Twardy orzech do zgryzienia

R E K L A M A

Sercem samochodu F1 jest monocoque – wykonany z włókien węglowych kokpit jest najważniejszym elementem zapewniającym bezpieczeństwo kierowcy. Musi wytrzymywać niesamowite obciążenia. Brian O’Rourke, szef działu kompozytów w zespole BMW WilliamsF1, mówi: „Monocoque odgrywa główną rolę w bezpieczeństwie Formuły 1.”

Formuła 1 stała się o wiele bezpieczniejsza, niż za czasów Colina Chapmana, legendarnego projektanta i założyciela zespołu Lotus, który jako pierwszy zastosował stalowe nadwozie samonośne zamiast konstrukcji ramowej w swoim Lotusie 25. Wtedy to, w 1962 r., po raz pierwszy w historii wyścigów Grand Prix, zastosowano monocoque. W 1984 r. McLaren jako pierwszy zespół zbudował monocoque z włókien węglowych. Od tej pory bezpieczeństwo kierowców ciągle wzrastało.

Przepisy techniczne Międzynarodowej Federacji Samochodowej (FIA) definiują monocoque jako „komorę przetrwania”. „Podczas projektowania samochodu mamy dwa nadrzędne cele: zbudowanie szybkiego auta, które jednocześnie będzie możliwie najlepiej chroniło kierowcę,” powiedział O’Rourke przed Grand Prix Bahrajnu. „O stopniu bezpieczeństwa współczesnego monocoque najlepiej świadczą wypadki, w których samochód zostaje poważnie uszkodzony, a kierowca o własnych siłach wysiada z praktycznie nienaruszonego kokpitu.”

Monocoque wytwarzane są z włókien węglowych – kompozytowego materiału dwa razy wytrzymalszego od stali, ale pięciokrotnie lżejszego. Jak wiadomo, w Formule 1 liczy się każdy gram. Monocoque może składać się nawet z 12 warstw włókien, które są pięć razy cieńsze od ludzkiego włosa. Warstwy przedzielone są arkuszem aluminium o strukturze plastra miodu, który dodatkowo zwiększa sztywność. Cała skorupa wędruje na dwie i pół godziny do autoklawu – gigantycznego pieca – gdzie poddawana jest zgrzewaniu pod ciśnieniem. Potem procedura „wypiekania” jest powtarzana, by dodatkowo wzmocnić całą konstrukcję, która musi przecież znieść niemałe obciążenia.

Kokpity samochodów Formuły 1 są w stanie przetrwać nawet najcięższe wypadki. By jednak odpowiednio chronić kierowcę, samochody muszą pochłaniać część energii podczas zderzenia. To zadanie dla specjalnych struktur ochronnych z przodu, po bokach i z tyłu kokpitu.

Wartości statycznych i dynamicznych obciążeń, jakim poddawane są te struktury i sam kokpit podczas testów zderzeniowych, zostały określone przez FIA w 1985 r. Do dziś są co roku uaktualniane – stają się po prostu bardziej rygorystyczne. Przedtem stopień bezpieczeństwa samochodu zależał wyłącznie od zespołu, obecnie trzeba stosować się do odpowiednich przepisów. „Fakt, że nie zawsze samochody przechodzą testy zderzeniowe, potwierdza przydatność tak rygorystycznych przepisów,” powiedział prezydent FIA, Max Mosley.

Testy, przeprowadzane pod nadzorem FIA, z reguły odbywają się w Centrum Badania Zderzeń Cranfield w hrabstwie Bedford w Wielkiej Brytanii. Przykładowo, przy symulacji uderzenia czołowego, do kokpitu mocowany jest przód samochodu. Bak wypełnia się wodą, a w fotelu zasiada manekin ważący 75 kilogramów. Cała testowana konstrukcja waży 780 kilogramów. Uderza w przeszkodę stałą z prędkością 14 metrów na sekundę (50,4 km/h). Podobne testy przeprowadzane są dla bocznych i tylnych struktur ochronnych oraz dla pałąka ochronnego.

Samochody osobowe także poddawane są różnym testom zderzeniowym, ale muszą spełnić zupełnie inne wymagania. Kierowcy Formuły 1 są bardzo sprawni fizycznie, siedzą w ściśle dopasowanych fotelach z doskonałą ochroną boczną i tylną, zabezpieczeni są dodatkowo sześciopunktowymi pasami bezpieczeństwa. W cywilnych autach z kolei prędkość, z jaką dochodzi do uderzenia, jest z reguły mniejsza, a fotele mają za zadanie ochronę pasażerów o różnej budowie ciała. Pasażerowie są chronieni przez wygodne, automatyczne trzypunktowe pasy, dające im wymaganą swobodę ruchów. Tak jak w samochodzie Formuły 1, podróżni chronieni są także przez „komorę przetrwania”, usztywniającą poza tym nadwozie i stanowiącą punkty kotwiczenia pasów i foteli.

Skutki wypadku mogą być szczególnie poważne, jeśli kabina pasażerska zostanie zgnieciona w wyniku mocnego uderzenia. „Zdarza się to częściej w przypadku uderzeń bocznych,” mówi Dr Hartmuth Wolff z Centrum Technologii Allianz (AZT). „W takim przypadku boczne poduszki powietrzne – zwłaszcza kurtyny na wysokości głowy – są szczególnie przydatne przy ograniczeniu poważniejszych obrażeń.”

Czy wiesz, że…

... testy zderzeniowe na uderzenie od tyłu wprowadzono w Formule 1 dopiero w 1997 r.? Nowy przepis sprawił, że sztywność nadwozi wzrosła jeszcze bardziej. Przekonał się o tym Giancarlo Fisichella, który właśnie w tym sezonie uderzył tyłem samochodu w barierę ochronną na torze Silverstone. Czarna skrzynka w jego Jordanie zarejestrowała hamowanie z 227 km/h do zera w zaledwie 0,72 sekundy. Czysto matematycznie, odpowiada to upadkowi na ziemię z wysokości 200 metrów. Monocoque to polisa na życie: Fisichella wyszedł z wypadku cało, z lekką kontuzją kolana.