Leszorítóerő (downforce)

A leszorítóerő az az aerodinamikai erő, amelyet a mozgó autó fölött és alatt áramló levegő hoz létre, és amely lefelé, az úttest felé nyomja a karosszériát. Lényegében felfordított felhajtóerő: míg a repülőgép szárnyát úgy formázzák, hogy emelkedjen, az autó aerodinamikai felületeit úgy alakítják, hogy a karosszériát az aszfalt felé szorítsák. A cél egyszerű, de hatása jelentős: a gumiabroncsokat valódi tömegnövekedés nélkül terhelik nagyobb erővel, így azok nagyobb kanyarodási, fékezési és vonóerőt képesek átadni, ami nagyobb sebességet enged meg a kanyarokban és rövidebb fékutat eredményez.

Az erő ugyanabból az elvből születik, amely a repülőgépet a magasba emeli, vagyis a két felület közötti nyomáskülönbségből. A hátsó szárny fordított profilú légterelő, amely a levegőt az alsó felülete mentén felgyorsítja, így alatta kis nyomás, fölötte nagyobb nyomás keletkezik, ami lefelé szívja a hátsó részt. Az autó alatt a gondosan formázott padlólemez és a hátsó diffúzor egy szűk résen át felgyorsítja, majd kitágítja a légáramot, alacsony nyomású zónát hozva létre, amely az egész alvázat lefelé húzza; ez különösen hatékony megoldás, mert alig növeli a légellenállást. Az első légterelők, a kis oldalsó szárnyak és a terelőlapok kiegyenlítik a terhelést a tengelyek között, hogy az autó stabil maradjon, és ne legyen sem könnyű orrú, sem nehéz farú.

A vezető számára az előny a sebességgel együtt nő, mivel az aerodinamikai erő nagyjából a sebesség négyzetével arányos. Alacsony tempónál a szárny szinte semmit sem tesz, versenytempónál viszont akkora erővel képes lenyomni az autót, amely eléri vagy meghaladja a saját tömegét; innen ered a híres állítás, miszerint egyes versenyautók elméletileg akár a mennyezeten is haladhatnának. Ez a többlettapadás később kezdődő fékezést, nagyobb kanyarsebességet és jobb nagy sebességű stabilitást tesz lehetővé, az úton tartva az autót ott, ahol pusztán a mechanikai tapadás már megcsúszást vagy idegesebb viselkedést engedne.

A leszorítóerő látványos fejlődésen ment át az 1960-as évek óta, amikor az első kezdetleges szárnyakat a Grand Prix-autókra szerelték. A talajhatás 1970-es évekbeli felfedezése, amely a felszerelt szárnyak helyett az alvázat aknázta ki, gyökeresen átalakította a motorsportot, később pedig biztonsági okokból részben betiltották. Ma az elvek a gyors közúti autókba is leszivárognak rögzített peremek, sebességnél kiemelkedő aktív hátsó légterelők és sima alsó burkolatok formájában, miközben az olyan sorozatok, mint a Formula-1, leszorítóerejük nagy részét szigorúan szabályozott padlólemezből és diffúzorból nyerik.

A legfőbb korlát, hogy a leszorítóerő sosem ingyenes: minden lefelé nyomó felület felkavarja a levegőt és növeli a légellenállást, ami emeli a fogyasztást és korlátozza a végsebességet. A mérnökök ezért nem a maximális leszorítóerőt, hanem a leszorítóerő és a légellenállás legjobb arányát keresik, sok közúti autó pedig állítható aerodinamikával behúzza elemeit az autópályán. A tapadás és a légellenállás kiegyensúlyozásának művészete közvetlenül összeköti a leszorítóerőt a tágabb aerodinamikával, a légellenállási és felhajtóerő-tényezővel, valamint a homlokfelülettel.