.
Kiedyś hamulce w Formule 1 produkowano ze stali. Od 1982 r. stosuje się włókna węglowe, których masa stanowi zaledwie jedną czwartą masy stali. W pogoni za ułamkami sekund liczy się każdy gram, dlatego ta różnica jest tak ważna. W dodatku włókna węglowe mają lepsze właściwości cierne, co pozwala na skuteczniejsze i późniejsze hamowanie. Jednak proces wytwarzania tarcz i klocków hamulcowych z tego materiału jest niezwykle skomplikowany i kosztowny. Przez kilka miesięcy komponenty wypiekane są w specjalnych piecach w temperaturze 2500 stopni Celsjusza, pod wysokim ciśnieniem. To kosztowna procedura: komplet hamulców kosztuje około 7000 euro i wystarcza zaledwie na 350 kilometrów.
Z powodu bezpieczeństwa regulaminy techniczne Formuły 1 wymagają stosowania dwóch odrębnych obwodów hamulcowych na przednie i tylne koła. Jeśli jeden z nich nawali, drugi wciąż działa. Tarcze hamulcowe mogą mieć grubość 28 milimetrów, a ich średnica nie może przekroczyć 278 milimetrów. Jednak rozmiar nie jest tak ważny, jak temperatura. Przy hamowaniu z prędkości bliskiej maksymalnej, hamulce rozgrzewają się do 1000 stopni Celsjusza w czasie nieco poniżej jednej sekundy. Przy temperaturze poniżej 400 stopni Celsjusza hamulce węglowe są praktycznie bezużyteczne, ich skuteczność jest bliska zera. Optymalna skuteczność występuje przy około 650 stopniach Celsjusza. Tylko przy takiej temperaturze możliwe jest skuteczne hamowanie na tak wymagających dla hamulców torach, jak Monza czy Montreal.
Utrzymanie takiej temperatury nie jest łatwe. Jeśli hamulce będą zbyt zimne, ich skuteczność nie będzie wystarczająca. Jeśli zbyt długo będą pracować w wysokiej temperaturze, nie wytrzymają dystansu całego wyścigu. To ryzyko jest szczególnie duże na torze w Kanadzie: kombinacji długich prostych i wolnych zakrętów. Kierowcy na prostych rozpędzają się do 320 km/h i zanim hamulce się ochłodzą po poprzednim hamowaniu, już muszą zwalniać przed kolejną szykaną. „Największym wyzwaniem w Kanadzie,” mówi Dernie, „jest utrzymywanie odpowiednio niskiej temperatury hamulców pomiędzy zakrętami – tak, aby nie zmniejszyła się ich efektywność.”
Chłodzenie hamulców cieczą jest zakazane w Formule 1, więc jedynym sposobem na utrzymanie odpowiednio niskiej temperatury jest chłodzenie powietrzem. Poprzez otwory wentylacyjne w tarczy hamulcowej powietrze kierowane jest na klocki i tarcze. Im większe doloty powietrza chłodzącego, tym chłodzenie jest bardziej wydajne, choć ma to wpływ na aerodynamikę samochodu. Zmiana średnicy dolotów z najmniejszej na największą (tak jak w Montrealu) oznacza utratę 1,5 procenta efektywności aerodynamicznej, albo jeden kilometr na godzinę prędkości maksymalnej. Ale aerodynamika to nie wszystko. Inżynierowie dobierający średnicę kanałów dolotowych muszą znaleźć jak najlepszy kompromis pomiędzy skutecznością hamowania i odpowiednim zużyciem hamulców. „Hamowanie to bardzo złożony proces,” mówi Gavin Fisher, główny projektant zespołu BMW WilliamsF1. „Idealne hamowanie jest wypadkową pracy hamulców, opon i aerodynamiki.”
Przez ostatnie lata wymagania dotyczące hamulców wzrosły także w cywilnej motoryzacji, zwłaszcza w sektorze samochodów luksusowych. „Hamulce samochodów osiągających prędkość 250 km/h i ważących dwie tony muszą być w stanie rozproszyć bardzo dużo energii kinetycznej w jak najkrótszym czasie,” wyjaśnia dr Christoph Lauterwasser z Centrum Technologicznego Allianz (AZT). „Dlatego jak najlżejsze tarcze hamulcowe, wykonane z włókien węglowych wzmocnionych ceramicznie, coraz częściej zastępują w tym segmencie hamulce stalowe.”
Mimo dostępnej technologii hamowanie w Formule 1 wciąż wymaga wysokich umiejętności – system ABS, zapobiegający blokowaniu kół przy hamowaniu, jest w F1 zakazany. Kierowcy mogą jednak regulować siłę hamowania pomiędzy przednią a tylną osią przy użyciu pokrętła na kierownicy. Odpowiednie ustawienie tego balansu pomaga uniknąć zachowań typowych dla stałego rozkładu siły hamowania. Z reguły 60 procent siły hamowania przypada na przednią oś, a 40 na tylną. Jeśli jednak dojdzie do zablokowania kół, obciążenie opony jest na tyle duże, że spłaszcza się ona w miejscu styku z nawierzchnią. Taka opona nie pracuje już w optymalny sposób i czasy okrążeń stają się gorsze. W myśl nowych przepisów oponę można wymienić dopiero w przypadku poważnego uszkodzenia, dlatego błąd przy hamowaniu może zrujnować kierowcy cały wyścig.
Czy wiesz, że...
… w pełni skuteczne, „pełne” hamowanie wymaga nacisku 80 kilogramów na pedał hamulca? Mięśnie nóg kierowców muszą być zatem szczególnie wytrenowane, bo na przykład na Monzy takich hamowań jest aż 212. Przy takim hamowaniu opóźnienie sięga 5G. To oznacza, że ważąca 6 kilogramów głowa kierowcy oraz kask (1,5 kg) waży w sumie pięć razy więcej – choć przez krótki czas. Mięśnie karku muszą zatem wytrzymać obciążenie 37,5 kilograma. Wspomaganie hamulców nie jest dozwolone w F1.
Jeśli nie masz jeszcze konta, dołącz do społeczności Formula 1 - Dziel Pasję!
zarejestruj się