Downforce - aerodynaaminen voima, joka painaa auton tien pintaan [1] . Tämä voima parantaa auton renkaiden pitoa tiellä ja parantaa siten sen ohjattavuutta, jarrutusta ja kiihtyvyyttä.
Avopyöräisissä kilpa -autoissa (mukaan lukien Formula 1 ) vetovoima on ollut yksi neljästä tärkeimmistä suunnitteluominaisuuksista (moottorin tehon, painon ja renkaiden ohella) ainakin 1970-luvulta lähtien [2] , tärkein XXI-luvun alussa. vuosisadalla [3] . Vähemmän tehokkaan 8-sylinterisen Cosworth DFV -moottorin 1960-luvun lopulta 1980-luvun alkuun tiedettiin kilpailevan erittäin menestyksekkäästi paljon tehokkaampien 12-sylinteristen bokserimoottorien kanssa yksinkertaisesti siksi , että DFV-moottorin V-muotoinen , kapea pohja. enemmän vapautta auton pohjan suunnittelussa ja tarjosi suuremman vetovoiman käyttämällä maatehoa [ 4] [5] . Ymmärtäminen, että puristusvoima aerodynaamisena ominaisuutena on vetovastusta tärkeämpi , tuli vähitellen 1960-luvun alussa. Vaikka jo vuonna 1956 sveitsiläinen insinööri Michael Mayasensi ensimmäisen takasiiven Porsche 550 : een , jopa 1960-luvun alussa jotkut aerodynaamiset korostivat, että kilpa-auton tärkein asia on vetovastus [3] .
1960-luvun puolivälistä kuluneiden 15 vuoden aikana suunnittelijat ovat onnistuneet kolminkertaistamaan vetovoiman, mikä pakotti muuttamaan Formula 1 -sääntöjä turvallisuuden takaamiseksi [6] [3] . Vuodet 1978–1982 luonnehditaan "maavaikutteisena vallankumouksena" [5] . Joukkueet, jotka valitsivat lähes metrin leveän bokserimoottorin, joutuivat turvautumaan epätoivoisiin toimenpiteisiin. Silloin Brabham-tiimi rakensi kuuluisan BT46B :n, jossa jättimäinen tuuletin, joka oli suunniteltu jäähdyttämään moottoria, itse asiassa imesi ilmaa pohjan alta, mikä lisäsi vetovoimaa (yhden - voittoisan - kilpailun jälkeen tämä "pölynimuri" pidempään käytössä vaarallisen tuulettimen levittämisen takia radan pinnalta). Ferrari-tiimi , joka valitsi myös bokserimoottorit, ei uskonut maailmiön todellisuuteen, keskittyi moottorin ja alustan parantamiseen - ja hävisi toivottomasti vuoteen 1981 asti, jolloin kurssi muuttui uuden pääinsinöörin saapuessa [ 5] .
Tarve ylläpitää jatkuvaa välystä maailmiön hyödyntämiseksi oli tärkein syy siirtymiseen alumiinista jäykempiin hiilikuiturungoihin (1980, McLaren-tiimi ) [5] .
Nuorten kaavoissa puristusvoimaa lisäävien laitteiden käyttö on rajoitettua tai jopa kiellettyä [3] .
Kuten lentokoneessa, suuren alasvoiman auton siivet menettävät tehonsa osuessaan toisen auton perään, joten lentäjät valittavat vetovoiman menetyksestä ja vaikeista ohituksista, mikä heikentää kilpailun spektaakkelia. Suuri vetovoima lyhensi myös jarrutusmatkan kymmeniin metriin, mikä vaikeutti ohittamista jarruttaessa ( eng. out-braking ). Näytelmän ja turvallisuuden säilyttämiseksi tekniikan kehittyessä Kansainvälinen autoliitto pakotetaan muuttamaan sääntöjä vähentääkseen autojen pitoa radalla. Renkaiden modifioinnin (jota joskus harjoitetaan) lisäksi tapa saavuttaa tämä tavoite on kohdistusvoiman rajoittaminen (esimerkiksi vuonna 1998 Formula 1 -autojen enimmäisleveyttä pienennettiin 20 cm, mikä pienensi aerodynaamiset elementit). Erityisesti vuonna 2007 perustettu ohitustyöryhmä, OWG , kehitti vuoteen 2009 mennessä uusia sääntöjä, jotka taas pienensivät vetovoimaa ja mahdollistivat autojen lähestymisen pienemmällä riskillä. Vuonna 2011 suorilla linjoilla ohittamisen helpottamiseksi sallittiin säädettävä takasiipi , joka liikkuvien elementtien avulla mahdollisti vastuksen (ja vetovoiman) pienentämisen ohitushetkellä [3] .
Siiven toimintaperiaate on samanlainen kuin lentokoneen käänteisen siiven : ilmavirran ympärillä virratessaan siipi luo voimaa, mutta ei nosta , vaan painaa. Varhaisissa malleissa siivet sijaitsivat telineissä auton keskikohdan yläpuolella, nykyaikaisissa Formula 1 -autoissa on kaksi siipeä: edessä ja takana. . Muutamat tuotantoautot, joissa on takasiipi, käyttävät takakonttiin asennettua järjestelyä .
Mayn epäonnistuneen kokeilun jälkeen (hänen autonsa ei saanut kilpailla) seuraavan yrityksen teki kymmenen vuotta myöhemmin Jim Hall .. Hänen Chaparral 2E CanAmkun siipi oli asennettu korkealle rekvisiittalle, kopioivat muut joukkueet välittömästi. Siiven korkea asento johti useisiin onnettomuuksiin ja vaatimuksiin sen käytön kieltämiseksi, mutta suunnittelijoiden kanssa kuultuaan siivet säilytettiin merkittävin rajoituksin. 1970-luvulla takasiivet levisivät muihin autoluokkiin [3] .
Aluksi Formula 1 -siivet olivat liikuteltavia, vaihtelevalla iskukulmalla , mutta säännöt kielsivät nopeasti tällaisen kokoonpanon: kaikkien "aerodynaamisten" laitteiden on pysyttävä paikallaan suhteessa runkoon [3] .
Turboahtimen myötä moottoreiden teho kasvoi dramaattisesti, ja takasiipien aiheuttama lisävastus muuttui merkityksettömäksi. Tällä aikakaudella (1980-luvulla) siivet kasvoivat ylimääräisillä "siiveillä" vetovoiman lisäämiseksi [3] .
Termillä "hame" on venäjäksi kaksi merkitystä: tätä kutsutaan joskus etuspoileriksi (katso alla), ja tämä termi viittaa myös rungon sivuilla oleviin joustaviin ulkonemiin, jotka on suunniteltu erottamaan pohjan alla oleva ilmavirta. Lotus -tiimin vuonna 1978 käyttöön ottamat joustavat liukuvat hameet menestyivät (yhdessä pohjaprofiloinnilla venturi-efektin luomiseksi , katso alla), mutta jo vuonna 1981 ne kiellettiin [7] , koska ne irtosivat toisinaan ja aiheuttivat vaaraa radalle. .
J. Hall oli käyttänyt hameita aiemmin, vuonna 1970, yhdessä tuulettimien kanssa luodakseen tyhjiön Chapparal 2J:n pohjan alle. Nämä laitteet kuuluivat liikkuvien aerodynaamisten osien kiellon piiriin, minkä vuoksi Brabham väitti myöhemmin, että niiden tuuletin vain jäähdyttää moottoria [3] .
Lotus-tiimi teki läpimurron lisäävän vetovoiman muodostamalla auton pohjan Venturi-suuttimen malliin. Ensimmäinen malli, Lotus 78 , ei ollut kovin menestynyt, mutta jo vuonna 1978 seuraava versio, Lotus 79 , saavutti erinomaisen menestyksen. Suunnittelua kopioitiin ja parannettiin nopeasti klassisissa autoissa, kuten Williams FW07 ja muissa Ralt RT2/3/4 kaavoissa. Massatuotetuissa urheiluautoissa käytettiin leveitä pohjia tonneissa mitatun puristusvoiman luomiseen. Sääntöjä kuitenkin muutettiin jälleen, ja akselien väliin alettiin vaatia tasaista pohjaa [3] .
"Turbo-ajan" päättyessä vuonna 1989 takasiipien aiheuttama vastus tuli jälleen havaittavaksi, suunnittelijat kääntyivät jälleen auton pohjaan ja huomasivat, että koria hieman eteenpäin kallistamalla tyhjiö voidaan saavuttaa jopa litteällä pohjalla, mutta tätä varten ilman on poistuttava vapaasti rungon alta sen takaa. Korin muoto, joka laajentaa korin ja auton takaosan pinnoitteen välistä rakoa, tuli tunnetuksi diffuusorina [3] .