Z F1 na ulicę

Autor: Karolina Adamczyk | 26 sierpnia, 2013

Coraz więcej nowinek technicznych z wyścigowych bolidów trafia do seryjnie produkowanych aut

Kiedy trzy miesiące temu Felipe Massa mknął czerwonym ferrari F1 przez centrum Warszawy, można było odnieść wrażenie, że oto Formuła 1 trafiła na Marszałkowską, po której na co dzień jeżdżą rodzinne sedany i hatchbacki. Tymczasem F1 już od dawna jest na ulicach. Wiele rozwiązań opracowanych z myślą o wyścigowych bolidach trafiło już do seryjnie produkowanych samochodów, zarówno dla Kowalskiego, jak i dla jego zamożniejszego sąsiada, który zastanawia się, kto i dlaczego wpadł na pomysł umieszczenia w jego porsche przycisku engin start po lewej stronie.

Sportowe geny

Zanim nowinki z F1 trafią do rodzinnego sedana, najszybciej pojawiają się w produkowanych seryjnie samochodach sportowych. Takich jak porsche, w którym zapłon jest dokładnie w tym samym miejscu, co w bolidzie F1. Stojąc na starcie, kierowca jedną ręką uruchamia silnik, drugą zaś – niemal w tym samym czasie – wrzuca bieg, dzięki czemu start trwa krócej, niż gdyby robił to jedną ręką.
Tego rodzaju smaczków jest wiele i nie zawsze w supersportowych autach kosztujących krocie. Dacie sandero i logan mają np. tylny dyfuzor – element karoserii bolidów F1 poprawiający ich aerodynamikę. I choć w dacii pełni on funkcję wyłącznie dekoracyjną, to przynajmniej cieszy oko. Jednak większość rozwiązań przeniesionych z Formuły 1 do aut drogowych nie tylko cieszy, ale i działa. Choćby aktywne zawieszenie. Wystarczy wcisnąć odpowiedni przycisk: comfort lub sport, aby zawieszenie było miękkie, a samochód kołysał się na zakrętach jak wiktoriańska kanapa, lub twardniało jak teutońska stal, dzięki czemu auto pokonuje zakręt niczym gokart. Dzisiaj aktywne zawieszenie jest powszechne, dostępne zarówno w oplu astrze, jak i w sportowym mercedesie SLK, w rodzinnym kombi i w popularnym SUV-ie. Co prawda, nie wymyślili go konstruktorzy w pitstopach, gdyż prace nad nim trwały na długo przed powstaniem F1, nikt jednak nie potrafił zrobić z niego konstrukcji naprawdę działającej w warunkach drogowych. Udało się to dopiero Colinowi Chapmanowi, założycielowi koncernu Lotus, najbardziej wizjonerskiemu konstruktorowi w historii Formuły 1. To dzięki niemu aktywne zawieszenie zdominowało F1 na przełomie lat 80. i 90., dając mistrzostwo świata Ayrtonowi Sennie z McLarena i Nigelowi Mansellowi z Williamsa. Wkrótce stało się obowiązkowym elementem każdego bolidu, gdyż umożliwiało szybsze pokonywanie zakrętów. Kierowca za pośrednictwem komputera pokładowego mógł zmieniać ustawienia zawieszenia dla każdego pokonywanego zakrętu!
A skoro jesteśmy przy zawieszeniu, warto przyjrzeć się oponom, zwłaszcza ich bieżnikowi. Co mogą mieć wspólnego z oponami F1, które nie dość, że są… kompletnie łyse (z wyjątkiem deszczówek), to na dodatek ich żywotność nie przekracza kilkunastu okrążeń toru? Podczas jednego wyścigowego weekendu kierowca F1 zmienia opony częściej niż przeciętny kierowca w ciągu 20-30 lat. Opona F1 jest w stanie pokonać niecałe 300 km, podczas gdy zwykła – 80 tys. km. Dostawcy dla teamów F1: Pirelli, Goodyear czy Bridgestone, co prawda nie oferują tych samych opon klientom detalicznym, ale doświadczenia z toru wykorzystują w ich produkcji. Jako pierwszy zrobił to koncern Goodyear, który dostarcza do sklepów opony eagle F1 asymmetric i eagle F1 GS-D3, potocznie zwane F jedynką. Skład mieszanki wzorowany jest na oponach wyścigowych, podobnie jak bieżnik, dzięki któremu opona dobrze zachowuje się zarówno na mokrej, jak i suchej nawierzchni.
Czas na hamulce. W bolidzie F1 ich skuteczność wpływa nie tylko na bezpieczeństwo, lecz również na osiągi. Im krócej trwa hamowanie przed zakrętem, tym lepszy czas okrążenia. Dlatego tak wiele uwagi właśnie hamulcom poświęcało Ferrari, znane z tego, że wykorzystuje F1 do testowania rozwiązań wdrażanych następnie w drogowych modelach tej marki. To Ferrari w 2002 r. po raz pierwszy zastąpiło stalowe tarcze hamulcowe ceramicznymi, które wcześniej stosowało w bolidach. Pierwszym na świecie seryjnie produkowanym samochodem, w którym zastosowano ceramiczne tarcze hamulcowe, całkowicie odporne na zjawisko fadingu (zanik hamowania na skutek wysokiej temperatury), był model Enzo. Obecnie wszystkie seryjne modele Ferrari mają ceramiczne hamulce, podobnie jak większość drogowych aut sportowych innych marek.
Inne rozwiązania, które początek miały w bolidach Formuły 1, to np. elektronicznie sterowany dyferencjał czy płaska podłoga. Kiedy w 1997 r. koncern z Maranello wprowadził na rynek model 355 F1, był to pierwszy w historii marki seryjnie produkowany samochód wyposażony w automatyczną skrzynię biegów z łopatkami przy kierownicy. Sprzęgło obsługiwał siłownik elektrohydrauliczny, a biegi były zmieniane automatycznie lub za pomocą łopatek umieszczonych za kierownicą. Z czasem łopatki stały się częstym wyposażeniem także aut klasy średniej, dzięki czemu Kowalski może zmieniać biegi niemal tak szybko jak kierowca F1.
Czasami wystarczy jednak bardzo niewiele, aby poczuć się jak w bolidzie. W 2004 r. w salonach Ferrari pojawił się model F430. Na jego kierownicy znajdował się niewielki przełącznik, tzw. manettino, za pomocą którego zmienia się charakterystykę pracy zawieszenia, układu stabilizacji czy kontroli trakcji. Dokładnie tak samo jak w F1. Zresztą kształt kierownicy – lekko spłaszczonej u dołu – i jej funkcjonalność również wywodzą się ze sportów motorowych. Większością funkcji bolidu F1 od dawna steruje się właśnie z kierownicy, co wynika zarówno z braku miejsca w kokpicie, jak i z potrzeby skrócenia czasu reakcji kierowcy.

Bezpiecznie jak w bolidzie

Formuła 1 nie jest sportem dla flegmatyków, tylko dla młodych „szybkich i wściekłych”, a przez to bardzo niebezpiecznym. Przez długi czas kwestie bezpieczeństwa ustępowały jednak miejsca osiągom. Wszystko zmieniło się w roku 1994, w ciągu zaledwie trzech dni Grand Prix San Marino na torze Imola. Podczas treningu Rubens Barrichello wjechał zbyt szybko w zakręt i auto wpadło w stos opon. Jakimś cudem Brazylijczyk wyszedł z wypadku bez szwanku, choć z bolidu zostało niewiele. Dzień później, podczas kwalifikacji, Roland Ratzenberger przy prędkości ok. 320 km/godz. uderzył wprost w betonową ścianę. Austriacki kierowca zmarł w szpitalu. Po tym wypadku Ayrton Senna, ówczesny mistrz świata, po raz pierwszy wspomniał o braku bezpieczeństwa w F1. Następnego dnia podczas wyścigu sam wypadł z zakrętu i z pełną prędkością uderzył w betonową barierę – on również zginął. Dla świata F1 ta czarna seria na torze Imola była szokiem. Od tej pory bezpieczeństwo kierowców stało się najważniejszym problemem, z jakim musieli się zmierzyć konstruktorzy. Ówczesne samochody produkowane były na sztywnej ramie, nikt nawet nie słyszał o strefach zgniotu, konstrukcje miały zbyt słabą strefę kabiny, a zbyt silny przód. Inżynierowie stanęli na wysokości zadania. Bolidy F1 stały się bezpieczniejsze, a zastosowane rozwiązania szybko przeniesiono do samochodów seryjnych. Z istnienia wielu z nich nie zdajemy sobie sprawy. Dopiero po wypadku, kiedy stajemy cali i zdrowi obok wraku, pytamy: jakim cudem wyszliśmy z tego cało? To nie cud, lecz wzmocniona kabina oddzielona od przodu i tyłu samochodu strefami kontrolowanego zgniotu, które pochłaniają energię uderzenia.

Zielona technologia

Sercem bolidu F1 jest silnik. Co ciekawe, serce to bije, choć wolniejszym rytmem, w wielu samochodach drogowych, i to wcale nie tych najdroższych. Jednym z największych dostawców silników dla teamów F1 jest Renault. Wiele rozwiązań z F1 koncern przeniósł do swoich popularnych modeli, np. Scénic i Mégane, oraz niektórych modeli Nissana, które napędza silnik energy dCi 130. Nad jego konstrukcją pracowali ci sami ludzie, którzy tworzą silniki dla F1, nic więc dziwnego, że odnajdziemy w nim te same elementy: jest kwadratowy (skok tłoka jest porównywalny z jego średnicą), ma poprzeczny obieg płynu chłodzącego i obniżone wewnętrzne opory tarcia. Cechuje go również obniżona emisja spalin, co jest ukłonem w stronę ekologii.
Zielona technologia zawitała bowiem również na tor, choć superszybkie i głośne wyścigówki wciąż z trudem kojarzą się z cichymi samochodami na prąd. W 2008 r. w bolidach F1 pojawił się system odzyskiwania energii KERS, który umożliwia chwilowe skorzystanie z dodatkowej siły napędowej dzięki energii odzyskanej w czasie hamowania. Na podobnej zasadzie działa napęd w toyocie prius. Minęło pięć lat, a Ferrari już stworzyło „cywilną” wersję tego systemu, który pracuje w najnowszym modelu LaFerrari. Koncern Volvo planuje wprowadzić KERS w modelu S60N, nad własnymi rozwiązaniami pracują też Honda, Porsche i Jaguar.
Na koniec otrzyjmy ręce ze smaru i spójrzmy na wyścigowy bolid. Jego aerodynamika teoretycznie nie powinna mieć żadnego wpływu na wygląd aut drogowych, choćby dlatego, że nie spełnia norm ochrony pieszych. Poza tym spojlery i wloty powietrza w bolidzie F1 mają zwiększać siłę docisku, a dokładnie na odwrót jest w przemyśle samochodowym, gdzie projektanci powtarzają jak mantrę: minimalny opór. Mimo to spojler jako element dekoracyjny przebił się do branży motoryzacyjnej, nadając wielu modelom „sportowy” charakter. Jednak w wielu seryjnie produkowanych autach sportowych spojlery czy dyfuzory nadal spełniają tę samą funkcję, co w F1.
W 1994 r. Ferrari w modelu F355 po raz pierwszy zastosowało dyfuzor (wytwarza on podciśnienie dające efekt docisku; w bolidzie F1 jest to poprzeczna płetwa na dziobie), który w kolejnych modelach był stopniowo ulepszany. W F360 Modena pojawiły się dyfuzory przed przednimi kołami, a wszystkie podzespoły mechaniczne zostały szczelnie osłonięte od spodu.

Zajeździć na śmierć

Formuła 1 to świetny poligon do sprawdzania części, które mają trafić do aut drogowych, ponieważ w trakcie wyścigu są one testowane niemal do kompletnego zużycia, a niekiedy wręcz zniszczenia. Jeżeli więc przeżyją wyścig, mamy gwarancję, że będą supertrwałe i bezpieczne również w samochodzie seryjnym. Kiedy Mark Webber w trakcie Grand Prix Europy 2010 przy prędkości 190 km/godz. uderzył w barierkę, wcześniej koziołkując kilka razy, ku zdumieniu widzów wyszedł z kraksy bez szwanku. Inżynierowie aż tak bardzo zdumieni nie byli – po prostu zadziałały zastosowane w bolidzie systemy bezpieczeństwa kierowcy. To oznaczało, że można je z powodzeniem umieścić również w drogowych mercedesach, mając gwarancję, że ich kierowcy będą równie bezpieczni. Tak to działa. Zajeździć na śmierć, aby mieć pewność, że sprawdzi się w warunkach drogowych.
Niestety, niedawna zmiana przepisów technicznych F1 sprawi, że sport ten przestanie być poligonem i stanie się sztuką dla sztuki. Nie dosyć bowiem, że stosowanie wielu rozwiązań zostało zabronione, to jedyną drogą rozwoju, jaką pozostawiono zespołom startującym w Formule 1, jest aerodynamika i silnik V6 z turbodoładowaniem. Zdaniem specjalistów, cokolwiek udałoby się wymyślić w obu tych dziedzinach, przeniesienie tego do aut drogowych będzie albo niemożliwe, albo nieopłacalne. A szkoda, bo na mariażu z F1 przemysł motoryzacyjny tylko zyskiwał. Być może teraz ostatnią rzeczą, jaką uda się przenieść z Formuły 1, będzie świętowanie zakupu nowego auta wielką butelką szampana.