W Formule 1, jak w życiu codziennym – by osiągnąć idealną figurę, niezbędne jest równe rozłożenie masy. Jeśli samochód waży mniej niż regulaminowe 600 kilogramów, balast w postaci wolframowych sztab pomaga poprawić balans auta. Nie jest to tanie rozwiązanie: komplet sztab kosztuje 40 000 euro.
Kierowcy Formuły 1 zwracają szczególną uwagę na właściwy balans samochodu. Nie zawsze jest to balans neutralny – niektórzy kierowcy preferują ustawienia, z którymi ich samochód jest nadsterowny – czyli kiedy tył auta “wypychany” jest na zewnątrz zakrętu. Takie zachowanie samochodu wymaga mniejszego skrętu kierownicy, niż teoretycznie wymaga tego krzywa zakrętu. By uzyskać taki efekt, przód samochodu musi być bardziej dociążony. Inni kierowcy proszą swych inżynierów o większe dociążenie tyłu – samochód ma wtedy charakterystykę podsterowną, czyli jego przód ma tendecję do jazdy na wprost w zakręcie. Takie ustawienie wymaga mocniejszej pracy kierownicą. Wszystko zależy od preferencji kierowcy i od rozłożenia masy.
By uzyskać dużą swobodę i elastyczność w rozkładaniu masy samochodu, inżynierowie systematycznie odchudzają auta. Obecnie możliwe jest obniżenie wagi samochodu (wraz z olejem silnikowym, płynem chłodzącym i hamulcowym oraz kierowcą z kaskiem i w kombinezonie) o około 100 kilogramów poniżej wyznaczonej przepisami masy minimalnej, wynoszącej 600 kilogramów. Ta różnica wyrównywana jest za pomocą wolframowego balastu. Jego odpowiednie rozmieszczenie pomaga z kolei w osiągnięciu pożądanego przez kierowcę balansu. Zestaw sztab wolframowych kosztuje 40 000 euro, a w ciągu roku każdy zespół zużywa przeciętnie 10 kompletów. Dokładna waga balastu oraz jego rozmieszczenie trzymane są oczywiście w ścisłej tajemnicy przez poszczególne zespoły. Generalnie środek ciężkości samochodu znajduje się tuż za kierowcą, czyli mniej więcej 20 centymetrów ponad powierzchnią asfaltu.
Inżynierowie zyskują pole do manewru balastem dzięki stosowaniu coraz lżejszych materiałów do budowy samochodu. Tytan, włókna węglowe i magnez to główne składniki współczesnej, lekkiej konstrukcji samochodu F1. Przykładowo, kuracja odchudzająca pozwoliła zredukować przez 10 lat masę sprzęgła o dwie trzecie – do 900 gram. Masę auta oblicza się prosto – sumując masy poszczególnych komponentów. Najcięższe są: silnik (ok. 90 kg), monocoque (ok. 50 kg), skrzynia biegów (ok. 40 kg) oraz koła (po ok. 10 kg sztuka). Lista elementów o znaczącej masie obejmuje około 5 000 części, w tym np. tylny spoiler (ok. 11 kg), nos (ok. 7,5 kg) i osłona silnika (ok. 5,5 kg). Do tego dochodzi jeszcze kierowca – czyli około 70 kg.
W pionierskich czasach Formuły 1, gdy oszczędzanie na masie było pojęciem zupełnie nieznanym konstruktorom samochodów F1, auta wyścigowe zdecydowanie należały do wagi ciężkiej. Przykładowo, Mercedes W196 w którym Juan Manuel Fangio wywalczył tytuł mistrza świata w 1954 r. ważył 758 kg (bez paliwa). Przez lata inżynierowie wypracowali skuteczną kurację odchudzającą – Williams, którym Nigel Mansell wywalczył mistrzostwo świata w 1992 r., ważył zaledwie 510 kg. Stosunek mocy do masy również się poprawił: w przypadku Mercedesa na kilogram przypadało 0,34 konia mechanicznego, Williams osiągnął 1,33 KM na jeden kilogram.
O ile samochody wyścigowe F1 ciągle “chudną”, o tyle auta drogowe przybierają na wadze – przynajmniej na pierwszy rzut oka. BMW 315 z roku 1981 ważyło 1003 kg, a podstawowa wersja współczesnego BMW 316i waży 1385 kg. To porównanie nie jest jednak sprawiedliwe. Rozwój technologii pozwalającej na stosowanie lekkich materiałów w konstrukcji samochodów umożliwia systematyczne “odchudzanie” także i aut drogowych. Projektanci uzyskali więcej miejsca na instalację dodatkowego wyposażenia związanego z bezpieczeństwem: systemy ABS, ASR czy układ wspomagania kierownicy. Ponadto ciężkie podzespoły, podobnie jak w Formule 1, instalowane są w sposób poprawiający położenie środka ciężkości. Przykładowo, kompaktowy silnik w układzie V umieszczany jest za przednią osią, a akumulator instalowany jest z tyłu.
Kierowca samochodu “cywilnego” korzysta z właściwego rozmieszczenia masy w jego samochodzie. Jednak o jednej rzeczy często się zapomina. “Duże obciążenie bagażem zmienia położenie środka ciężkości” ostrzega dr Christoph Lauterwasser z Centrum Technologii Allianz. “Szczególnie negatywnie na zachowanie auta na drodze wpływa umieszczenie ciężkiego bagażu na dachu. Dlatego ciężkie przedmioty należy przede wszystkim przewozić w bagażniku”.
Właściwe rozłożenie masy jest bardzo istotne także w Formule 1. Na jej przykładzie widać, że stosowanie lekkich, nowoczesnych materiałów stwarza projektantom szerokie pole do popisu w rozwiązaniu kompromisu pomiędzy doskonałymi osiągami a poprawą bezpieczeństwa.
Materiały prasowe Allianz Polska
