Formula 1 Autók: Nyomaték, Teljesítmény és Technikai Innovációk

A Formula-1, a világ legnézettebb autóversenye, folyamatosan fejlődő technológiai arénát képvisel, ahol a motoroktól az aerodinamikáig minden részlet döntő fontosságú. A sorozat a legmodernebb mérnöki megoldások élvonalában jár, miközben a fenntarthatóság és a verseny izgalmának növelése is kiemelt szemponttá vált.

A 2026-os Szabályrendszer: Új Technikai Korszak

Ezek köré épül a 2026-os teljes új szabályrendszer. Az F1 az új gyártók meggyőzése és a régiek igényeihez való alkalmazkodás jegyében a zöldebb és az autógyártás számára fontos elektromosabb hibridekre váltott. Az FIA kiemelt figyelmet fordított az autók előzhetőségének javítására, és a szabályozás és a koncepció szintjén is igyekezett bezárni olyan lehetőségeket, amiket kihasználva az előző szabályciklusban a csapatok jelentősen rontották az autóról lelépő légáramlatokat és a követhetőséget.

Erőforrások és Teljesítményarányok

Az új F1-es erőforrások továbbra is 1,6 literes V6-os turbók lesznek. A belső égésű motorok teljesítményét az 550 Kilowatt körüli értékről 400 Kilowattra csökkentették, az elektromotorét viszont 120 Kilowattról 350 Kilowattra emelték - így érték el a közel 50-50%-os teljesítményarányt. A motorteljesítményben jelentősen megnőtt az elektromos erőforrás szerepe, ami a versenyzőket a rendelkezésre álló energia hatékonyabb menedzselésére kényszeríti.

Az erőforrásokra vonatkozó előírások is nagyban megváltoztak. Bár az alapjuk továbbra is egy 1,6 literes V6-os turbóhibrid, a belső égésű benzines motor teljesítményét alaposan, a korábbi 850-ről nagyjából 540 lóerőre csökkentették, az elektromosét viszont nagyjából megtriplázták, 160 helyett már körülbelül 470 lőerő leadására lesz képes. A két komponens így közel 50-50 százalékban felel majd a meghajtásért. Kikerült ugyanakkor a rendszerből a hőenergia-visszanyerő (MGU-H), az elektromos teljesítményt már csak a kinetikusenergia-visszanyerő (MGU-K) szolgáltatja.

Az MGU-H segítette korábban a turbó felpörgetését, ami azzal, hogy ez kikerült a csomagból, kihívást fog okozni, főleg a startnál és a kanyarokban. Az előbbit az FIA azzal igyekszik kezelni, hogy a rajtprocedúra megkezdése előtt öt másodpercet hagy a versenyzőknek a motorok pörgetésére, hogy amikor kialszanak a piros lámpák, a turbó is ideális állapotban legyen. Az utóbbit a versenyzők azzal próbálják kiküszöbölni, hogy a kanyarokba érkezve a lehető legalacsonyabb fokozatra váltanak vissza, így befolyásolva a fordulatszámot.

A Formula 1 felni és gumi méreteinek alakulása

A Ferrari abból a szempontból különleges, hogy a mérnökei kisebb, így gyorsabban felpörgő turbófeltöltőt építettek, így a versenyzői nem szorul rá ezekre a trükkökre, amiből a rajtoknál és a kanyarokban is komoly előnyük származhat. Profitál ebből az ugyancsak Ferrari-erőforrásokat használó Haas, valamint az újonc Cadillac is.

Aerodinamika és Energia-visszanyerés

Az aerodinamika helyett mostantól az elektromotor szolgál előzési segédletként. A régi DRS-t egy úgynevezett előzésmód váltja. Egy gomb megnyomásával az 1 másodpercen belül kerülő versenyző bizonyos sebességtartományban extra elektromos teljesítményt fog kapni, hogy előzhessen. Az aerodinamikai szempontból az autók légellenállása 55%-kal csökken, a leszorítóerő pedig 30%-kal. Hogy az energia-visszanyeréshez kellő hosszúságú féktávokat biztosítsanak és csökkentsék a fogyasztást, de a kanyartempó se lassuljon még drasztikusabban, az F1 bevezeti az aktív aerodinamikát. 2026-tól lesz egy úgynevezett egyenesmód és kanyarmód. Ezek az egyenesekben lenyílnak majd, hogy csökkentsék a légellenállást, a kanyarokban pedig visszacsukódnak, hogy növeljék a leszorítóerőt. Jelentős különbség a DRS-hez képest az is, hogy míg azt csak akkor lehetett használni, ha az üldöző egy másodpercen belülre került az előtte haladóhoz, az új megoldás minden versenyző bármikor aktiválhatja az arra kijelölt szakaszokon.

Az elektromos energia mennyisége korlátozott. Azt a féktávok hossza és száma is meghatározza - egyes pályákon emiatt más előírások lesznek érvényben. Az energiagazdálkodás meghatározó szerepet kap a versenyeken: a versenyző stratégiájának részévé válik, hogy hogyan tölti és meríti ki az akkumulátorát a körök és a verseny során.

A pilótáknak nem csak ezt kell majd hatékonyan alkalmazniuk, hanem az új, a DRS kiváltására kitalált vezetési módokat is. A motornak plusz erőt adó elektromos rásegítés eddig is létezett, de mostantól „boost mode” néven a versenyzők gazdálkodnak vele. Ezt bármikor használhatják akár védekezésre, akár támadásra, az elektromos motor teljes kapacitásával. A másik az előzéssegítő, avagy „overtake mode”, amelyet - akárcsak korábban a DRS-t - akkor lehet aktiválni, ha valaki egy másodpercen belülre kerül az előtte haladóhoz képest.

A versenyzőknek mostantól tehát amellett, hogy egymással küzdenek majd a minél jobb pozíciókért, az elektromos motor töltésére és a vezetési módok változtatására is oda kell majd figyelniük. Mindez komoly taktikai csatákba is torkollhat a versenyek során.

Forma-1-es Renault

Autósúly és Méretek

Az új autógeneráció kisebb, könnyebb, mozgékonyabb lesz, kinézetében talán kevésbé, de jellegében nagyon más. Az új autók 2025-höz képest gyorsulni fognak az egyenesekben (és gyorsabban gyorsulnak majd), a kanyarokban viszont lassulnak. Az új előírások megfordítják az elmúlt évek trendjét: a versenyautók idéntől nem nagyobbak, hanem kisebbek, ezáltal könnyebbek és mozgékonyabbak lesznek.

Az FIA szeretné megfordítani a Forma-1 hosszú ideje tartó tendenciáját, amely egyre nehezebb autókhoz vezetett. Céljuk, hogy 2026-ban kezdjék meg a súlycsökkentést. Az FIA 2017-ben átdolgozta a Forma-1 aerodinamikai szabályait, növelve a maximális szélességet 1,8 méterről 2 méterre, és lehetővé tette a kifinomultabb karosszériaelemek használatát. Azonban miközben az FIA igyekszik könnyebbé tenni az autókat, a hibrid motorok még nehezebbé válnak. Az erőforrások minimális súlya 2026-ban 151 kg-ról 185 kg-ra emelkedik.

Az F1 Erőforrások Evolúciója: Történelmi Áttekintés

A téma aktualitásának apropóján mai cikkünkben a Forma-1-es motorok történetét mutatjuk be; a híresebb és a nem mindennapi megoldások mellett természetesen szó esik majd arról is, hogyan tovább, és vajon visszatérhetnek-e a dicsőséges idők.

Száguldó Koporsók (1947-1960)

A Forma-1 első éveiben közel sem voltak olyan szigorú szabályozások, mint most, vagy akár a kezdést követő időkben. Maga a versenysorozat 1947-ben „fejlődött ki” a korábbi Grand Prix-ből, és 1950 óta hívják Formula-1-nek. Ekkoriban a technikai szempontból legfontosabb megkötések a motorok maximális hengerűrtartalmára és az elhelyezésére vonatkoztak. Nem volt tiltott a turbófeltöltő (viszont kötelező sem), a turbó nélküli motorok maximum 4,5, a turbósak 1,5 literesek lehettek, és csak elöl lehetett elhelyezni őket. A mai szabályozásokkal ellentétben sem a hengerek száma és elrendezése, sem a fordulatszám, sem a motorok fajtája, sem az üzemanyag, illetve ezeken kívül egy sereg technikai jellemző nem volt meghatározva, sőt, sok technikai részletre még szabályozás sem létezett.

1954-ben némileg visszavettek az autók lendületéből: innentől kezdve 2,5 literesek lehettek a szívómotorok, és mindössze 750 köbcentisek a turbósak. A korábbi iszonyatos, 400 lóerő körüli teljesítmény így is visszaesett 250-300-ra. 1960-tól a maximális hengerűrtartalmat még tovább csökkentették; maximum 1500 köbcentis motorokkal lehetett nevezni, és formálisan is betiltották a feltöltős motorokat. Az így „mindössze” 160-180 LE körülire satnyult autók egy közepesen erős utcai sportkocsi teljesítményét tudták csak hozni (persze ezt 1,5 literből és 600 kg körüli tömeg mellett).

Gyűjtsd a Mercedes F1 papírmodelleket!

A Turbókorszak (1966-1988)

1966-tól újra engedélyezték a feltöltős motorokat, bár kötelezővé nem tették; 1,5 liter lehetett a maximum turbóval és 3 liter a nélkül. A jellemző teljesítményadatok pár éven belül felkúsztak 350-400 lóerőre, majd még feljebb. A technikai ínyencségekért rajongóknak ezek az idők egyébként is valóságos csemegének számítanak, mivel rengeteg technikai megoldás nem volt betiltva, vagy a használatukra egyáltalán nem létezett szabályozás. Nem volt előírva a hengerek száma és elrendezése, így talán a valaha volt legfurcsább motorokkal lehetett találkozni ezekben az években. 4-től egészen 16 hengerig (de terveztek 18 hengereset is), a soros, V, W és bokszerelrendezések (és az abszolút ritka H motorok) gyakorlatilag összes kombinációja megtalálható volt a 60-as években induló Forma-1-es autók között.

Az egyik legkülönlegesebb megoldást az 1976-os Tyrell P34 vonultatta fel, ugyanis az autónak nem négy, hanem hat kereke volt, három tengelyen, amelyek közül az első kettő volt kormányozható. A négynél több kereket 1983-ban tiltották be végül, nagyjából egy időben az összkerékhajtással és -kormányzással.

Az 1977-ben bemutatott V6-os Renault Gordini turbómotor, amellyel a tulajdonképpeni turbókorszak beköszöntött. Az új motor ugyan teljesítményét tekintve nem volt kiemelkedő a mezőnyben (az első évadokban), azonban megvolt az az előnye, hogy ezeket az értékeket a feltöltés miatt nem befolyásolta annyira a hőmérséklet és a versenypálya tengerszint feletti magassága. Már ez is nagy előrelépést jelentett a sima 3 literes szívómotorokkal szemben. A Renault egészen 1981-ig az egyetlen turbómotoros versenyistálló maradt, csak ekkor lépett be a Ferrari is az új V6-osával. Innen kezdődött az igazi „turbóőrület”, amelynek a néhány évvel későbbi (1984-87) kicsúcsosodása sokak szerint az F1 legizgalmasabb korszaka volt.

Ahogy a többi konstruktőr is megjelent a saját turbómotorjával, onnantól elszabadult a pokol, semmi nem tudott megálljt parancsolni a teljesítménynövelésnek. 1984-ben a Tyrell-istálló (illetve az Osella egyik autója) kivételével minden autó az egekig növelt turbónyomással működő 1,5-ösöket használt, amelyek közül a legerősebbek bőven 1000 lóerő feletti teljesítményt adtak le (jellemzően az időmérő futamokra állították be őket a legerősebbre). A Renault V6-osa ekkor már 1200 lóerős volt, a TAG-Porsche és a Honda motorjai szintén e körül tudtak, a csúcs azonban egyértelműen a négyhengeres BMW M12 motor volt, amely körülbelül 1400 lóerőig volt feltornászva, ezzel a valaha volt legerősebb F1-motornak számít. Fontos egyébként megjegyezni, hogy pontos teljesítménymérést nem végeztek, ezek a számok csak becslések. A legendás motorok turbónyomása elérte az 5 bart, amely többszöröse a mai legerősebb sportautók értékének.

A teljesítményhajhászást megakadályozandó, 1987-ben újra engedélyezték a turbó nélküli motorokat (3,5 litereseket), és korlátozták a turbók maximális töltőnyomását 4 barra. Emellett bejelentették, hogy a következő, 1988-as évad lesz az utolsó, amikor turbómotorokat lehet használni, onnantól kezdve az összes gyártónak szívómotorokkal kell neveznie (a hengerszámot itt már korlátozták 12-re). Így az 1988-as Ausztrál Nagydíjjal ért véget a legendás turbókorszak.

A Modern Idők - Fordulatszám-növelés, Méretcsökkentés, KERS (1989-2013)

Az új szabályozásoknak köszönhetően az 1989-ben induló autók teljesítménye a felére (6-700 LE) esett vissza. A konstruktőrök egyik keze kötött volt, hiszen nem használhattak feltöltést, ezért alternatív megoldásként a fordulatszámot kezdték növelni. Míg a turbókorszakban a versenymotorokhoz képest alacsony, 9-11 ezer 1/min értéken dolgoztak a motorok, az új szívók fordulatszámát egyből felemelték 12-13 ezerre, majd a következő évadokban még tovább srófolták. Az 1994-es idényben a Ferrari V12-ese már 830 LE-t adott le közel 16 ezres fordulaton, azaz egy gyengébb turbómotor teljesítményét.

1995-ben újabb módosítás következett be; a maximális lökettérfogatot 3 literre csökkentették, 2000-től pedig már csak V10-es motorokkal lehetett indulni. A konstruktőrök a változásokra a fordulatszám további növelésével válaszoltak, a turbókorszakhoz hasonlóan újra kezdtek „elszállni” a teljesítmények. 2004-ben a legerősebb V10-esek újra az 1000 lóerős határt döngették (Toyota: 960 LE), úgyhogy újabb szigorításokat kellett bevezetni. Ekkor jelentették be, hogy 2006-tól megint méretcsökkentés lesz, és csak 2,4 literes V8-asokkal lehet indulni. 2007-től pedig véget vetettek a fordulatszám-növelésnek, amikor 19 000 1/min-ben határozták meg a legnagyobb értéket (majd 2009-től 18 ezerben).

Részben válaszul az F1 környezetterhelését firtató véleményekre, részben a versenyek izgalmasabbá tétele érdekében vezették be 2009-től a lendkerekes energia-visszanyerő berendezést (röviden KERS), amely a fékezéskor a motor által felpörgetett lendkerekekben tárolt energiával működött, és rövid időre extra teljesítményt tudott szolgáltatni a versenyautóknak. A berendezést egészen a tavalyi módosításokig nem tették kötelezővé, a 2010-es évadban például egyik versenyistálló sem alkalmazta.

A Harmadik Turbókorszak (2014-től)

Az F1 legutóbbi változtatása a tavalyi idényben debütált először. 25 év után újra visszatértek a turbók, persze jóval szabályozottabb formában. Napjaink F1-autóiban 1,6 literes V6-os motorok dolgoznak egy turbófeltöltővel, maximális teljesítményük 600 lóerő, ezt a kötelezővé tett új energia-visszanyerő rendszer 160 lóerővel egészítheti ki (így nagyjából a korábbi V8-asok teljesítményét hozzák). A fordulatszámot 15 ezerben maximálták, igaz, az üzemanyag-korlátozások miatt (100 kg/verseny) a versenyzők ritkán pörgetik őket 12 ezer fölé. Az autók a körülbelül 1000 lóerős (a motor kb. 820-840 lóerős, plusz az elektromos motor által fejlesztett 160 lóerő), 14 000 percenkénti fordulatra korlátozott V6-os 1,6 literes turbómotorok (2014-től V6-os turbómotor, korábban V8-as) segítségével elérhetik a 380 km/órás sebességet, egyes kanyarokban 6-7 g-s erő is nehezülhet a versenyzőkre.

A Modern Hibrid Erőforrások Részletei

Ez az új erőgép a benzinnel működő belső égésű motorok teljesítményét különböző energia-visszanyerő rendszerekkel (ERS) egyesíti: így jön létre a hibrid motoregység. A fejlett hibrid elektromos rendszer leleményesen újrahasznosítja a fékek és a kipufogógázok által termelt energiát. Minden futam itt kezdődik. Az aktuális szabályok egy 1600 köbcentis, hathengeres motort írnak elő, amelynél a hengerek két háromelemes, V alakban elrendezett hengersorban helyezkednek el.

A jelenleg használt belső égésű motorokban egy turbófeltöltő is található, így a motor teljesítményét nem csupán a hibrid rendszerből érkező elektromos áram növeli, hanem a turbó is, amely a motor kipufogórendszere által termelt forró gázok felhasználásával megforgat egy kompresszort, így növeli a motorba jutó levegő-üzemanyag keverék mennyiségét. Az üzemanyag égetéséhez oxigén, a hatékony égéshez pedig nagy mennyiségű oxigén szükséges - ez azért is különösen fontos, mert a versenyző futamonként mindössze 110 kg üzemanyaggal gazdálkodhat.

A visszatöltés nagyrészt automatikusan történik majd - hogy a fenti módok közül melyik lesz hangsúlyosabb, az versenyenként változni fog. A versenyzők egyetlen módon tudnak a folyamatba közvetlenül beavatkozni: ha a lift and coast megoldást választják, azaz az optimális fékpontnál hamarabb elemelik a lábukat a gázról. Érdemes azonban ezzel csínján bánni, mert ilyenkor a szárnyak zárt állapotba kerülnek, azaz megnövekszik a légellenállás, így további sebességet veszíthet a versenyautó.

• Energia-visszanyerő Rendszer (ERS): A hibrid rendszer az energiát négyféleképpen tudja tölteni menet közben:
  1. Fékezéskor.
  2. Magas fordulatszámon pörgetni a motort a kanyarokban.
  3. Az egyenes végén hamar elvenni a gázt és begurulni a kanyarba (lift and coast; ezt korábban is alkalmazták a versenyzők, hogy spóroljanak az üzemanyaggal).
  4. Teljes gázadáskor a benzines motorból a hátsó kerekek meghajtása helyett az elektromosba küldeni az energia egy részét (super clipping).
• MGU-K: A Forma-1-es versenyautók fékezése során rengeteg hő keletkezik - a fékbetétek gyakran vörösen izzanak a hőmennyiségtől, amelyet el kell nyelniük. Az MGU-K azonban nem csupán egy generátor - arról is ez az alkatrész gondoskodik, hogy az energiatároló egységben található energia eljusson a hajtásláncba, így szükség esetén további 160 lóerővel látja el a versenyautót.
• MGU-H: Az MGU-H (motor-generátoregység, hő) az autó kipufogógázaiból származó hőt használja fel a generátor meghajtására, ugyanúgy, ahogy az MGU-K a kinetikus energiát hasznosítja. Az MGU-H két irányban működik. Elvonni és visszatáplálni egyaránt képes az energiát.
• Energiatároló Egység: Az energiatároló egység egy speciális akkumulátor, amelyet a Forma-1-es motoregységhez fejlesztettek ki. A fékezés során felszabaduló hatalmas erők és a kipufogógázok hője egyaránt elektromos áramot termel, így ez az egység egy igen fontos erőforrás. A visszanyert energiát fontos az autóban eltárolni, hogy szükség esetén rendelkezésre álljon. Egy körön belül az energiatároló egységből maximum 4 MJ energia juttatható a hátsó kerekekhez.
• Elektronikus Vezérlőegység (ECU): A motoregység elektronikus vezérlőegysége (ECU) ellenőrzi és irányítja a motoregység elektromos alkatrészeit, és minden másodpercben több millió műveletet végez. Kulcsszerepet játszik annak biztosításában, hogy a verseny alatt a megfelelő időpillanatban a megfelelő mennyiségű energia álljon a pilóta rendelkezésére.

Biztonságtechnika és Töréstesztek

A versenyzés és a pilóták biztonságának érdekében a Nemzetközi Automobil Szövetség folyamatosan fejleszti az autók vizsgálatára alkalmazott törésteszteket. A hétköznapi életben, a közutakon használatos személyautók és az utcai használatra tervezett sportautók esetében alkalmazott töréstesztekhez hasonló vizsgálatok a Forma-1-ben sem ismeretlenek. Az FIA által felügyelt dinamikus- és statikus terhelési vizsgálatok bevezetésére az 1985-ös évben került sor, amelyeket az angliai Bedfordshire-ben található Cranfield Impact Centre-ben végeznek el. A dinamikus, vagyis mozgó „próbatestek” felhasználásával elvégzett töréstesztek alkalmával a Forma-1-es versenyautók elülső- és oldalsó részei mellett a hátsó traktus és a kormányoszlop terheléses vizsgálatait is el szokták végezni. A tesztek folyamán az egyik legfőbb kritérium az, hogy a pilóta testi épségének megőrzése érdekében speciális erősítéssel rendelkező pilótafülke, vagy más néven biztonsági cella mindvégig sértetlen maradjon.

A Forma-1-es versenyautó alváza jelenti tulajdonképpen az egész konstrukció gerincét, hiszen ehhez sokféle egyéb alkotóelemnek kell csatlakoznia. A versenyautó kialakításánál azonban nemcsak a minél jobb menetjellemzők elérését kell szem előtt tartania a mérnököknek, hiszen az általuk megépített konstrukciónak meg kell védenie a benne helyet foglaló pilótát egy esetleges baleset során. A 2012-es évben életbe lépett új technikai szabályok miatt a csapatok helyzete kissé nehezebbé vált, hiszen az FIA által elrendelt kritériumok szerint csakis az a versenyautó léphet pályára a szezon előtti hivatalos teszteléseken, amelyik sikerrel teljesítette az FIA összes töréstesztjét. Mindamellett, hogy az előzőekben ismertetett vizsgálati módszereknek elsősorban a Formula-1-es versenyautók biztonságára nézve van nagy jelentősége, mindezek jelentős hatással vannak a személyautók biztonsági szintjének folyamatos fejlesztésére is.

tags: #Formula #1 #autók #nyomatéka #és #technikai

• Biztonsági öv karbantartás Renault Espace-ben
• 7 személyes Lodgy összehasonlítás
• a műszaki vizsgáztatásról
• részletes tapasztalatok Skoda Felicia Sedan modellről
• Autósiskola költségei részletesen