Bolidy F1 to specjalnie zaprojektowane samochody wyścigowe, które są używane w Formule 1, najwyższej klasie wyścigów samochodowych na świecie. Są niezwykle złożonymi i technicznymi maszynami, które są stale rozwijane i udoskonalane przez zespoły wyścigowe. Z naszego artykułu dowiesz się:
- jakie są najważniejsze cechy silników F1,
- jakie stosuje się rozwiązania konstrukcyjne w jednostkach F1,
- jakie są osiągi bolidów Formuły 1.
Silniki F1 – cechy charakterystyczne
Bolidy Formuły F1 mają silnik spalinowy V6 o pojemności 1,6 litra z turbodoładowaniem i bezpośrednim wtryskiem paliwa. Moc silnika przy tak zaawansowanym układzie wynosi ponad 900 KM mocy. W porównaniu do jednostek stosowanych w samochodach drogowych, silniki F1 są niezwykle złożone i skomplikowane. W bolidach Formuły 1 stosuje się specjalny układ używający obrotów turbosprężarki, które z kolei regulowane są przez elektroniczny system kontroli . Ten system monitoruje poziom mocy generowanej przez silnik i w razie potrzeby dostosowuje obroty turbosprężarki, aby zapewnić optymalną moc. Silnik w bolidzie F1 może obracać się z prędkością nawet 15 000 obr./min.
Hybrydowe konstrukcje w silnikach F1
Cechą współczesnych jednostek napędowych jest układ odzyskiwania i wytwarzania energii elektrycznej (MGU-K i MGU-H). Wyposażony on jest w baterie, które gromadzą energię odzyskiwaną podczas hamowania i wykorzystują ją, aby zwiększyć moc silnika. Ten rodzaj jednostki napędowej został wprowadzony w sezonie 2014 i pozwolił zredukować pojemność silnika z 2,4 na 1,6 litra. Nowe jednostki napędowe w Formule 1 odgrywają kluczową rolę w poprawie osiągów bolidów oraz w redukcji spalin. Określają je przepisy techniczne, zgodnie z którymi przepływ paliwa może wynieść maksymalnie 100 kg/h. Jest to kontrolowane przez specjalny czujnik. Taki system czyni go jednym z najbardziej wydajnych silników na świecie.
Silniki F1 – skrzynia biegów i układ paliwowy
Skrzynia biegów w bolidach Formuły 1 jest bardzo specyficznym elementem, który musi spełniać szereg wymagań regulacyjnych. Jest to skrzynia sekwencyjna, która umożliwia zmianę biegów w sposób szybki i precyzyjny, dzięki czemu kierowca może osiągnąć maksymalną prędkość w krótkim czasie. W Formule 1 stosuje się 8-biegowe skrzynie biegów, które są wykonane z bardzo lekkich materiałów, złożonych głównie z tytanu i włókna węglowego. W bolidach F1 zbiornik paliwa wraz z obsługującym go układem jest umieszczony z tyłu samochodu, tuż za kierowcą. Zbiornik jest zazwyczaj wykonany z materiałów kompozytowych aby zapewnić niską masę, jednocześnie zachowując dużą wytrzymałość.
F1 silniki i bezpieczeństwo
Kierowca jest kluczową częścią bolidu F1. Moc silnika, którą operuje, naraża go na bardzo duże niebezpieczeństwo. Aby je zminimalizować stosuje się standardowe strefy zgniotu. W bolidach Formuły 1 to obszary wokół kierowcy, które zostały zaprojektowane w celu ochrony go w przypadku wypadku lub kolizji. Wymagania dotyczące tych stref zgniotu są określone przez Międzynarodową Federację Samochodową (FIA) i muszą być spełnione przez wszystkie bolidy Formuły 1. Podstawową strefą zgniotu jest kokpit, czyli przestrzeń, w której znajduje się kierowca. W celu zwiększenia ochrony kierowcy, kokpit musi być wykonany z wytrzymałych materiałów, takich jak włókno węglowe, oraz wyposażony w specjalne elementy ochronne, takie jak specjalna osłona przed głową (Halo) wprowadzona w 2018 roku.
Silniki f1 – zawieszenie i aerodynamika
Aby silniki F1 mogły maksymalnie oddać swoją siłę niezbędne jest zastosowanie szeregu układów wspomagających. Począwszy od ogumienia, warto wspomnieć, że system mocowania kół w bolidach F1 odbywa się za pomocą tzw. piasty koła. Piasta koła jest elementem, który umożliwia zamocowanie koła do zawieszenia. W bolidach F1 stosuje się zazwyczaj piasty wykonane z materiałów kompozytowych, które są bardzo lekkie, ale jednocześnie bardzo wytrzymałe. Współczesne bolidy F1 mają koła o średnicy 13 cali, a ich szerokość zależy od regulacji technicznych określonych przez FIA (Fédération Internationale de l’Automobile). Mocowanie piasty koła do zawieszenia odbywa się zazwyczaj przy użyciu nakrętki, którą dokręca się do odpowiedniego momentu przy użyciu specjalnego klucza dynamometrycznego.
Zawieszenie w bolidach Formuły 1
Taki system wymaga szczególnego rodzaju zawieszenia. Tylne zawieszenie w bolidach F1 jest bardzo ważnym elementem, który wpływa na osiągi samochodu oraz jego stabilność podczas jazdy. Składa się z kilku elementów, takich jak belki skrętne, drążki stabilizacyjne, amortyzatory, sprężyny i układ hamulcowy. Belki skrętne to elementy, które umożliwiają obroty kół wokół osi samochodu. Drążki stabilizacyjne zapobiegają przechyłom karoserii podczas jazdy na zakrętach. Amortyzatory i sprężyny zapewniają odpowiednią amortyzację i regulację wysokości nadwozia. Układ hamulcowy składa się z tarcz hamulcowych, zacisków i klocków hamulcowych, które umożliwiają skuteczne hamowanie samochodu.
Tylne zawieszenie musi być bardzo precyzyjnie zaprojektowane i dopasowane do charakterystyki trasy oraz stylu jazdy kierowcy. W F1 stosuje się zazwyczaj zawieszenia typu push-rod, w których sprężyny i amortyzatory są umieszczone pomiędzy dolną belką a podwoziem samochodu. Dzięki temu układ ten jest bardziej aerodynamiczny i pozwala na zwiększenie przepływu powietrza pod samochodem, co wpływa na jego osiągi.
Moc silników F1 a skrzydła aerodynamiczne
Ogromna moc może spowodować podniesienie się samochodu w powietrze. Aby temu zapobiec, skonstruowano specjalny układ docisku. Przednie skrzydło w bolidach F1 jest jednym z najważniejszych elementów aerodynamicznych, które wpływają na osiągi samochodu. Ma ono za zadanie generowanie siły aerodynamicznej, która dociąża przednią oś do nawierzchni i zapewnia lepszą kontrolę nad pojazdem. Przednie skrzydło składa się z kilku elementów, takich jak płat główny, flapsy, endplate’y i nos. Dodatkow są one sprzężone z systemem hamownia. Bolidy F1 mają bardzo mocne hamulce z karbonowych tarcz hamulcowych, które pozwalają na szybkie i bezpieczne zatrzymanie samochodu.
Bolid F1 – prędkość maksymalna i osiągi
Przedstawione powyżej konstrukcje technologiczne sprawiają, że osiągi bolidów F1 są imponujące. W czasie wyścigu, średnia ich prędkość zależy od charakterystyki toru i warunków pogodowych, ale zazwyczaj wynosi około 200 km/h. Bolidy osiągają bardzo szybkie przyspieszenie, a czas od zera do 100 km/h zwykle wynosi mniej niż 2,5 sekundy. Przy hamowaniu, mogą osiągnąć przeciążenia sięgające 5G, co oznacza, że siła nacisku kierowcy na hamulec jest pięciokrotnie większa od siły ciężkości. Bolidy F1 są skonstruowane do osiągnięcia maksymalnej prędkości powyżej 370 km/h. A to wszystko przy bardzo małych gabarytach. Pojazdy ważą maksymalnie 743 kg, w tym waga samego samochodu, paliwa i kierowcy. To prawdziwy cud techniki.
