Samochody Formuły 1
Z Wikipedii
| Formuła 1 |
| Portal 2006 • 2007 • 2008 Historia • Regulacje Kierowcy (mistrzowie) |
Nowoczesne samochody Formuły 1 to jednomiejscowe pojazdy o otwartym nadwoziu, kołach wystających poza ich obrys i spojlerach zamontowanych z przodu i z tyłu. Konstrukcja bolidu musi być zgodna z precyzyjnymi przepisami wydawanymi przez FIA, ale nie jest to powód dla którego poszczególne samochody nie różnią się zbytnio od siebie. Dzieje się tak, gdyż najlepsze rozwiązania szybko zostają zauważone przez konkurencję, która je następnie analizuje i wprowadza do własnej konstrukcji. Dodatkowo przepisy Formuły 1 uniemożliwiają sprzedaż konstrukcji danego zespołu (konstruktora) innej stajni.
Koszt budowy bolidu (samo nadwozie, bez silnika) szacowany jest na 150-300 tys. dolarów. W ciągu roku czołowe zespoły budują do dziesięciu egzemplarzy danego modelu, wydając na ten cel do 2 mln dolarów (Toyota wydała na ten cel 2,8 mln dolarów w sezonie 2005). Ogromne sumy pieniędzy pochłania rozwój, badania i praca w tunelu aerodynamicznym: najsłabsze zespoły mogą na ten cel wydawać ok. 15 mln dolarów, a zespoły z czołówki nawet 75 mln. Trudne do określenia są koszty programu budowy silnika, ale szacuje się, że na ten cel wydaje się od ok. 10 mln do przeszło 170 mln dolarów. Liczby ta ciągle rosną, dlatego prawdziwi znawcy nie przejmują się takimi danymi. Są to jedynie stale zmieniające się dane szacunkowe. Pieniądze nie są kluczowym elementem w F1. Często zespoły, które wydają najwięcej pieniędzy, lądują jedynie w środku stawki. FIA wciąż stara się ograniczyć koszty budowy i eksploatacji bolidu. Od sezonu 2007 wprowadzono kilkuroczny okres zamrożenia rozwoju silników, a skrzynie biegów muszą już wytrzymać aż cztery wyścigi
Spis treści |
[edytuj] Silnik
Silnik, umieszczany tuż za fotelem kierowcy, to jednostka V8 o pojemności 2400 cm³. Obecne konstrukcje zostały wprowadzone w sezonie 2006 zastępując jednostki V10 o pojemności 3000 cm³ (wprowadzone w 1995 r. kiedy to również zmniejszono pojemność z 3500 cm³ by spowolnić bolidy i obniżyć koszty). Słabsze zespoły mają prawo do używania starych specyfikacji silników z ograniczoną liczbą obrotów (do 16 000 obr./min).
Moc silników wynosi około 750 KM (stare jednostki V10 miały moc bliską 1000 KM), a ich obroty mogłyby przekraczać 19 500 na minutę, ale żeby zaoszczędzić i powstrzymać wyrzucania ogromnych kwot na rozwój silników, obroty ograniczono do 19 000 tysięcy. Nadwyrężony silnik produkuje ok. 1 758 kW ciepła, które musi być odprowadzone, zazwyczaj do atmosfery, poprzez radiatory, które umieszczone są po bokach samochodu. Chłodzenie powietrzem, którego przez radiatory przepływa około 650 litrów na minutę, jest konieczne, ponieważ zakazane jest chłodzenie cieczami.
Silnik stanowi integralną część podwozia, co oznacza, że z przodu jest do niego podłączony kokpit, a z tyłu skrzynia biegów i tylne zawieszenie.
Obecnie pięć (Renault, Ferrari, Toyota, Honda i BMW Sauber) z jedenastu zespołów buduje zarówno własne nadwozia jak i silniki. W przypadku pozostałych zespołów, jednostki napędowe dostarczane są przez firmy niezależnych producentów lub odsprzedawane przez inne zespoły (Ferrari, Mercedes, Toyota, Honda).
FIA dążąc do spowolnienia bolidów od kilku sezonów wprowadza przepisy zwiększające żywotność silników. W sezonie 2004 dozwolona była wymiana silnika co każde Grand Prix, ale obowiązywał zakaz zmieniania silnika w trakcie jednego weekendu (obejmującego treningi, kwalifikacje i wyścig). Zgodnie ze zmianami wprowadzonymi od sezonu 2005 jeden silnik jest stosowany przez co najmniej dwa kolejne Grand Prix. W przypadku zmiany silnika w tym czasie pozycja startowa kierowcy zostaje obniżona o 10 pozycji w stosunku do wyników kwalifikacji do danego wyścigu. W nowym regulaminie na sezon 2008 zwiększono żywotność silnika do trzech wyścigów, a karą za jego przedwczesną wymianę ma być dodatkowy balast w samochodzie.
[edytuj] Skrzynia biegów
Samochody Formuły 1 używają półautomatycznych, sekwencyjnych skrzyń biegów z maksymalnie siedmioma biegami do przodu i jednym do tyłu (obowiązkowym). Kierowca daje sygnał zmiany biegów używając łopatek umieszczonych za kierownicą. W zależności z której strony łopatka zostanie pociągnięta, bieg zostaje zwiększony lub zredukowany. Dzięki takiemu rozwiązaniu kierowca ma możliwość zmiany biegów bez odrywania rąk od kierownicy. System elektryczno-hydrauliczny umożliwia zmianę biegów nawet w ciągu kilkudziesięciu milisekund, co jest rozwiązaniem dużo wydajniejszym niż w konwencjonalnych przekładniach. W zwykłych samochodach osobowych najszybsi zmieniają bieg w około pół sekundy.
[edytuj] Aerodynamika
Aerodynamika samochodów jest projektowana tak, aby uzyskać jak najlepszy docisk do podłoża(zmniejsza poślizg kół i zwiększa efektywność transmisji mocy z kół na podłoże)przy jak najmniejszej utracie na prędkości i przyspieszeniu. Każda część nadwozia jest projektowana właśnie z tą myślą.
Dobrze ustawiona aerodynamika może mieć większe znaczenie niż opony, wg ekspertów aż 80% przyczepności pochodzi z aerodynamiki, a tylko 20% z opon. Sekretem dobrego ustawienia jest kompromis pomiędzy jak największą siłą docisku i jak najmniejszym oporem. Najłatwiejszym i najszybszym sposobem regulacji jest ustawianie kątu w przednich i tylnych skrzydłach, które są dosyć długo już stosowanym elementem aerodynamiczym, generującym spory udział w oddziaływaniu powierzchnia-bolid. Wbrew pozorom, największy udział w docisku bolidu do podłoża (40%) ma tak zwany dyfuzor, który znajduje się pod bolidem. Część ta, wręcz przysysa bolid do nawierzchni toru dzięki tak zwanemu efektowi przyziemnemu. Odkrycie tego efektu miało miejsce w Formule 1 właśnie (przez przypadek) i dało początek całej "erze efektu przyziemnego". Obecnie, jednym z najbardziej nurtujących problemów jest uporządkowanie przepływu powietrza wokół kół. Rozmaite drobne elementy aerodynamiczne (skrzydełka, płaty, kominy) umieszczane są na przednim skrzydle i osłonach chłodnic aby zniwelować negatywny wpływ kół na przepływ powietrza.
Aerodynamika jest jednym z najważniejszych elementów przy projektowaniu samochodu Formuły 1. Chociaż niektóre zespoły coraz częściej do rozwoju aerodynamiki stosują potężne komputery, w dzisiejszych czasach jej rozwój wciąż nie jest praktycznie możliwy bez specjalnych tuneli aerodynamicznych.
W tunelach nie testuje się tylko nowych elementów nadwozia, ale także np. wpływ zmiennych podmuchów wiatru na stabilność samochodu. Tunel zespołu Williams, który wyposażony jest w 60-tonowy wiatrak i silnik o mocy 4000 KM, jest w stanie symulować huragany.
[edytuj] Konstrukcja
Samochody są budowane z włókien węglowych i podobnych ultralekkich (i drogich w produkcji) materiałów, z drugiej strony, współczesnym konstrukcjom nie obce jest drewno, czy też odważniki z najzwyklejszej stali. Zgodnie z regulaminem, waga bolidu wraz z kierowcą, płynami i kamerami pokładowymi musi wynosić nie mniej niż 600 kg. Waga wszystkich samochodów F1 jest jednak zawsze mniejsza (niektóre ważą około 440 kg), więc stajnie muszą dodawać balast, aby osiągnąć minimalną dozwoloną wagę. Dodatkową zaletą balastu jest to, że dzięki niemu można efektywnie wyważyć samochód, ponieważ balast można umieścić w wielu miejscach w samochodzie.
[edytuj] Paliwo
Aktualnie w F1 używa się specjalnego rodzaju benzyny bezołowiowej. Jest to jednak paliwo specjalnie przygotowywane dla F1, o nieco innym składzie niż zwykła benzyna dostępna na stacjach benzynowych. Skład tego paliwa jest bardzo dokładnie kontrolowany i dobierany optymalnie do charakterystyki toru i panujących warunków atmosferycznych. Paliwo to jest jednakowe dla wszystkich stajni. Stajnie nie mogą na własną ręke go ulepszać. Aby uniknąć wszelkich wątpliwości, paliwo to jest dystrybuowane i tankowane pod ścisłą kontrolą sędziów. Od czasu do czasu są też przeprowadzane kontrole próbek paliwa, pobieranego bezpośrednio przed startem z baków bolidów. Od sezonu 2000 paliwo używane w F1 musi być zgodne z normami, które w Unii Europejskiej zaczęły obowiązywać od roku 2005 (maksymalna zawartość siarki w paliwach została zredukowana z 150 do 50 ppm).
Zgodnie z przedstawionymi przez FIA przepisami technicznymi na sezon 2008, co najmniej 5,75% paliwa będzie musiało być pochodzenia biologicznego. Federacja chce, aby prace nad paliwem dla Formuły 1 przyczyniły się do rozwoju biopaliw do wykorzystania w drogowych samochodach.
Zbiornik paliwa, wykonany z odpornej na przecieki gumy i pokryty Kevlarem, umieszczany jest jak najniżej w kadłubie tuż za fotelem kierowcy. Podczas tankowania paliwo dostarczane jest przez wąż tankujący z szybkością ok. 12 l/s, warunkiem jest prawidłowe umieszczenie końcówki węża we wlewie do baku. Zużycie paliwa podczas wyścigu wynosi około 75 litrów na 100 kilometrów ale jest ono uzależnione od charakterystyki toru.
[edytuj] Opony
Zgodnie z przepisami, opony muszą mieć w części stykającej się z podłożem minimum cztery ciągłe rowki równoległe do kierunku jazdy, co redukuje nieco osiągane prędkości. Opony całkowicie gładkie, tzw. sliki, mają najlepszą przyczepność do podłoża w suchych warunkach atmosferycznych, ale zostały zakazane od sezonu 1997. Opony nie mogą być szersze niż 355 mm na przodzie i 380 mm z tyłu samochodu. Opony stosowane w Formule 1 mogą pokonać dystans do 200 km. Dla porównania, zwykła opona stosowana w zwyczajnych samochodach jest w stanie pokonać około 80 000 km, a opona motocyklowa 15 000 km. Taka różnica w wytrzymałości spowodowana jest tym, że opony F1 są wykonywane ze znacznie bardziej miękkich i szybciej ścierających się gatunków gumy, niż te stosowane w zwykłych oponach. Stosowanie miękkiej gumy zdecydowanie zwiększa przyczepność opon do podłoża, a pompowanie ich azotem dodatkowo redukuje wagę.
Optymalna temperatura w której pracują opony w Formule 1 to 110°C. Do rozgrzewania opon przed jazdą służą specjalne pokrowce, które doprowadzają je do temperatury 90°C. Różnica w temperaturze jest o tyle ważna, że jest bardzo powiązana z zawieszeniem i prześwitem. W przypadku zmniejszenia temperatury opon, zmniejsza się ciśnienie gazu i prześwit co może prowadzić do dobijania podłogi bolidu do toru, a nawet do niebezpiecznych sytuacji, np. wypadnięcia z trasy. Problem występuje najczęściej podczas jazdy za samochodem bezpieczeństwa. W celu zachowania odpowiedniej temperatury kierowcy jadą w charakterystyczny zygzakowaty sposób.
Obecnie w Formule 1 obecny jest tylko jeden dostawca opon - firma Bridgestone. Jest ona zobowiązana do dostarczania identycznych specyfikacji opon dla wszystkich zespołów uczestniczących w mistrzostwach.
[edytuj] Hamulce
Tarcze hamulcowe wykonane są z włókien węglowych. Ich grubość nie może być mniejsza niż 28 mm, a średnica nie może być większa niż 278 mm. Dozwolone jest używanie dwóch klocków hamulcowych. Podczas hamowania rozgrzewają się do temperatury 1000 stopni C w niespełna sekundę. Hamulce są elementem mało trwałym i wymieniane są co Grand Prix.
[edytuj] Kokpit
Kokpit bolidu F1 jest bardzo ciasnym i niewygodnym miejscem. Montuje się w nim fotel kierowcy i kierownicę, która stanowi centrum sterowania bolidem. Cała kabina wykonana jest z włókien węglowych, które zapewniają jej niebywałą trwałość. Monocoque (bo taką nazwę nosi kokpit) ma zapewnić kierowcy zarówno komfort jazdy jak i przetrwanie w razie wypadku. Ta część bolidu poddawana jest wielu rygorystycznym testom i jest jedną z nielicznych części, która ze względu na swoją wytrzymałość może być używana przez cały sezon.
[edytuj] Fotel
Kierowca jest przytwierdzony do fotela sześcio-punktowymi pasami bezpieczeństwa. Sam fotel nie może być przymocowany do kokpitu na stałe, mocuje się go za pomocą maksymalnie dwóch poziomych sworzni. Fotel musi być także wyposażony w specjalne mocowania umożliwiające wykorzystanie urządzenia KED (Kendrick Extrication Device). Urządzanie to chroni szyję i kręgi podczas wyciągania kierowcy z bolidu. Mocowanie jest ujednolicone i w każdym bolidzie fotel może być wyciągnięty za pomocą jednego, standardowego narzędzia, w które wyposażone są wszystkie zespoły ratownicze. Fotel podobnie jak cały kombinezon kierowcy musi być wykonany z materiałów niepalnych.
[edytuj] Kierownica
Kierownica w bolidzie F1 stanowi centrum zarządzania pracą samochodu. Może się na niej znajdować nawet 20 przycisków. Koszt budowy jednego egzemplarza wynosi średnio około 35 000 Euro. W trakcie sezonu na jednego kierowcę przypadają około cztery kierownice. Liczba ta może jednak się zmienić, np. stajnia McLaren kierownicę z bolidu kierowcy, który w Grand Prix stanął na podium włącza do udokumentowanej kolekcji i nie jest ona używana już w żadnym innym wyścigu.
[edytuj] Osiągi
Dzięki coraz bardziej rozwiniętej technologii, bolidy Formuły 1 osiągają oszałamiające szybkości i przyspieszenie. W trakcie demonstracji na torze Silverstone w Wielkiej Brytanii, kierowca McLarena, David Coulthard startując siedemdziesiąt sekund po parze dwóch zwykłych samochodów marki Mercedes-Benz ze startu stojącego, był w stanie bez trudu wyprzedzić je przed linią mety już w pierwszym okrążeniu. Przejazd całego okrążenia na torze Silverstone zajmuje nie więcej niż 3 minuty.
Większość współczesnych bolidów ma następujące osiągi:
- 0-96 km/h (0-60 mil/h) w 2,3 sek.
- 0-160 km/h (0-100 mil/h) w 3,6 sek.
Aby zredukować szybkość i zwiększyć bezpieczeństwo kierowców, FIA wprowadziła przepis dla konstruktorów, który ograniczył użycie komputerów do kontroli pracy silnika. Mimo wprowadzenia zmian, konstruktorzy dalej poprawiają osiągi swoich samochodów, zwiększając moc silników i efektywność aerodynamiki. Nowe przepisy na sezon 2005 zredukowały siłę docisku o ok. 28%, z czego prawie wszystko odzyskano.
[edytuj] Zobacz też
- Historia Formuły 1
- Lista dostawców silników Formuły 1
