Jak postavit monopost F1 - 2. díl: Výroba a testování základní struktury (+video)

Jakmile tým stanoví návrh základních mechanických částí vozu, musí dojít ke dvěma věcem: 1. oddělení designu musí vymyslet aerodynamicky nejvýhodnější karoserii pro něj, a 2. auto musí postavit. Dnes se zaměříme na to, jak k tomu dochází, aerodynamický návrh si necháme na příště.

Šasi - nebo monokok - plní několik klíčových funkcí. Jedná se o buňku pro přežití (survival cell) jezdce v případě nehody, je k němu přimontován motor, zavěšení a karosérie, obsahuje palivovou nádrž a další hardware auta.

Monokoky jsou ohromně komplikované. Věci jako úchyty a otvory pro zavěšení, uchycení nosu a motoru atd. vyžadují obrovské množství času, má-li být vše v pořádku.

VýrobaŠasi je v podstatě vrstva karbonových vláken z vnější strany hliníkové voštiny, která se pohybuje mezi 6 - 15 mm tloušťky, přičemž na vnitřní straně se pak nachází druhá vrstva karbonu. Tam, kde dochází k uchycení zavěšení či motoru, je voština nahrazována pevnou obrobenou vložkou. To celé se pak stmelí dohromady v autoklávu - v horké troubě pod vysokým tlakem.

Video: Výroba monopostu F1 u Sauberu (zdroj: Sauber Motorsport AG)

Před nasazením do závodů to musí projít sérii nárazových testů. Při analýze napětí se tomu kvůli bezpečnosti a funkčnosti věnuje velké úsilí. Tyto dvě věci se někdy vylučují, protože se u šasi snažíte o dosažení co nejnižší hmotnosti a zároveň co nejvyšší hodnoty torzní tuhosti.

Je těžké říci, kolik šasi váží, protože se vyrábějí odlišně. Některé týmy mají například ochranný oblouk jako součást struktury, ostatní jej přidávají následně. Přibližná hodnota se ale pohybuje kolem 50 kg, což je vzhledem k jeho funkci neuvěřitelně málo.

Na začátku roku musí mít tým připraveny tři šasi. Jedno pro nárazové testy, které zabírají celkem dost času, jedno pro postavení vozu a třetí v rozpracované v záloze. Nechcete, aby vám scházelo, protože nikdy nevíte, kdy se objeví problém. Loni musel například Lotus zkrátit testování, když začalo být jasné, že se úchyty zavěšení v šasi pohybují.

TestováníCrash testy - či nárazové testy, abychom to správně nazvali, jsou důležitou součástí zajištění toho, aby F1 byla co nejbezpečnější. Existují tři hlavní druhy ničících testů: čelní náraz nosu, ochranný oblouk a boční nárazy.

Trubky vyčnívající z monopostu slouží k ochraně proti bočním nárazům (foto: G. Abrantes)

Existuje celkem dost dalších testů - přibližně 10 celkem - jsou však nedestruktivní, kdy se pod určitým tlakem může něco prohnout o maximální hodnotu, aby se zajistilo, že šasi je dostatečně pevné. Těmito testy musí projít každé šasi.

Při nárazovém testu nosu je auto vystřeleno určitou rychlostí proti betonové zdi. Je stanoveno maximální povolená úroveň přetížení G a k poškození deformovatelné struktury může dojít jen po buňku pro přežití. Abyste tím prošli, můžete potřebovat dva či tři nosy.

Nos má poměrně velký význam z pohledu aerodynamiky, proto ho musíte mít hotový celkem brzy. Musíte připravit verzi pro nárazový test, ale v té době ještě nemusíte mít optimalizovaný aerodynamický balík předního křídla.

Je to tak trochu jako se slepicí a vejcem: musíte ho mít pro nárazový test, ale později jej můžete potřebovat změnit - a provést další nárazový test, protože jím musí projít každý nový návrh.

Video: Test zadní nárazové struktury a nosu (zdroj: Red Bull Technology)

Test ochranného oblouku je pro sledování neuvěřitelně zajímavý. Kdokoliv by se mohl polekat. Tlak, kterým se zatěžuje, dosahuje přibližně 12,5 tun. Část struktury se při tom zdeformuje, ale pokud to je o více než povolených 50 mm nebo jsou nějaké známky patrné o více než 100 mm od místa, kde se aplikuje tlak, pak neprojdete. Je to tvrdý test, ale tak by to mělo být - chrání hlavu jezdce.

Boční nárazový test má zajistit ochranu pilota vozem, pokud do něčeho narazí zboku. Týmy jím procházejí díky čtyřem trubkám, které vyčnívají z šasi. Aby byl jezdec lépe chráněn, obzvlášť v případě, kdy do něj narazí nosem další vůz, je zboku šasi připevněn další panel, něco jako panel proti výbuchu.

Představen byl po nehodě Alexe Zanardiho v IndyCar v roce 2001, kdy přišel o nohy. V té době jsem pracoval v IndyCar a přišli jsme s tímto panelem pro dodatečnou boční ochranu. F1 jej krátce poté přijala.

V designovém oddělení práce nikdy nekončí (foto: Lotus F1 Team)

Nikdy nekončící práceTyto nárazový testy se aplikují na základní části vozu. To je to, na čem se v týmech probíhalo na začátku vánoc a pak v lednu. V F1 to tak chodí, neexistují žádné vánoce, žádná zima. Lidé samozřejmě nemají žádné prázdniny, ale pracují po celý rok.

Jako příklad si vezměte Red Bull. Jedná se o tým o 600 lidech a 150 z nich se přímo věnuje návrhu vozu. Zřejmě jsou tím největším týmem, ale procento lidí v oddělení designu a vývoje vozu je stejné u všech. A tito lidé pracují po celou dobu naplno. Auto se neustále snažíte vylepšovat.

 

Další díly seriálu:1. díl: Koncepce návrhu3. díl: Aerodynamická výkonnost (+ video)4. díl: - Vylepšování prvotního návrhu