Data: 30.06.2019 12:02

Autor: MrHardy

PODWOZIE ORAZ MONOKOK BOLIDU F1

Podstawą każdego bolidu F1 jest podwozie, którego głównym elementem jest monokok. Jaki jest proces powstawania monokoku i dlaczego jest tak skomplikowany? Ile podwozi zespoły F1 wykorzystują w trakcie sezonu?

W Formule 1 często padają sformułowania “podwozie tego zespołu jest najlepsze”, “mamy najlepsze podwozie, ale przez silnik przegrywamy”, “nasz nowy bolid to praktycznie zeszłoroczne podwozie”. Podwozie (z języka angielskiego: chassis) w kontekście F1 ma dość szeroką potoczną definicję. W ostatnich latach zespoły Red Bull czy McLaren chwaliły się najlepszym podwoziem narzekając na silnik (czy słusznie, to już temat na osobną dyskusję). W tym kontekście chodziło im o cały bolid razem z elementami aerodynamicznymi, która to konstrukcja ich zdaniem była bardzo dobra, a słabe wyniki były spowodowane przez zbyt niską moc silnika.

Podwozie (chassis) to główna część bolidu wyścigowego, którą można w dużym uproszczeniu nazwać szkieletem całej konstrukcji. Na podwozie składa się monokok (monocoque) w którym znajduje się kokpit kierowcy. Monokok ma wytrzymać najcięższe uderzenia, a tym samym chronić zdrowie i życie kierowcy. W obrębie monokoku znajduje się zbiornik paliwa oraz pewne elementy systemu ERS. Do monokoku mocowane jest przednie zawieszenie, standardowe strefy zgniotu czy jednostka napędowa wraz ze skrzynią biegów. Budowa monokoku jest czasochłonna i skomplikowana, a jako surowiec wykorzystuje się głównie włókno węglowe.

Nowa konstrukcja podwozia musi przed każdym sezonem przejść testy zderzeniowe FIA. Zespoły samodzielnie przygotowują podwozia w swoich fabrykach, ale nie wszystkie. Zespół Haas funkcjonuje inaczej i zleca wszelkie prace konstrukcyjne firmom zewnętrznym. Do niedawna zespół Force India zlecał firmom zewnętrznym budowę monokoku (samodzielnie go projektowali), ale od pewnego czasu prawdopodobnie wytwarzają go już samodzielnie (obecnie już jako Racing Point).

Pierwszy monokok wykonany z włókna węglowego w Formule 1 powstał w 1981 roku i stanowił podstawę dla bolidu McLaren MP4/1. Możecie go zobaczyć na zdjęciu tytułowym tego wpisu. Obecne kształty monokoków bolidów F1 są inne, ale z uwagi na trudności z uzyskaniem dobrego współczesnego zdjęcia postanowiłem zilustrować to podsumowanie pierwszym monokokiem wykonanym w całości z włókna węglowego.

Proces budowy monokoku bolidu F1

Według szacunków budowa każdej sztuki monokoku kosztuje około jednego miliona funtów. Prace są skomplikowane i długotrwałe, dlatego budowa nowego monokoku na kolejny sezon zaczyna się bardzo wcześnie. Monokok jest niezwykle wytrzymały oraz lekki. Jego projekt z roku na rok się zmienia w zależności od projektu całego samochodu oraz zmian w regulaminie, więc zespoły co roku wytwarzają nowe monokoki. Cały czas udoskonalany jest również sam proces produkcji, który wpływa na przebieg prac.

Pracownicy zespołu najpierw wytwarzają formę w której będzie budowany monokok. To jest kluczowy moment pracy, bo forma musi mieć idealne wymiary. Nie może zostać popełniony najmniejszy błąd zarówno przy wytwarzaniu formy, jak również później podczas budowy monokoku. Wykorzystuje się laserowe wskaźniki, aby ze stuprocentową dokładnością nakładać kolejne warstwy włókna węglowego. Ewentualny błąd miałby bardzo poważne konsekwencje dla całego zespołu, bo spowodowałby duże opóźnienie w pracach przygotowawczych do nowego sezonu.

McLaren w minionym roku opublikował artykuł częściowo opisujący proces powstawania monokoku. Dowiadujemy się z niego, że budowa jednej sztuki trwa sześć tygodni i jest w nią zaangażowany pełny zespół inżynierów pracujących przez 24 godziny na dobę przez 7 dni w tygodniu. Jednocześnie budowany jest jeden monokok, a dopiero po udanym zakończeniu prac rozpoczyna się budowa kolejnych.

Budowa jednego monokoku wymaga kilkuset oddzielnych operacji laminowania, kilkudziesięciu operacji próżniowego odsysania powietrza oraz kilkunastu pełnych cykli w autoklawie. Kolejne warstwy włókna węglowego są układane wewnątrz formy. Budowane są dwie połówki, które na koniec prac są ze sobą łączone tworząc kompletny monokok. Waga całego monokoku to około 35 kilogramów.

Po zakończeniu budowy monokoku jest on poddawany obróbce mechanicznej. Jest to robione po to, aby móc do gotowej konstrukcji przykręcić lub przykleić dodatkowe elementy bolidu. Całość jest jeszcze malowana i dopiero potem trafia do użytku i jest wykorzystywana jako podstawa konstrukcji nowego samochodu.

Strategie wykorzystania podwozi na początku sezonu

Jak wspominałem budowa monokoku, a tym samym całego podwozia jest długotrwała i kosztowna, więc jej przygotowanie musi zacząć się odpowiednio wcześnie. Zespoły obecnie przygotowują swoje bolidy na ostatnie dni przed testami, ale monokok jest gotowy zdecydowanie wcześniej, bo to do niego montowane są wszystkie elementy.

Zespoły Formuły 1 w zróżnicowany sposób podchodzą do tego z jakich podwozi ich kierowcy będą korzystać na początku sezonu o czym mówił w jednym ze swoich vlogów były mechanik McLarena Marc Priestley. Jedną ze strategii jest korzystanie podczas testów tylko z jednego podwozia. W tym czasie w fabryce kończona jest budowa dwóch zupełnie nowych samochodów z nowymi podwoziami. Te dwa nowe samochody będą wykorzystywane przez obu kierowców na początku sezonu, a podwozie z testów stanie się rezerwowym. Druga filozofia polega na skorzystaniu z dwóch podwozi podczas testów (na każdej turze z innego). Oba te podwozia będą później wykorzystywane przez kierowców na starcie sezonu. Podwozie rezerwowe będzie nowe i wcześniej nieużywane.

W tym roku minął tydzień od zakończenia testów przedsezonowych do wysłania całego sprzętu samolotem do Australii. To powoduje, że zespoły mają bardzo mało czasu na przygotowanie wszystkiego na pierwszy weekend wyścigowy. Bolid, który wrócił z testów musi być całkowicie rozebrany i sprawdzony, zrywa się także farbę i maluje wszystko od nowa. To jest bardzo intensywny okres pracy w fabrykach.

Zespoły F1 obecnie bardzo rzadko informują o tym z jakiego konkretnie podwozia (są one oznaczane numerami) w danym momencie korzystają ich kierowcy. Zespoły, które o tym informują albo dopisują dodatkowy numer do nazwy samochodu (np. w przypadku Renault jest to R.S.19-01), albo dopisują obok nazwy bolidu “Chassis 01”. Z raportów zespołów po GP Australii 2019 wiemy, że kierowcy Renault korzystali z podwozi numer 1 i 2, a kierowcy Alfa Romeo i Toro Rosso z numerów 2 i 3. Na tej podstawie widzimy, że stajnie Alfa Romeo i Toro Rosso na start sezonu przygotowały dwa nowe samochody, a podwozie z testów służy im jako rezerwowe. W przypadku Renault widzimy natomiast, że kierowcy używali podwozi numer jeden i dwa w Australii, czyli prawdopodobnie podczas testów skorzystali z dwóch różnych, a kolejna, nowa sztuka jest w rezerwie. Podwozie numer jeden, to zawsze pierwsze podwozie używane na początku testów przedsezonowych

Ile podwozi zespoły budują w trakcie sezonu?

Obecnie zespoły F1 budują cztery – pięć podwozi na sezon. Tylko w wyjątkowych sytuacjach potrzeba ich w czasie całego roku więcej. Według nieoficjalnych informacji zespół Brawn GP w 2009 roku wyprodukował tylko trzy podwozia i nie potrzebowali ich więcej w czasie całego sezonu. James Key na początku 2018 roku jeszcze jako dyrektor techniczny Toro Rosso powiedział, że zespoły konstruują rocznie cztery do pięciu podwozi na sezon. Z tym, że cztery sztuki powinny wystarczyć. Informacje z McLarena z zeszłego roku mówią o tym, ze wystarczają im cztery na cały sezon. Dawniej gdy zasady w Formule 1 były inne, a zespoły intensywnie testowały w trakcie sezonu i korzystano z trzecich samochodów, to przygotowywano nawet dziesięć podwozi rocznie.

Obecny regulamin F1 dopuszcza, aby zespoły posiadały dwa kompletne samochody w czasie weekendu wyścigowego. Zespoły mają na torze wystarczającą liczbę części zamiennych, aby zbudować w razie potrzeby trzeci bolid, więc wożą ze sobą zapasowy monokok. Czasami pojawiają się informacje, że dany kierowca w trakcie weekendu otrzymuje nowe podwozie. Zwykle przyczyną jest bardzo duża kraksa, ale czasami takie zmiany są zaplanowane lub wynikają z mniej widocznych przyczyn.

W związku z tym, że konstrukcja ulepszonego podwozia wymaga ponownego przejścia testów zderzeniowych FIA oraz wpływa na budowę pozostałych elementów bolidu, to obecnie praktycznie nie dochodzi do zmian w konstrukcji podwozia w trakcie sezonu. Taki ruch byłby bardzo kosztowny i mogłyby sobie na to pozwolić tylko najbogatsze zespoły. Przyczyną takiego scenariusza mógłby być tylko bardzo nieudany bolid na początku sezonu. McLaren według zapowiedzi szefostwa był przygotowany do budowy nowego podwozia na początku 2018 roku, ale zbyt późno zrozumieli co konkretnie było przyczyną ich rozczarowującej formy, więc było za mało czasu na radykalne zmiany w konstrukcji.

Sposób wykorzystania monokoku w trakcie sezonu

Nie ma nic zaskakującego w sytuacji, gdy jeden kierowca przez cały sezon będzie korzystał cały czas z tego samego monokoku. Jeśli nie doszło do dużej kraksy i nie widać problemów technicznych, to nie ma sensu go zmieniać. Przyczyną wymiany podwozia jest zwykle bardzo duża kraksa lub problemy z samochodem. Zdarzają się sytuacje, że jakiś kierowca narzeka na swój samochód i inżynierowie po porównaniu danych z drugim bolidem decydują się wymienić podwozie w pierwszej maszynie. Wymiana podwozia w takich sytuacjach to ostateczność, bo najpierw sprawdzane są inne ewentualne przyczyny złego prowadzenia się bolidu. Duże kraksy, które zwykle oznaczają wymianę podwozia nie zawsze oznaczają, że dochodzi do nieodwracalnych uszkodzeń. Zwykle okazuje się, że po inspekcji w fabryce monokok powraca do użytku. W końcu jest on tak skonstruowany, aby wytrzymać największe kraksy, a tym samym chronić zdrowie i życie kierowcy.

#f1 #formula1

https://www.cyrkf1.pl/podwozie-oraz-monokok-bolidu-f1/

@MrHardy

30.06.2019 12:03

@kosmitolog Zapraszam do lektury :)

@kosmitolog

30.06.2019 12:05

@MrHardy, (ʘ‿ʘ) Akurat kawka wjechała.