Markeffekt ( engelska ground effect - effekten av ytans närhet, jordens effekt [1] ) - inverkan av den underliggande ytans närhet på de aerodynamiska egenskaperna hos en kropp som rör sig ovanför den. Inom motorsport förstås detta som skapandet av ett lågtrycksområde mellan bilens botten och banans yta för att ge ytterligare downforce [2] .
På 1960-talet började racerbilstillverkare att uppmärksamma aerodynamikens roll för att köra en bil på en bana. Användningen av aerodynamiska krafter för att pressa bilens däck mot banans yta möjliggjorde kurvtagning i högre hastigheter. Den mest uppenbara lösningen var användningen av bakvingar och spoilers , som använder luftflödet som passerar över bilens kaross för att skapa nedtryckskraft. Den här lösningen har dock en betydande nackdel: ytorna som används för att ge nedkraft skapar ytterligare motstånd , vilket minskar bilens hastighet när man kör i en rak linje. Designers försökte rätta till denna brist genom att kontrollera vingarnas attackvinkel , men snart förbjöds rörliga aerodynamiska element i designen av racerbilar av International Automobile Federation (FIA).
Ett annat sätt att skapa downforce var att använda luftutrymmet under bilens botten. Om luften som passerar genom denna väg accelereras, på grund av Venturi-effekten uppträder ett område med blåstryck under bilen, vilket skapar ytterligare nedåtkraft. Ett annat sätt att minska lufttrycket under bilen är att aktivt pumpa ut den från detta område med en fläkt [3] .
Jim Hall var den första racerbilsdesignern som försökte använda markeffekten 1961 applicerade han en speciell bottenprofil på sin Chaparral bil , men lyckades inte, och 1970 skapade han en modifiering Chaparral 2J , där markeffekten skapades av ett par luftutsläppande fläktar som drivs av en separat motor. I denna modell användes för första gången en "kjol" som täckte gapet mellan bilen och banbanan från sidorna. Bilen deltog i Can-Am- tävlingarna och visade det bästa resultatet i kvalet, men uppnådde inga segrar på grund av tekniska problem. I slutet av säsongen förbjöds Chaparral 2J av Sports Car Club of America på grund av klagomål från rivaler om stenar som flyger från fans och ett brott mot FIA:s regler som förbjuder rörliga aerodynamiska enheter [4] .
Nästa exempel på effektiv användning av markeffekten var bilen Lotus-78 , skapad under ledning av Colin Chapman för racing i Formel 1 1977. Utformningen av bilen använde en speciell profil av botten, liknande en inverterad vinge på ett flygplan, för att påskynda luftflödet och elastiska "kjolar" på sidorna, vilket isolerade luftutrymmet under bilen. Bilen var framgångsrik och vann fem lopp 1977 och ytterligare två 1978, varefter den ersattes av en förbättrad Lotus-79- modell , som också använde en markeffekt.
1978 försökte Gordon Murray , designern av Brabham-teamet , använda en fläkt för att skapa en markeffekt i Brabham BT46B- modellen . Han gick till tricket och förklarade att fläkten var en del av motorns kylsystem. Bilen vann det första loppet, men drogs tillbaka från ytterligare konkurrens på grund av klagomål från rivaler, vilket upprepade Chaparral 2J :s öde . Som ett resultat var Lotus-79 utanför konkurrensen och gav Lotus -laget seger under säsongen.
Redan nästa 1979 började andra Formel 1-lag använda markeffekten. Under flera år blev han en faktor för att bestämma Formel 1-bilarnas utseende och prestanda. Men fördelarna med markeffekten åtföljdes av dess nackdelar. Klämningseffektiviteten berodde på stabiliteten i gapet mellan bilens botten och banytan. Ofullkomlig aerodynamik ledde till longitudinella vibrationer av bilen i rörelse - den svajade från fören till aktern och bakåt. Dessa problem åtgärdades genom att använda extremt styv fjädring, vilket gjorde att racerbilsförare upplevde mycket skakningar. Ökningen i kurvtagningshastigheter ledde till en ökning av laterala g-krafter, som började överskrida piloternas uthållighet, vilket orsakade kortvariga strömavbrott. Att hoppa bilen på ojämnheter eller röra banan med botten ledde till ett plötsligt försvinnande av downforce och förlorad kontroll över bilen.
Dessa faktorer ledde till en ökning av olyckor, som ett resultat av vilka FIA gjorde ändringar i reglerna för att begränsa användningen av markeffekt: 1981 förbjöds elastiska "kjolar" och en minsta markfrigång på 60 mm fastställdes . Och sedan 1983 har reglerna ålagt tävlingsbilar att ha ett plant golv framifrån och bak [5] . Trots dessa begränsningar fortsätter markeffekten att användas för att skapa ytterligare downforce tillsammans med bakvingar och spoilers. För att påskynda luftflödet som passerar under bilen används en upphöjd nos på bilen och en diffusor placerad bakom bakaxeln [3] .
2022 återgick markeffekten till Formel 1. Arrangörerna av Formel 1-VM hoppas kunna öka tävlingens spektakel med hjälp av markeffekten.
Den utbredda användningen av olika aerodynamiska element på moderna racerbilar resulterar i betydande luftturbulens bakom bilen. Detta gör det svårt för dem att förfölja och köra om rivaler, vilket minskar spektaklet av bilracing. Markeffekt, likgiltig för sådana störningar, kan minska behovet av ett stort antal bakvingar, klaffar och spoilers och förbättra underhållningssituationen. Under 2015 diskuterades aktivt frågan om mer intensiv användning av markeffekten i de tekniska föreskrifterna för Formel 1 för 2017 [6] . I IndyCar-serien beslutades det att återigen ta till den utbredda användningen av markeffekten från 2018 [7] .
Enrico Scalabroni demonstrerar principen för markeffekten (video)