apa itu f-duct?

Setiap awal musim, biasanya selalu selau ada issue yang jadi pro-kontra dan perdebatan. Di Musim 2007 movable-floor Ferrari menjadi topik hangat, di musim berikutnya KERS dan standarisasi ECU issue penting dan di Musim 2009 giliran double-deck diffuser yang menjadi perdebatan. Musim ini, Tim McLaren yang menjadi trigger dalam hal inovasi. Mereka muncul di Musim ini dengan inovasi cerdik berupa saluran udara dari pangkal nose mobil yang mengalirkan udara ke engine-cover yang biasa disebut orang sebagai shark-fin, karena bentuknya yang mirip sirip hiu, dan kemudian dialirkan menuju sayap belakang. Saluran udara khusus ini lalu mendapatkan sebutan “f-duct” oleh media karena bentuk saluran masuk udara yang menyerupai huruf “f”.Tantangan bagi mobil balap modern adalah efisiensi aerodinamikanya. Goal dari setiap pekerjaan aero-engineer adalah bagaimana mencari desain komponen dan integrasi antar komponen itu sedemikian rupa agar mempunyai efisiensi aero yang setinggi mungkin. Efisiensi aero yang tinggi berarti mempunyai downforce besar dengan drag atau hambatan angin yang kecil. Masalahnya, tipikal komponen aerodinamika biasanya mempunyai kenaikan downforce yang sebanding dengan kenaikan dragforce.


Dalam desain mobil F1 modern, sayap belakang adalah komponen yang paling besar menyumbangkan drag atau hambatang angin. Di dalam Tabel-1 terlihat bahwa sumbangan drag dari sayap belakang bahkan lebih dari 30%. Padahal kedua ban belakang yang bentuknya besar dan tidak aerodinamis serta permukaan bagian atasnya bergerak berlawanan dengan arah angin datang saja “hanya” mengumbang sekitar 20% drag saja. Dengan demikian, mengurangi drag pada sayap belalang adalah termasuk upaya yang menjadi perhatian para insinyur desain di F1.

Namun demikian, mengurangi drag di sayap belakang tidaklah mudah karena mengubah sudut-serang sayap menjadi lebih landai juga akan berakibat menurunkan downforce yang berguna memberikan grip pada ban belakang. Grip pada ban belakang sangat dibutuhkan pada akselerasi terutama setelah mobil keluar dari tikungan. Berapa usaha telah dilakukan, misalnya menambahkan jumlah lempeng sayap. Sayap dengan multiple-plates yang dibuat bertumpuk dapat meningkatkan efisiensi aerodinamika karena aliran angin akan lebih stabil tidak mudah mengalami separated-flow yang merupakan awal dari aliran turbulen yang merugikan bagi aerodinamika. Di awal musim 2000-an jumlah lempeng sayap belakang biasanya ada dua dan sayap depan bahkan terdiri dari tiga lempeng. Di musim ini FIA hanya membolehkan dua lempeng sayap depan dan satu lempeng di sayap belakang.

Bagi mobil F1, kondisi ideal adalah jika mobil menerima high downforce dan high drag saat berbelok. Saat berbelok, high drag dapat membantu pengereman dan high downforce membantu menyediakan grip yang lebih tinggi bagi ban untuk “menggigit” aspal agar mobil dapat menikung dengan stabil. Di trek lurus, kebutuhan akan downforce dan drag berbeda samasekali. Drag jelas merugikan karena menghambat akselerasi mobil dan downforce tidak terlalu dibutuhkan. Jadi settingan sayap yang paling baik bagi mobil balap adalah jika sudut serang sayap dapat diubah-ubah sesuai kebutuhan, sudut landai saat di trek lurus dan sudut curam saat berbelok. Namun sayangnya, perubahan sudut sayap saat mobil sedang melaju tidak diperkenankan oleh regulasi. Sudut sayap harus fixed, tidak berubah pada saat mobil berlomba. Pernah ada akal-akalan bagi regulasi ini dengan cara memilih material sayap yang flexible. Sayap yang flexible dapat berubah-ubah sudutnya sesuai kebutuhan di atas. Namun sayangnya juga, flexibilitas material juga dibatasi oleh regulasi.

Teknologi f-duct McLaren ini cukup cerdik dalam membuat karakteristik sayap belakang sesuai kebutuhan. Aliran udara dari depan yang dialirkan melalui saluran khusus ke permukaan depan sayap belakang (lihat ilustrasi). Aliran udara ini membuat aliran angin yang dari arah depan sayap belakang tidak langsung menghantam sayap belakang sehingga efektifitas sayap belakang jadi menurun. Akibatnya, drag jadi mengecil dan downforce juga berkurang. Kondisi ini menguntungkan jika mobil berada di trek lurus sebab downforce tidak terlalu dibutuhkan sedangkan drag sudah jelas merugikan. Untuk membuat berfungsinya saluran ini hanya untuk di trek lurus saja, pengoperasian katup di saluran masuk f-duct dioperasikan secara manual oleh pembalap. Saat memasuk trek lurus pembalap membuka katup dan saat menjelang memasuki tikungan pembalap menutupnya lagi.

Di musim ini f-duct menjadi primadona dalam memancing pro-kontra. Red Bull dan Ferrari adalah dua tim awal yang memprotes penggunaan f-duct oleh McLaren namun belakangan justru Ferrari menjadi salah satu team pengguna f-duct. Tim-tim lain yang telah mengadopsi f-duct sejak GP China adalah Williams, Sauber, dan Mercedes.
Berbeda dengan beberapa team yang telah menggunakan f-duct, tampaknya saat ini f-duct McLaren yang terlihat paling baik performanya. Kondisi ini tidak mengherankan karena desain satu komponen aerodinamika selalu tidak mudah karena melibatkan karakter aliran fluida yang kompleks yang bernama angin. Aliran angin dipengaruhi oleh banyak faktor yaitu desain komponen lain yang sebelumnya dilaluinya, temperatur dan tekanan udara dan bahkan kelembapan udara. McLaren menjadi team dengan desain f-duct yang paling baik karena mereka tentu telah menyiapkan desain f-duct-nya sejak lama dan telah memanfaatkan windtunnel mereka untuk mencoba beberapa kemungkinan desain.

Saat ini f-duct ini akan banyak menjadi kunci kekuatan team karena manfaatnya berupa penambahan kecepatan di trek lurus amat diperlukan pembalap untuk menyusul maupun bertahan dari tekanan pembalap belakang. Kekuatan ini menjadi penting di sirkuit-sirkuit dengan trek lurus panjang. Uniknya, f-duct juga menjadi kunci kekuatan di sirkuit lambat seperti Monaco dan Hungaroring karena dengan mempunya f-duct mengurangi drag, maka sudut serang sayap dapat ditingkatkan untuk mendapatkan downforce lebih besar agar pembalap mampu menikung dengan lebih cepat. Jika teori ini terbukti, maka dapat diharapkan bahwa pertarungan-pertarungan di GP-GP mendatang akan lebih seru karena akan banyak overtaking yang dimungkinkan antara pembalap dengan f-duct versus pembalap tanpa f-duct.
sumber : "http://f1-technology.blogspot.com/"