Strapabíró fékeket, intelligens futóműveket adott az F1 az autósoknak

Az F1 fényűző sportág, és látszólag nem sok köze van a hétköznapi autózáshoz. Pedig a méregdrága Forma 1-es fejlesztések tömkelege tette évtizedek alatt pörgősebbé és biztonságosabbá sok autós életét.

A McLaren a Forma-1-es sikerek után kezdett utcai sportautók gyártásába, rengeteg fejlesztésüket felhasználják

Amikor összegeztük a 2011-es szezon legfontosabb történéseit, akkor Sebastian Vettel második diadalmenete mellett nekünk is csak látványos előzések, baklövések és bukások jutottak eszünkbe. Pedig a Forma-1 sokkal több egy látványos cirkusznál, zseniális kutatólaboratórium is. A sorozat mérnökei azon dolgoznak, hogy új megoldásokat találjanak ki, illetve a már létező technológiák határait kitapasztalják, kitolják. A fejlesztés nagyon drága, de egy megfelelő menedzsmenttel rendelkező csapat a szponzor bevételeiből részben vagy egészben finanszírozhatja ezeket. Akad olyan találmány is, amit a Forma-1-es mérnökök találtak ki, de a legtöbb zseniális ötletet ők tökéletesítették.

Kormányról vezérelhető váltó

A szekvenciális váltó az autósportba a 90-as évek elején tört be, amikor a fejlesztők rájöttek, hogy a váltások idejét még tovább lehetne rövidíteni, ha kizárnák az emberi tényezőt. Ezért az elektrohidraulikus váltóban (amely lényegében manuális váltó) a kuplungolást és a fokozatok váltását helyettünk egy hidraulika végzi, a vezetőnek egy kar előre- vagy hátratolásával csak azt kell megmondania, hogy felfelé vagy vissza akar váltani. A felváltásoknál nem kell elemelni a gázt, így még jobb a gyorsítás. Később ezt úgy tökéletesítették, hogy a váltáshoz már le sem kell nyúlni, a kormány mögé rakott kis fülekkel lehet fokozatot választani, így a vezetőnek sosem kell levennie a kezét a volánról, pontosabb az irányítás.

A kormány mögött található fülekkel lehet váltani

Ez a megoldás egyértelműen az F1-től ered, és elsőként a Ferrari ültette át utcai autóba, amikor 1997-ben bemutatta a 355 F1-et. Persze az igazsághoz hozzá tartozik, hogy az F1-es autó váltója még mindig teljesen más, de a technológiát jól alkalmazták utcai használatra.

Aerodinamika, diffúzor

A Forma-1-ben ma már központi szerepet tölt be az aerodinamika, a folyamatos fejlődés révén egyszerre tudják csökkenteni a légellenállást és növelni a leszorítóerőt. Az utóbbi 50 év egyik legfontosabb fejlesztése a diffúzor, amelyet már a 60-as évek végén fejlesztettek, de első Forma-1-es alkalmazására 1978-ig kellett várni. Colin Chapman a Lotus 78-ba építette be először a Venturi-cső elvén működő diffúzort, amely az autó alatt felgyorsuló (ezáltal kisebb nyomású) levegő miatt odaszívta magát az aszfalthoz.

Ehhez teljesen le kellett burkolni az autó alját, és az oldaldobozok végére kis lapokat tettek, hogy a levegő ott se tudjon más irányba áramolni. Az autó végén egy felfelé emelkedő lappal meg kell nyitni a levegő számára az utat, így a nagyobb keresztmetszet alatt a levegő ismét lelassul, és normál nyomású lesz. Ezt a véglapot felismerhetjük a mai utcai autókon is. A megoldásban az a legjobb, hogy a leszorítóerő növelése érdekében nem kell a légellenállást rontó szárnyakat bevetni, sőt, a diffúzor még csökkenti a légellenállást.

A BT46B az egyetlen 100 százalékos F1-es versenyautó: egy versenyt ment, Lauda hatalmas előnnyel nyert, ezért betiltották

Még abban az évben (1978) Gordon Murray, a Brabham tervezője megalkotta a BT46B-t, amelynél a sebességváltó végére felszereltek egy hatalmas ventilátort. Ez papíron a motor hűtésére szolgált, valójában e mellett a levegőt is kiszívta a padlólemez alól, így tovább nőtt a leszorítóerő. Az autót első versenye (és győzelme) után azonnal betiltották. Ettől függetlenül eljött a wing carok korszaka, de 1982-re már ezek is annyira extrém leszorítóerőt termeltek, hogy ezeket is betiltották. A diffúzorok lehetőségeit azóta is folyamatosan kutatják, így jutottak el a 2009-es Brawn-féle kettős diffúzortól a Red Bull-féle befújt diffúzorig.

A McLaren F1 még a mai szupersportautók között is megállja a helyét

A mai sportos autókon már láthatunk diffúzorutánzatokat, ezek azonban gyakran inkább csak optikai szerepet töltenek be, hiszen az autó nincs elég közel az aszfalthoz, illetve nincs leburkolva az alja. A nagyon komoly szupersportautóknál azonban már a 90-es évek óta eredményesen használják ezt a megoldást, az első ilyen autó a McLaren F1 és a Ferrari F50-es volt. Az McLarent ugyanaz a Gordon Murray tervezte, aki a 80-as évek félelmetesen gyors wing carjait, így nem véletlen, hogy a McLaren F1 szárnyak nélkül is nagyon stabil volt nagy sebességnél, és megfutotta az akkori sebességi rekordot, a 391 km/órát. Különleges megoldásként még beleépítettek két ventilátort is, amely az autó alól szívta ki a levegőt, de a motortér extra hűtéséről is gondoskodott. A BMW motoros angol sportkocsi versenyautóként is helytállt, 1995-ben megnyerte a Le Mans-i 24 órás versenyt is.

Intelligens futómű

Ugyanez a McLaren F1 lehetne jó példa arra, hogy a futóműveken végzett fejlesztések is szép lassan bekerültek a közúti autókba. Gordon Murray a McLarenben sikeresen alkalmazta a kettős keresztlengőkaros felfüggesztést, amellyel kiszámíthatóbb lett az autó viselkedése, és a gumi minden helyzetben optimálisan illeszkedett az aszfalthoz. A mostani szupersportautók közül a Lamborghini Aventador LP700-4 az első olyan utcai autó, amelyben az F1-ből ismert nyomórudas, kettős keresztlengőkaros futóművet tettek mind a négy kerékhez. De egészen régre visszamehetünk a futóműveknél, hiszen már a független kerékfelfüggesztés is az 1930-as évek versenyautóiban mutatkozott be először.

A Lamborghini Aventadorban elöl-hátul nyomórudas felfüggesztés van

Sokan a változtatható karakterű felfüggesztéseket (aktív futóműveket) is a Forma-1-nek tulajdonítják, hiszen ez a megoldás is a 80-as évek végén mutatkozott be. Ezt is Colin Chapman tervezte, aki az elektronikusan szabályozott hidraulikus rugózással a versenyautók viselkedését próbálta javítani.

Az aktív futómű igazán látványos sikereit azonban a Williams aratta le, az Adrian Newey által tervezett autókkal 1992-ban (Mansell az FW14B-vel) és 1993-ban (Prost az FW15-tel) nagyon megverte a mezőnyt. Ezekben már nemcsak aktív futómű, hanem kipörgésgátló is működött. A rendszert nem volt könnyű megszokni, amit jól mutat, hogy az akkor még gyors kanyarokkal telezsúfolt silverstone-i pályán 1992-ben Mansell két másodperccel volt gyorsabb, mint az aktív rendszertől idegenkedő Ricardo Patrese. Az autó azonban annyival jobb volt, mint a vetélytársaké, hogy Patrese még így is egy másodperccel verte Ayrton Sennát.

A legendás FW14B, ebben már volt aktív futómű, kipörgésgátló és blokkolásgátló

Ezzel a megoldással közúti autókban már sokkal korábban kísérleteztek, de a közúti alkalmazás is az F1-gyel együtt gyorsult fel. Colin Chapman 1985-ben már kifejlesztett egy elektronikusan vezérelt aktív futóműves sportautót, de sosem mutatta be a nagyközönségnek. Az első félaktív, változtatható keménységű lengéscsillapítóval szerelt modellt (Mitsubishi Galant) 1987-ben mutatták be, míg az első teljesen aktív futóműves autó az 1990-ben megjelent Infiniti Q45. A mai bonyolultabb rendszerek már az autó dőlését és billegését is kiküszöbölik, így mindig optimális a gumik kapcsolata az úttal.

Strapabíró fék

A versenysport egyik alapkérdése mindig a lassulás volt, a fékezéseket minél rövidebb időre próbáltak leszorítani. Ezért az F1-gyel együtt dinamikusan fejlődött a fékek technológiája, anyaga, a felfogatása, de még hűtése is. Az F1 az 50-es évek elején még kőkorszaki dobfékeket használt, de 1955-re már kifejlesztették a tárcsafékeket. A ma használt acéltárcsákat a korábban F1-es autókban tapasztalt jelenségek alapján gyártották le, de az autósportnak köszönhető a Porschékban, Audikban használt kerámiafék is, ami jobban bírja a hőterhelést. A mai Forma-1-es autókban már szénszálas fék van, amit egyelőre nagy számban nem használnak közúton, de a Brembo már három éve folyamatosan fejleszti karbon-kerámai fékjeit, hogy szélesebb körben is elérhetők legyenek. Ferrarikban, AMG Mercedesekben is találkozhatunk vele, de az új BMW M5-höz is készülőben van egy ilyen speciális fékcsomag.

Kenőanyagok, üzemanyagok

A Forma-1-es motorok igen magas fordulatszámon járnak, és a használatuk jelentős részében teljes terheléssel működnek. Ebből adódóan jobban melegednek, és nagyon oda kell figyelni a kopásra. Éppen ezért a gyártók folyamatosan fejlesztik a motorolajokat, a Ferrari partnere például folyamatosan jelen van a futamokon, és a körülményeknek megfelelően alakítja az üzemanyagot, illetve az olajat. A versenybenzin utcai használatra túl drága, de a fejlesztése közben nyert tapasztalatokat fel tudják használni. Ugyanígy a motorolajok fejlesztésében is sokat segíthet egy ilyen motor, hiszen extrém körülmények között kell bizonyítaniuk az olajoknak.

Az új McLaren sportautóban (MP4-12C) is mindent a szénszálas váz köré építenek

Biztonság, karosszéria, szénszálas anyagok

A Nemzetközi Automobil-szövetség (FIA) törekszik az autók biztonságosabbá tételére. Az FIA többek között az Euro NCAP független töréstesztek bevezetésében vállalt hatalmas szerepet, míg az F1-es autókra vonatkozó egyre szigorodó előírások miatt a csapatok az anyagok fejlesztésében és az autók biztonságosabbá tételében is kiemelkedőt alkotnak. Jó példa erre a szénszálas anyagok bevezetése, amelyek amellett, hogy sokkal könnyebbek, nagyobb a merevségük, megvédik a versenyzőt.

Jelenleg még túl drága az utcai alkalmazásuk, de pár sportmodellben azért már részben használnak ilyen anyagokat. Az egybefüggő monocoque utascella is egyre biztonságosabb, ezért a szénszálas önhordó utascellát már utcai autóban is alkalmazták. Egyelőre csak olyan exkluzív sportautókba éri meg beépíteni, amelyeknél a vevő nem az árcédulát fogja nézegetni. A McLaren F1 ilyen téren is élenjáró volt, de az új McLaren MP4-12C is ilyen váz köré épül.

Így néz ki a Volvo mechanikus KERS-rendszerének lendkereke

KERS

A mozgásienergia-visszanyerő rendszer egy év kihagyással, 2011-ben visszakerült a Forma-1-es autókba, de a hibrid rendszerek kitalálásában és használatában az F1 nem úttörő. Ettől függetlenül a KERS alkalmazása nagyot lökött az ilyen rendszerek fejlesztésén. Sokat fejlődött az akkumulátortechnológia, és már egyre kisebb szerkezetek tudnak egyre nagyobb energiát tárolni, és gyorsan hasznosítani. A Williams lendkerekes KERS-e átkerült a Porsche 24 órás versenyeken induló prototípusába is, de most a Volvo és a Jaguar is azon gondolkozik, hogy lendkerekes megoldást épít majd az utcai autóiba. Ezzel egyszerre lehet csökkenteni a fogyasztást és javítani a rugalmasságot.