Marktryck (downforce)

Marktryck, ofta kallat downforce, är den nedåtriktade aerodynamiska kraft som luftströmmen över och under en bil i rörelse skapar för att pressa karossen mot vägbanan. I praktiken är det aerodynamisk lyftkraft upp och ned: där en flygplansvinge formas för att lyfta, formas bilens aerodynamiska ytor för att trycka karossen mot asfalten. Syftet är enkelt men kraftfullt, eftersom ett tyngre belastat däck utan att någon verklig massa tillförs kan överföra större krafter vid kurvtagning, bromsning och acceleration, vilket ger högre hastigheter genom kurvor och kortare bromssträckor.

Kraften uppstår ur samma princip som lyfter ett flygplan, nämligen en tryckskillnad mellan två ytor. En bakvinge är en upp- och nedvänd vingprofil som accelererar luften under sig och skapar ett undertryck där, samtidigt som trycket ovanför blir högre, så att bakvagnen sugs nedåt. Under bilen leder ett noggrant utformat golv och en bakre diffusor luftströmmen genom en smal spalt och vidgar den sedan, vilket bildar ett lågtrycksområde som drar ned hela underredet, en mycket effektiv lösning eftersom den tillför lite luftmotstånd. Frontsplitter, vingelement och canards balanserar belastningen mellan axlarna så att bilen förblir stabil i stället för att bli framtung eller baktung.

För föraren växer fördelen med farten, eftersom den aerodynamiska kraften ökar ungefär med kvadraten på hastigheten. Vid låg fart gör en vinge nästan ingenting, men i tävlingsfart kan den pressa ned bilen med en kraft som är lika stor som eller större än bilens egen vikt, vilket är upphovet till det berömda påståendet att vissa tävlingsbilar i teorin skulle kunna köra i taket. Detta extra grepp tillåter senare inbromsning, högre hastighet mitt i kurvan och bättre stabilitet i hög fart, och håller bilen stadigt nedtryckt där enbart mekaniskt grepp skulle låta den glida eller bli nervös.

Marktrycket har utvecklats dramatiskt sedan 1960-talet, då de första primitiva vingarna skruvades fast på Grand Prix-bilarna. Upptäckten av markeffekt på 1970-talet, som utnyttjade underredet och inte bara påmonterade vingar, förändrade motorsporten och förbjöds senare delvis av säkerhetsskäl. I dag sipprar principerna ned till snabba landsvägsbilar genom fasta läppar, aktiva bakspoilrar som fälls ut i fart och plana underreden, medan serier som Formel 1 genererar merparten av sitt marktryck från golvet och diffusorn under hårt reglerade bestämmelser.

Den centrala begränsningen är att marktryck aldrig är gratis, eftersom varje yta som pressar ned bilen också stör luften och ökar luftmotståndet, vilket höjer bränsleförbrukningen och begränsar toppfarten. Konstruktörerna jagar därför det bästa förhållandet mellan marktryck och luftmotstånd snarare än maximalt marktryck, och många landsvägsbilar använder justerbar aerodynamik för att fälla in sina vingar på motorvägen. Konsten att väga grepp mot luftmotstånd knyter marktrycket direkt till aerodynamiken i stort, till luftmotstånds- och lyftkoefficienterna samt till frontarean.