Formuła 1 - poligon doświadczalny motoryzacji

Formuła 1 to królowa sportów motorowych. Jest to najbardziej zaawansowana pod względem technicznym seria wyścigowa na świecie i dzięki temu w cywilnych samochodach montuje się kilka ciekawostek technicznych.

Już na początku lat 80. w Formule 1 rozpoczęto prace nad aktywnym zawieszeniem, które miało zawsze utrzymywać bolid w optymalnej wysokości nad torem, niezależnie od nawierzchni. Po kilku udanych i mniej udanych próbach do projektu powrócono kilka lat później. Po tym jak Williams całkowicie zdominował stawkę, w 1994 roku zabroniono korzystania z tego rozwiązania.

Tak zaawansowana technologia laserowego badania nawierzchni drogi i dostosowywania ustawień zawieszenia do jej stanu, bardzo szybko została zaadoptowana do samochodów osobowych. Nieco dłużej trwa adaptacja obecnego zawieszenia typu pushrod, które trafiło chociażby do Porsche Carrera GT czy Aston Martina One-77.

Podobno w 1992 roku Ayrton Senna wysłał kartkę świąteczną do Maxa Mosleya, w której życzył mu, aby z Formuły 1 na stałe zniknęły elektroniczne wspomagacze. Faktycznie w 1994 roku w F1 całkowicie zakazano tego systemu, przez co bardzo zwolnił jego rozwój. W 2001 roku, czyli 7 lat później kontrola trakcji powróciła, by w 2008 roku zniknąć, miejmy nadzieję, że na dobre.

Opanowanie mocy 700-800, a wcześniej nawet i 1000 KM na tylnej osi nie jest łatwe, dlatego właśnie w królowej sportów motorowych kładziono tak wysoki nacisk na to rozwiązanie, które znaleźć można w większości sprzedawanych dzisiaj aut. Kontrola trakcji zapobiega utracie przyczepności kół napędzanej osi. Co ciekawe, w Formule 1 pod różnymi postaciami obecna ona była jeszcze w latach 80. ubiegłego wieku.

Podobnie jak z kontrolą trakcji było z elektronicznie sterowanym dyferencjale, który rozdziela moc pomiędzy koła napędzanej osi, starając się zadbać o możliwie maksymalny poziom przyczepności podczas wychodzenia z zakrętów. To rozwiązanie nazwane E-Diff także przenieśli do aut cywilnych inżynierowie Ferrari.

Formuła 1 jako najbardziej zaawansowany technicznie sport motorowy na świecie, od lat korzysta ze skomplikowanych rozwiązań aerodynamicznych. Jednym z nich jest dyfuzor, będący trochę jak spojler umieszczony przy podwoziu bolidu. Element ten tak ukierunkowuje przepływ powietrza, że w efekcie wytwarzany jest lepszy docisk aerodynamiczny i auto prowadzi się lepiej także na zakrętach.

To rozwiązanie również trafiło do cywilnych samochodów. Obecnie jednak znaczna większość dyfuzorów to jedynie atrapy, czego przykładem może być ten montowany w Renault Fluence Sport Way. Pomimo tego, w sportowych autach spełnia on swoją funkcję czego przykładem może być Porsche 911 GT3 RS 4,0, jednak aby uzyskać maksymalną wydajność tego elementu, musi być on umieszczony tuż przy asfalcie, co jest niemożliwe w seryjnie produkowanych autach, ze względu na warunki użytkowania – progi zwalniające.

Nie bez znaczenia dla aerodynamiki jest także płaska podłoga, która również została opracowana w Formule 1. Zmniejsza ona opory przepływu powietrza pod samochodem, dzięki czemu krąży ono szybciej, co ma związek ze zwiększeniem docisku poprzez wyeliminowanie siły unoszącej.

Płaska podłoga po raz pierwszy spopularyzowana została w Ferrari 360 Modena, które było jednym z pierwszych aut czerpiących garściami z doświadczeń inżynierów wyścigowych.

Formuła 1 ma ogromne zasługi w rozwoju aerodynamiki dzisiejszych aut. Olbrzymie tylne skrzydła, które w F1 dopracowywane są do perfekcji, by przy jak najmniejszych oporach powietrza wytwarzać jak największy docisk. Zespoły stosują kilka skrzydeł na sezon, przykładowo na torze Monza, gdzie osiągane są ogromne prędkości, a aerodynamika nie jest tak ważna, skrzydło różni się od tego stosowanego np. w Australii.

W Formule 1 bardzo rozwinęła się także technologia ruchomych elementów aerodynamicznych. W 1968 roku zespoły Lotus i Matra po raz pierwszy pokazały takie  rozwiązanie. Rok później już większość bolidów korzystała ze sterowanych przy pomocy linek płatów skrzydeł. Ze względu na niebezpieczne wypadki spowodowane korzystaniem z tych rozwiązań, bardzo szybko zniknęły one z F1, jednak w sezonie 2011 ruchome tylne skrzydło powróciło.

W samochodach sportowych także możemy zobaczyć to rozwiązanie. Od Porsche 911, przez Volkswagena Corrado, aż do Mercedesa McLarena SLR, który korzysta z ruchomego tylnego skrzydła w celu zwiększenia docisku tylnej osi, ale także w charakterze hamulca aerodynamicznego. Podczas mocnego hamowania skrzydło ustawia się niemal pionowo, tworząc dodatkowy opór, przez co auto szybciej hamuje.

Co więcej, w Ferrari 458 Italia wykorzystywane są wloty powietrza, które pod wpływem prędkości, a więc oporu powietrza uginają się zwiększając swoją powierzchnię. Tutaj również wykorzystano doświadczenia z Formuły 1, zwłaszcza z badań nad przednimi skrzydłami, które także delikatnie zmieniają swój kształt pod wpływem oporu powietrza.

Formuła 1 była także pierwszą serią wyścigową, w której rozpoczęto prace nad hamulcami wykorzystującymi tarcze węglowo-ceramiczne. W celu przeniesienia tej technologii do aut cywilnych, w 2009 roku firma Brembo, która dostarcza hamulce do bolidów Formuły 1, powołała do życia całkowicie nową jednostkę.

Efektem tego są m.in. hamulce, które stworzono dla Ferrari 458 Italia. Węglowo-ceramiczne tarcze z 6-tłoczkowymi zaciskami z przodu oraz z 4-tłoczkowymi zaciskami z tyłu, zatrzymują auto z prędkości 100 km/h na dystansie 32,5 m. Dla porównania, bolidy Formuły 1, które ważą połowę mniej od 2-miejscowego Ferrari, z tej samej prędkości zatrzymują się na dystansie około 15 m.

Włókno węglowe oraz jego pochodne nazywane karbonami, to materiał, którego pojedyncza nić jest 10 razy cieńsza od ludzkiego włosa, a jednocześnie bardziej wytrzymała od stali. Dzięki swojej niskiej masie materiał ten wykorzystywany jest w awionice, kosmonautyce, a także w Formule 1. Doświadczenie w budowaniu oraz modelowaniu przy pomocy tego surowca, wielu producentów na czele z Ferrari, przeniosło swoją wiedzę do cywilnych aut.

Co ciekawe, włókno węglowe nie służy w motoryzacji tylko jako element konstrukcyjny aut, ale także jako ozdobnik. Pokrywa silnika Lexusa IS-F ozdobiona jest kawałkiem „surowego” włókna węglowego. Charakterystyczna faktura tego materiału, często w formie imitacji, ozdabia także wnętrza luksusowych aut.

System odzyskiwania energii kinetycznej to wynalazek, o którym niesamowicie głośno zrobiło się dopiero po tym, jak trafił on do Formuły 1 w 2009 roku. Wprawdzie tam pełnił funkcję dopalacza, który przez około 6 sekund dodawał 80 KM, dzięki czemu na długich prostych lub po wyjściu z ciasnych zakrętów łatwiej było wyprzedzić poprzedzającego kierowcę oraz obronić swoją pozycję.

Wprawdzie w motorsporcie KERS pojawił się rok wcześniej, kiedy to Peugeot zastosował ten system w modelu 908 HY. Dzisiaj system odzyskiwania energii kinetycznej montowany jest w większości aut hybrydowych czy gniazdko wozach, a producenci eksperymentują z nim także w przypadku samochodów sportowych jak Porsche 918.

Wprawdzie stosowanie przycisków na kierownicy nie jest niczym nowym, jednak to też po części wywodzi się z Formuły 1. Poza sterowaniem radia czy odbieraniem połączeń, w samochodach cywilnych, stosowane są niekiedy przyciski do wybierania charakterystyki tłumienia amortyzatorów czy ustawień kontroli trakcji.

W Ferrari Enzo nawiązywały one wprost do bolidów F1, co więcej, w modelu F430 pojawił się słynny przełącznik nazwany Manettino, który został żywcem przejęty z kierownicy bolidu Formuły 1. Podobnie sytuacja wygląda w przypadku najnowszego 458 Italia.

W samochodach osobowych sekwencyjna zmiana biegów, zwłaszcza w przypadku przekładni dwusprzęgłowych jak DSG, nie jest już rozumiana tylko jako ruszanie drążkiem w górę i w dół, ale także jako sterowanie biegami za pomocą łopatek umieszczonych za kierownicą.

To rozwiązanie zostało żywcem przejęte z Formuły 1. W kokpicie bolidu jest niesamowicie ciasno, jednak to nie tylko brak miejsca na drążek zmiany biegów, który kiedyś stosowano przecież w bolidach, a maksymalne skrócenie czasu potrzebnego na zmianę przełożenia i brak konieczności odrywania rąk od kierownicy. To właśnie sprawiło, że dzisiaj kupując nawet Volkswagena Polo możemy chociaż trochę poczuć się jak kierowcy królowej sportów motorowych.

Skoro jesteśmy przy temacie skrzyni biegów, tutaj także Formuła 1 miała ogromny wpływ na rozwój przekładni sekwencyjnych. Co więcej, gdyby nie dzisiejsze dźwigienki umieszczone za kierownicą, większość sportowych aut nadal byłaby dostępna z manualnymi przekładniami, bo machanie drążkiem sekwencji nie każdemu daje taką frajdę jak zabawa ze sprzęgłem czy łopatki.