W Formule 1 trwałość i wytrzymałość materiałów, możliwość pracy blisko kresu wytrzymałości, to klucz do sukcesu. Materiały mają też zasadniczy wpływ na bezpieczeństwo kierowców. Dla zespołów żywotność poszczególnych części ma z kolei znaczenie finansowe.
Czasami Formułę 1 można sprowadzić do kilku szokujących liczb. Gdy samochód F1 pędzi z prędkością 300 km/h po prostej startowej toru Silverstone w kierunku zakrętu Copse, przypomina bliski erupcji wulkan. Przy prędkości obrotowej dochodzącej do 19 000 obr/min, tłoki przemieszczają się z prędkością 25 metrów na sekundę, silnik pobiera 550 litrów powietrza, a komputerowe systemy zbierania danych rejestrują prawie 150 000 parametrów pracy silnika i całego samochodu. W momencie rozpoczęcia hamowania w ciągu jednej sekundy tarcze hamulcowe rozgrzewają się do 1000˚C. Skrzynia biegów musi znieść niesamowite wibracje i wytrzymać około 2600 zmian przełożenia w ciągu wyścigu; na krętych torach – jak Monaco – ta liczba sięga 3100.
Cały samochód pracuje na granicy wytrzymałości. Każda część poddawana jest ogromnym obciążeniom. A kierowca musi być w stanie wierzyć, że wszystkie podzespoły auta wytrzymają te obciążenia.
Takie osiągi samochodu F1 możliwe są przede wszystkim dzięki zastosowaniu drogich, nowoczesnych materiałów – jak włókna węglowe, magnez czy tytan. Około 60% auta F1 wykonane jest z włókien węglowych. Wszystkie trzy wymienione materiały mają dwie zasadnicze zalety: są lekkie i niezwykle wytrzymałe. Mimo tego po każdym wyścigu poszczególne części są bardzo dokładnie kontrolowane – część, której okres przewidywanej żywotności dobiegł końca, jest wymieniana. Na przykład sprzęgło trzeba wymieniać po każdej Grand Prix. Nie bez powodu – podczas startu przez ułamek sekundy sprzęgło się ślizga i rozgrzewa do 1000 ˚C. Jego tarcza – wykonana oczywiście z włókna węglowego – zaczyna świecić. Tytanowa obudowa skrzyni biegów jest na tyle wytrzymała, że wymienia się ją dopiero po sezonie. Jednak poszczególne kółka zębate i łożyska wewnątrz skrzyni zmienia się – dmuchając na zimne – po każdym wyścigu.
Nawet silnik, składający się z około 5000 pojedynczych części, po każdym wyścigu jest przynajmniej dokładnie sprawdzany. Międzynarodowa Federacja Samochodowa (FIA), by obniżyć koszty, zmieniła przed sezonem 2004 przepisy. W ciągu weekendu Grand Prix każdy kierowca może używać tylko jednego silnika. Jednostka napędowa musi zatem wytrzymać nie tylko wyścig, ale i wszystkie sesje treningowe i kwalifikacyjne. W porównaniu z poprzednimi sezonami, to mniej więcej dwa razy więcej kilometrów do przejechania. Kiedyś używano specjalnych silników na kwalifikacje, zbudowanych wyłącznie po to, by ułatwić kierowcy wywalczenie jak najwyższej pozycji startowej. Taka jednostka napędowa nie byłaby jednak w stanie wytrzymać dystansu całego wyścigu.
Badania nad zwiększaniem wytrzymałości mają także wpływ na cywilną motoryzację – ku uciesze kierowców. Dzięki nowoczesnym układom elektronicznym zużycie podzespołów może być monitorowane na bieżąco, co z kolei zapobiega niespodziewanym awariom. Nie wszystkie samochody są jednak wyposażone w takie systemy. Nawet jeśli po dłuższej przejażdżce kompletne rozmontowanie samochodu – jak to ma miejsce w F1 – nie jest konieczne, dr Harthmut Wolff z Centrum Technologii Allianz, radzi: „Regularne przeglądy i wizyty w warsztatach nie tylko poprawiają niezawodność, ale i bezpieczeństwo. Zwłaszcza, że części najszybciej zużywające się w samochodzie to opony i hamulce.”
W Formule 1 najszybszemu zużyciu ulegają amortyzatory, tarcze hamulcowe i klocki, a także układ wydechowy. Te podzespoły są wymieniane po każdym wyścigu. Płyta podłogowa jest za każdym razem nowa, pomiędzy wyścigami maluje się także nadwozie. Problem zużycia dotyczy także ubrania kierowcy: jako element wpływający na bezpieczeństwo, kombinezon musi spełniać najwyższe standardy. By to zagwarantować, w ciągu sezonu na jednego kierowcę przypada około 12 kombinezonów.
Układy elektroniczne są bardzo czułe, stąd też większość czujników rejestrujących dane nie wytrzymuje z powodu gorąca i wibracji dłużej, niż jeden wyścig. Elektronika wewnątrz kierownicy jest lepiej chroniona, stąd też centrum dowodzenia samochodem wymieniane jest co dwa wyścigi. Potem jednak zużycie jest tak duże, że naprawa jest niemożliwa i trzeba kierownicę zastąpić nową. Chłodnica silnika jest z reguły wymieniana także po dwóch wyścigach. Magnezowe obręcze kół wytrzymują maksimum pięć wyścigów, potem muszą zostać wymienione. Przejeżdżają przez ten czas około 3000 kilometrów. Sprężyny zawieszenia z kolei służą przez cały sezon. Kierowca i jego styl jazdy mają spory wpływ na żywotność przedniego i tylnego skrzydła – wymienianych oczywiście w razie najmniejszego uszkodzenia.
Na jednej części samochodu można polegać zawsze, przez cały rok: wykonany z włókien węglowych monocoque, „kabina przetrwania” kierowcy, jest prawie niezniszczalny.
Allianz Polska
