Technický ředitel Williamsu Pat Symonds pro F1 Racing popisuje, jaké materiály se používají při konstrukci vozů Formule 1.
Jaké materiály se používají pro stavbu vozu Formule 1?Pat Symonds: Když inženýři začali poprvé s konstrukcí vozů, považovali kov za jediný materiál, který může poskytnout pevnost a tuhost potřebnou pro průmyslové účely.
Stále používáme hodně kovu, každý je přizpůsobený pro určitou aplikaci. Například na vozu F1 byste našli přes 20 různých druhů hliníku a 30 odlišných druhů oceli, stejně jako exotičtější kovy, jako je titan, hořčík a Inconel (superslitina vyráběná z niklu, chromu a železa).
Když byly počátkem 20. století vyvinuty plasty, otevřely nové příležitosti v rámci tvarovatelnosti a lehkosti, ale žel nebyly ani pevné ani tvrdé. Kompozitní materiály - a obzvlášť uhlíková vlákna vyztužená polymery - poskytují to nejlepší z obou světů. Jsou přibližně pětkrát pevnější než ocel při třetinové hmotnosti. Proto se tolik využívají při konstrukci vozu F1.
Jak byly tyto kompozitní materiály poprvé vyvinuty?PS: Před vyvinutím uhlíkového vlákna bylo dostupných několik kompozitních materiálů, samozřejmě včetně skelného vlákna. Když v těchto dnech ale hovoříme o kompozitech, vybavují se nám spíše uhlíková vlákna.
Poprvé byla komerčně vyvinuta na Royal Aircraft Establishment ve Farnborough v roce 1963. Stála kolem 300 liber za kg, což odpovídá dnešním 5 000 liber (kolem 152 tis. Kč) za kg v dnešních cenách. Nyní stojí kolem 14 liber (425 Kč) za kg a předpokládá se, že v příštích pěti letech jejich cena poklesne na polovinu s tím, jak je kosmický a běžný automobilový průmysl začíná více využívat.
Vrstvy uhlíkových vláken se před dalším zpracováním zabalí a vysaje se vzduch
Po vyvinutí první výroby pro praktické využití uhlíkových vláken ale Spojené Království při narůstající komercionalizaci brzy žel o své vedení v této oblasti přišlo. Obzvlášť Japonsko silně investovalo do svých výrobních znalostí, pak jej následovaly USA, když se prokázala, jak je tento materiál vhodný pro kosmické a vojenské aplikace.
Jsou všechny kompozity stejné?PS: Ne. Stejně jako u vozu F1 používáme přes 50 druhů kovu, tak rovněž používáme různé typy kompozitních materiálů. Ve skutečnosti může být využíváno kolem 30 typů uhlíkových vláken, byť dostupných jsou stovky různých kombinací - stejně jako kompozitů vyztužených jinými materiály než je uhlík - například Kevlarem či Zylonem.
Co myslíš pod pojmem "kombinace?"PS: Kompozity z uhlíkových vláken jsou někdy známy jako uhlíkové vyztužené plasty. To naznačuje, že se kompozit skládá ze dvou odlišných složek: z podkladové polymerické pryskyřice a z vyztužujících vláken.
Vlákna samotná jsou vyráběna odlišnými způsoby, aby bylo dosaženo různých designových cílů, jako je například vysoká pevnost či snad extrémní tvrdost na úkor určité pevnosti. Vlákna samotná, což jsou filamenty z čistého uhlíku o tloušťce jedné desetiny lidského vlasu, jsou společně stočená do svazku (tow), který může obsahovat 1 až 12 tisíc filamentů.
Díl se vkládá do autoklávu, kde za vysokého tlaku a teploty dojde k vyztužení pryskyřice
Z těchto svazků mohou být utkány různé druhy tkaniny, které mohou mít u jakéhokoliv typu uhlíku odlišné vlastnosti. Nejjednodušší je "jednosměrné" uhlíkové vlákno. Jak už název napovídá, všechny svazky směřují jedním směrem, což dává tkanině v tomto směru velkou pevnost, ale malou v úhlu 90 ° k tomu svazku. Běžnější jsou tkané materiály, kdy jsou svazky propleteny, stejně jako u oblečení. To poskytuje více pevnosti v mnoha směrech.
Ale nejde jen o různé druhy uhlíku a utkání, co nabízí odlišné vlastnosti. Uhlík je zapuštěn do polymerické pryskyřice a její různé druhy se používají pro vyvážení nákladů s využitelností a teplotní odolností.
Typ uhlíkových vláken, který se využívá ve Formuli 1, je "pre-preg." Jde o materiál, který už má svazky uhlíku zapuštěné do nevytvrzené pryskyřice.
Mohl bys popsat základní výrobní proces?PS: Detaily výroby mohou být velmi složité, ale obecně se látka pre-pregu ukládá do forem (které jsou samotné také vyráběné z uhlíkových vláken). Na sebe jsou ukládány nařezané vrstvy v přesných místech.
Často se využívá laser či jiný vizuální systém, aby při laminaci pomohly umístit každou vrstvu do přesné pozice, kterou designér určil. Poté se vrstvy zahalí látkou podobnou bavlně, která nasákne zbytky pryskyřice, a obalí se nepropustným plastovým filmem. Poté se do laminátu aplikuje vakuum, aby vše bylo ve formě bezpečně upevněno.
Pak se celá forma a komponent umístí do autoklávu, což je v podstatě vysoce natlakovaná trouba, kde pryskyřice vytvrdne a vytvoří se hotový díl.
Odlévání tekutého kovu při výrobě motoru
Dochází k opotřebení materiálu?PS: V podstatě ne - alespoň en v tomto kontextu. Největším problémem při udržení materiálu v provozu je zajištění toho, aby nebyl poškozený. Když je poškozen kovový díl, je snadné to odhalit, protože se část ohne či praskne. Existuje také mnoho nedestruktivních testovacích technik, které byly za ta léta vyvinuty, pro odhalení prasklin v kovových dílech, avšak mnoho z nich spoléhá na to, že se prasklina objeví vždy na povrchu daného dílu.
Uhlíková vlákna, byť jsou při výrobě efektivně sloučena, mají kvůli své konstrukci stále několik povrchů. Pro odhalení jakékoliv podpovrchové delaminace, která by mohla vést ke katastrofálnímu selhání dílu - byť se prostému oku se zdá perfektní, jsou vyžadovány speciální techniky, jako je například ultrazvukové skenování.
Dočkáme se podobného průlomu u kovových materiálů?PS: Ano, už nyní používáme mnoho kovových matricových kompozitních hliníkových materiálů, které využívají zpevňování materiálu - obvykle se hliník zesiluje pomocí silikonových karbidů. Používáme jeden, který obsahuje nanočásticové zpevnění. I ocel, která je tady už léta, se neustále vyvíjí tak, aby nabízela lepší vlastnosti.
Odhalování povrchových vad kovových materiálu je jednodušší než u kompozitů, kde se používá například ultrazvukové skenování
© Foto: BMW Motorsport
Red Bull vstupuje do nové éry po nečekaném odvolání Christiana Hornera, který stál v čele týmu od jeho začátků ve Formuli 1. Jeho nástupcem se stal Laurent Mekies, který do nové role nastoupil už pouhých 24 hodin po oznámení změny a nyní ho čeká spousta úkolů.
Po několika těsných soubojích na trati mezi Piastrim a Norrisem se znovu otevírá otázka vnitrotýmové dynamiky v McLarenu. Vzhledem ke konkurenceschopnosti obou jezdců se podobná situace může v budoucnu opakovat.
Překvapivé odvolání Christiana Hornera z Red Bullu může souviset se změnami ve vlastnické struktuře mateřské společnosti. V zákulisí se spekuluje, že právě nové mocenské rozložení mezi rakouskou a thajskou stranou mohlo být rozhodující ranou pro dlouholetého šéfa týmu.
Dr. Helmut Marko zavzpomínal na více než dvacet let trvající spolupráci s Christianem Hornerem, se kterým společně vybudovali z Red Bullu špičkový tým Formule 1. Jejich odlišné přístupy se často doplňovaly a stály za klíčovými rozhodnutími, která Red Bull dovedla k vrcholu.
Christian Horner sehrál klíčovou roli při uzavření dohody s Hondou, která Red Bull vrátila na špičku F1. Právě toto partnerství odstartovalo novou éru dominance týmu.
Günther Steiner vyjádřil překvapení nad nečekaným odchodem Christiana Hornera z čela Red Bullu a označil ho za výrazný otřes pro tým. Podle něj bude těžké nahradit lídra, který byl symbolem stability.
Bývalý jezdec F1 Jolyon Palmer označil penalizaci Oscara Piastriho po Velké ceně Velké Británie za „extrémní, mírně řečeno“. Trest vyvolal mezi odborníky a fanoušky kontroverzi.
James Vowles poskytl nejnovější zprávy o své manželce Rachel Rolph a jejich novorozeném miminku. Ve veřejném prohlášení vyjádřil radost a vděčnost za zdraví celé rodiny a podělil se o první dojmy z otcovství.
Andrea Kimi Antonelli začal svou kariéru ve Formuli 1 slibně, ale nyní čelí obtížím. Mercedes věří, že mu pomůže tyto problémy překonat a vrátit se zpět na vítěznou cestu.
McLaren suverénně vede šampionát konstruktérů a Lando Norris si je vědom, jaké štěstí má s monopostem MCL39. Tento vůz mu dává potřebnou rychlost a jistotu k tomu, aby tým mohl bojovat o titul.
Christian Horner nezůstal jediný, kdo opustil Red Bull, společnost s ním opustili i dva další členové vrcholového managementu. Tým tak čelí největšímu otřesu ve vedení od svého vstupu do Formule 1.
Martin Brundle se domnívá, že problémy Red Bullu začaly po odchodu Christiana Hornera, který byl klíčovým stabilizačním prvkem týmu. Podle něj tým od té doby postrádá vedení a soudržnost, což se odráží i na trati.
