F1
Formuła 1: Dlaczego ściganie w górach jest trudniejsze?
Red Bull Ring położony jest ok. 700 m n.p.m. Jakie trudności wiążą się z użytkowaniem bolidu w takich "górskich" warunkach i gdzie problemy są największe?
Powietrze
W górach powietrze jest bardziej rozrzedzone niż na poziomie morza. Oczywiście im wyżej, tym różnica ta jest większa. Wspomniane już położenie Red Bull Ringu na wysokości 700 m n.p.m. to zaledwie 1/3 rekordu, który należy do obiektu Autodromo Hermanos Rodriguez w Meksyku. Leży on bowiem na poziomie 2 250 m n.p.m., gdzie powietrze jest średnio o 25% rzadsze od tego na nizinach. W Formule 1, gdzie liczą się sekundy i milimetry, różnica na poziomie 25% to bardzo dużo, zwłaszcza że jest ona odczuwalna zarówno w mechanicznym działaniu wielu elementów bolidu, jak i w zachowaniu jego aerodynamiki.
Grand Prix Meksyku to jeden z najtrudniejszych wyścigów dla bolidów F1
© Red Bull Content Pool
Silnik
Do prawidłowego działania silnik F1 potrzebuje tlenu. Jako że na omawianych wysokościach otrzymuje go średnio o 25% mniej, rozwija niższą moc. W jednostkach atmosferycznych różnicy tej nie da się niczym zrekompensować. W obecnie stosowanych silnikach turbo jest to jednak możliwe - turbina musi pracować mocniej, dzięki czemu brak tlenu jest w pewnym stopniu niwelowany. Mocniejsze działanie turbiny oznacza w praktyce, że znajdujący się w niej wiatrak musi się szybciej kręcić. Ponieważ jednak wszystkie elementy mają ograniczoną wytrzymałość, dla każdego wiatraka określona jest jego maksymalna prędkość obrotowa.
Ten tor mocno obciąża silnik
© Red Bull Content Pool
Jest to wartość nieprzekraczalna nawet mimo tego, że zwykle jest ona niższa od dopuszczonych regulaminem 120 000 obrotów na minutę. Oblicza się go na podstawie skutków potencjalnej awarii - jest to maksymalna prędkość obrotowa, przy której awaria turbiny nie spowoduje rozsadzenia całego silnika. W praktyce zatem nawet maksymalne obciążenie turbiny nie zawsze kompensuje niedobór tlenu, co przekłada się na niższą moc silnika. Wynika to z faktu, że nie każdy silnik ma dość dużą i wytrzymałą turbinę, by rozkręcić wiatrak do takiej prędkości, aby rzeczywiście wystarczyła ona do dostarczenia silnikowi potrzebnej ilości tlenu.
Chłodzenie
Górskie warunki meksykańskiego toru sprawiają, że w każdej chwili do układu chłodzenia bolidu dostaje się o 25% mniej powietrza niż zwykle. Sprawia to, że nawet przy stosunkowo chłodnej pogodzie łatwiej niż zazwyczaj jest przegrzać samochód. Aby temu przeciwdziałać, zespoły stosują dodatkowe wycięcia w poszyciu, poprawiające wentylację. Oprócz powyższego zdjęcia możecie je zobaczyć także na fotografii w pierwszym akapicie – jeden z nich widać tuż pod mocowaniem Halo.
1 min
365 dni w 65 sekund: Budowa Red Bull Ringu
Sprawdźcie w tym niezwykłym video, jak w skrócie wyglądał rok budowy toru Red Bull Ring.
Minusem takiego rozwiązania jest zaburzenie przepływu powietrza wokół tych otworów i wiążący się z tym spadek szybkości na prostych. Coś za coś – Formuła 1 to sztuka kompromisów. W Austrii również występują tego rodzaju problemy, choć na mniejszą skalę.
Aerodynamika
Mniejsza gęstość powietrza sprawia, że elementy aerodynamiczne w F1 działają mniej efektywnie. To z kolei oznacza, że np. skrzydła generują mniejszy docisk. Jak wiemy, jest on niezbędny, aby móc szybko pojechać w zakrętach, dlatego też zespoły stosują duże skrzydła. Tym sposobem w Meksyku wykorzystuje się pakiet aerodynamiczny z Monako, który w tych warunkach daje docisk jak na Monzy – bardzo szybkim włoskim obiekcie, który do momentu pojawienia się obiektów w Meksyku, Azerbejdżanie i im podobnych był najszybszym torem w kalendarzu pod względem rozwijanych prędkości.
Elementy aerodynamiczne działają mniej efektywnie
© Red Bull Content Pool
Opór też jest jednak odpowiednio mniejszy, jako że o 25% mniej cząsteczek uderza w skrzydła. Stanowi to okazję do popisu dla inżynierów, ponieważ jeśli jakiś samochód naturalnie dysponuje dużym dociskiem, np. z podłogi, to skrzydła nie będą tu miały aż tak dużego znaczenia, jak ma to miejsce w przypadku ekip mających auta z małym dociskiem z podłogi. Jest to okazja do nadrobienia części strat np. poprzez zastosowanie nieco mniejszych, czy też płytszych, skrzydeł. Mały docisk oznacza jednak problemy z oponami i hamulcami.
Opony
Aby dobrze pracować, opona bolidu Formuły 1 musi być gorąca. Rozgrzewa się dzięki sile jej tarcia o asfalt, która jest tym większa, im większy jest docisk. Jeśli wartość tego parametru jest niska, oponę trudniej rozgrzać. Z tego też względu zazwyczaj wybierając ogumienie na górskie wyścigi, unika się najtwardszej mieszanki. Z drugiej strony, jeśli jakiś zespół na co dzień zmaga się z przegrzewaniem opon, w górach ma szansę na uniknięcie tego problemu i potencjalnie lepszy wynik niż zazwyczaj.
1 min
F1 vs. młyn rugby - super pojedynek
F1 vs. młyn rugby - super pojedynek
Hamulce
Podobnie jak opony, tak i hamulce działają dobrze w wysokiej temperaturze. Górskie tory z uwagi na mały docisk i mały opór cechują się bardzo dużymi prędkościami na prostych i niskimi w zakrętach – niższymi niż w identycznych łukach, ale w nizinie. Ponieważ brakuje przyczepności aerodynamicznej, należy pokonywać łuki wolniej. Z punktu widzenia hamulców oznacza to, że muszą one spowolnić bolid z bardzo wysokiej do bardzo niskiej prędkości, zatem przed nimi do wykonania ciężka praca.
Chłodzenie hamulców
© Red Bull Content Pool
Zbyt rozgrzane hamulce trzeba chłodzić nawet na postoju.
Dodatkowo rozrzedzone powietrze utrudnia chłodzenie, a powiększone z tego powodu wloty zwiększają opór aerodynamiczny i zmniejszają prędkość auta. Ta kwestia zależy w dużej mierze także od charakterystyki toru. Na Red Bull Ringu na przykład nie osiąga się tak wysokich prędkości, jak w Meksyku (około 310 km/h w porównaniu do nawet 360 km/h), dlatego hamulce są tu mniej obciążone. Ponadto austriacki tor znajduje się trzykrotnie niżej od meksykańskiego, zatem niedobór tlenu i rozrzedzenie powietrza są tu mniej odczuwalne.
Nowi faworyci?
Górskie wyścigi mogą przemieszać stawkę, ale tylko w pewnych granicach. Zespoły pokroju Williamsa czy Haasa nie mają obecnie szans na zwycięstwo, nawet teraz w Austrii czy pod koniec sezonu w Meksyku.
7 min
For Real: Max Verstappen
Max Verstappen opowiada o tym, jak został najmłodszym kierowcą – i zwycięzcą wyścigu – w Formule 1.
***
Autor tekstu prowadzi vlog "Ze świata F1" na YouTube
