Ground effect ( engelsk ground effect - effekten af overfladens nærhed, jordens virkning [1] ) - indflydelsen af den underliggende overflades nærhed på de aerodynamiske egenskaber af et legeme, der bevæger sig over det. I motorsport forstås dette som skabelsen af et lavtryksområde mellem bunden af bilen og banens overflade for at give yderligere downforce [2] .
I 1960'erne begyndte racerbilsproducenter at være opmærksomme på aerodynamikkens rolle i at køre en bil på en bane. Brugen af aerodynamiske kræfter til at presse bilens dæk til overfladen af banen tillod sving ved højere hastigheder. Den mest oplagte løsning var brugen af bagvinger og spoilere , som bruger luftstrømmen, der passerer over bilens karrosseri, til at skabe downforce. Denne løsning har dog en væsentlig ulempe: overfladerne, der bruges til at give downforce, skaber yderligere træk , hvilket reducerer bilens hastighed, når du kører i en lige linje. Designere forsøgte at rette op på denne mangel ved at kontrollere vingernes angrebsvinkel , men snart blev bevægelige aerodynamiske elementer i designet af racerbiler forbudt af International Automobile Federation (FIA).
En anden måde at skabe downforce var at bruge luftrummet under bunden af bilen. Hvis luften, der passerer gennem denne sti, accelereres, opstår der på grund af Venturi-effekten et område med blæsetryk under bilen, hvilket skaber yderligere downforce. En anden måde at reducere lufttrykket under bilen på er aktivt at pumpe den ud af dette område med en blæser [3] .
Jim Hall var den første racerbildesigner, der forsøgte at bruge jordeffekten I 1961 anvendte han en speciel bundprofil på sin Chaparral bil , men fik ikke succes, og i 1970 lavede han en modifikation Chaparral 2J , hvor jordeffekten blev skabt af et par luftudsugende ventilatorer drevet af en separat motor. I denne model blev der for første gang brugt et "nederdel", der dækkede mellemrummet mellem bilen og baneoverfladen fra siderne. Bilen deltog i Can-Am- løbene og viste det bedste resultat i kvalifikationen, men opnåede ikke sejre på grund af tekniske problemer. I slutningen af sæsonen blev Chaparral 2J forbudt af Sports Car Club of America på grund af klager fra rivaler om sten, der flyver fra fans og en overtrædelse af FIA -reglerne, der forbyder bevægelige aerodynamiske enheder [4] .
Det næste eksempel på effektiv brug af jordeffekten var bilen Lotus-78 , skabt under ledelse af Colin Chapman til racerløb i Formel 1 i 1977. Bilens design brugte en speciel profil af bunden, der ligner en omvendt vinge på et fly, for at accelerere luftstrømmen og elastiske "nederdele" på siderne, hvilket isolerer luftrummet under bilen. Bilen havde succes og vandt fem løb i 1977 og to mere i 1978, hvorefter den blev erstattet af en forbedret Lotus-79 model , som også brugte en jordeffekt.
I 1978 forsøgte Gordon Murray , designeren af Brabham-holdet , at bruge en ventilator til at skabe en jordeffekt i Brabham BT46B- modellen . Han gik til tricket og erklærede blæseren som en del af motorens kølesystem. Bilen vandt det første løb, men blev trukket tilbage fra yderligere konkurrence på grund af klager fra rivaler, hvilket gentog Chaparral 2J 's skæbne . Som et resultat var Lotus-79 ude af konkurrence og bragte Lotus -holdet sejr i sæsonen.
Allerede i det næste 1979 begyndte andre Formel 1-hold at bruge jordeffekten. I flere år blev han en faktor i at bestemme Formel 1-bilers udseende og ydeevne. Men fordelene ved jordeffekten var ledsaget af dens ulemper. Spændeeffektiviteten afhang af stabiliteten af mellemrummet mellem bunden af bilen og baneoverfladen. Ufuldkommen aerodynamik førte til langsgående vibrationer af bilen i bevægelse - den svajede fra stævn til agterstavn og tilbage. Disse problemer blev løst ved at bruge ekstremt stiv affjedring, hvilket fik racerkørere til at opleve mange rystelser. Stigningen i svinghastigheder førte til en stigning i laterale g-kræfter, som begyndte at overstige piloternes udholdenhed, hvilket forårsagede kortvarigt bevidsthedstab. At hoppe bilen på ujævnheder eller røre sporet med bunden førte til en pludselig forsvinden af downforce og tab af kontrol over bilen.
Disse faktorer førte til en stigning i ulykker, som et resultat af, at FIA foretog ændringer i reglerne for at begrænse brugen af jordeffekt: i 1981 blev elastiske "nederdele" forbudt, og en minimum frihøjde på 60 mm blev etableret . Og siden 1983 har reglerne forpligtet racerbiler til at have et fladt gulv fra front til bag [5] . På trods af disse begrænsninger bliver jordeffekten fortsat brugt til at skabe yderligere downforce sammen med bagvinger og spoilere. For at accelerere luftstrømmen, der passerer under bilen, bruges en hævet næse på bilen og en diffuser placeret bag bagakslen [3] .
I 2022 vendte jordeffekten tilbage til Formel 1. Arrangørerne af Formel 1 verdensmesterskabet håber at øge konkurrencens spektakel ved hjælp af jordeffekten.
Den udbredte brug af forskellige aerodynamiske elementer på moderne racerbiler resulterer i betydelig luftturbulens bag bilen. Dette gør det svært for dem at forfølge og overhale rivaler, hvilket reducerer spektakel af autoracer. Jordeffekt, ligeglad med sådanne forstyrrelser, kan reducere behovet for et stort antal bagvinger, klapper og spoilere og forbedre underholdningssituationen. I 2015 blev spørgsmålet om mere intensiv brug af jordeffekten i de tekniske forskrifter for Formel 1 for 2017 aktivt diskuteret [6] . I IndyCar-serien blev det besluttet igen at ty til den udbredte brug af jordeffekten fra 2018 [7] .
Enrico Scalabroni demonstrerer princippet om jordeffekten (video)