacak ve FIA periskop tarzı egzoz sisteminin kullanılmasını zorunlu kılmasının ardından beslemeli difüzör bir kez daha tarihteki yerini alacak. Geçtiğimiz yıllarda tecrübe sahibi oldukları sisteme geri dönüş yapan takımların bu basit sistem üzerinde ne gibi geliştirmeler yapacaklarını görmek ilginç olacak.

Kaynak: scarbsf1