Formuła 1 stała się o wiele bezpieczniejsza, niż za czasów Colina Chapmana, legendarnego projektanta i założyciela zespołu Lotus, który jako pierwszy zastosował stalowe nadwozie samonośne zamiast konstrukcji ramowej w swoim Lotusie 25. Wtedy to, w 1962 r., po raz pierwszy w historii wyścigów Grand Prix, zastosowano monocoque. W 1984 r. McLaren jako pierwszy zespół zbudował monocoque z włókien węglowych. Od tej pory bezpieczeństwo kierowców ciągle wzrastało.
- Monocoque odgrywa główną rolę w bezpieczeństwie Formuły 1 - mówi Brian O’Rourke, szef działu kompozytów w zespole Williams F1.
Przepisy techniczne Międzynarodowej Federacji Samochodowej (FIA) definiują monocoque jako „komorę przetrwania”.
- Podczas projektowania samochodu mamy dwa nadrzędne cele: zbudowanie szybkiego auta, które jednocześnie będzie możliwie najlepiej chroniło kierowcę - powiedział O’Rourke przed Grand Prix Bahrajnu. O stopniu bezpieczeństwa współczesnego monocoque najlepiej świadczą wypadki, w których samochód zostaje poważnie uszkodzony, a kierowca o własnych siłach wysiada z praktycznie nienaruszonego kokpitu.
Monocoque wytwarzane są z włókien węglowych – kompozytowego materiału dwa razy wytrzymalszego od stali, ale pięciokrotnie lżejszego. Jak wiadomo, w Formule 1 liczy się każdy gram. Monocoque może składać się nawet z 12 warstw włókien, które są pięć razy cieńsze od ludzkiego włosa. Warstwy przedzielone są arkuszem aluminium o strukturze plastra miodu, który dodatkowo zwiększa sztywność.
Cała skorupa wędruje na dwie i pół godziny do autoklawu – gigantycznego pieca – gdzie poddawana jest zgrzewaniu pod ciśnieniem. Potem procedura „wypiekania” jest powtarzana, by dodatkowo wzmocnić całą konstrukcję, która musi przecież znieść niemałe obciążenia.
Kokpity samochodów Formuły 1 są w stanie przetrwać nawet najcięższe wypadki. By jednak odpowiednio chronić kierowcę, samochody muszą pochłaniać część energii podczas zderzenia. To zadanie dla specjalnych struktur ochronnych z przodu, po bokach i z tyłu kokpitu.
Wartości statycznych i dynamicznych obciążeń, jakim poddawane są te struktury i sam kokpit podczas testów zderzeniowych, zostały określone przez FIA w 1985 r. Do dziś są co roku uaktualniane – stają się po prostu bardziej rygorystyczne. Przedtem stopień bezpieczeństwa samochodu zależał wyłącznie od zespołu, obecnie trzeba stosować się do odpowiednich przepisów.
- Fakt, że nie zawsze samochody przechodzą testy zderzeniowe, potwierdza przydatność tak rygorystycznych przepisów - powiedział prezydent FIA, Max Mosley.
Testy, przeprowadzane pod nadzorem FIA, z reguły odbywają się w Centrum Badania Zderzeń Cranfield w hrabstwie Bedford w Wielkiej Brytanii. Przykładowo, przy symulacji uderzenia czołowego, do kokpitu mocowany jest przód samochodu. Bak wypełnia się wodą, a w fotelu zasiada manekin ważący 75 kilogramów. Cała testowana konstrukcja waży 780 kilogramów. Uderza w przeszkodę stałą z prędkością 14 metrów na sekundę (50,4 km/h). Podobne testy przeprowadzane są dla bocznych i tylnych struktur ochronnych oraz dla pałąka ochronnego.
Samochody osobowe także poddawane są różnym testom zderzeniowym, ale muszą spełnić zupełnie inne wymagania. Kierowcy Formuły 1 są bardzo sprawni fizycznie, siedzą w ściśle dopasowanych fotelach z doskonałą ochroną boczną i tylną, zabezpieczeni są dodatkowo sześciopunktowymi pasami bezpieczeństwa. W cywilnych autach z kolei prędkość, z jaką dochodzi do uderzenia, jest z reguły mniejsza, a fotele mają za zadanie ochronę pasażerów o różnej budowie ciała.
Pasażerowie są chronieni przez wygodne, automatyczne trzypunktowe pasy, dające im wymaganą swobodę ruchów. Tak jak w samochodzie Formuły 1, podróżni chronieni są także przez „komorę przetrwania”, usztywniającą poza tym nadwozie i stanowiącą punkty kotwiczenia pasów i foteli.
Skutki wypadku mogą być szczególnie poważne, jeśli kabina pasażerska zostanie zgnieciona w wyniku mocnego uderzenia.
- Zdarza się to częściej w przypadku uderzeń bocznych - mówi dr Hartmuth Wolff z Centrum Technologii Allianz (AZT). W takim przypadku boczne poduszki powietrzne – zwłaszcza kurtyny na wysokości głowy – są szczególnie przydatne przy ograniczeniu poważniejszych obrażeń.
Czy wiesz, że…
... testy zderzeniowe na uderzenie od tyłu wprowadzono w Formule 1 dopiero w 1997 r.? Nowy przepis sprawił, że sztywność nadwozi wzrosła jeszcze bardziej. Przekonał się o tym Giancarlo Fisichella, który właśnie w tym sezonie uderzył tyłem samochodu w barierę ochronną na torze Silverstone. Czarna skrzynka w jego Jordanie zarejestrowała hamowanie z 227 km/h do zera w zaledwie 0,72 sekundy. Czysto matematycznie, odpowiada to upadkowi na ziemię z wysokości 200 metrów.
Monocoque to polisa na życie: Fisichella wyszedł z wypadku cało, z lekką kontuzją kolana!
Źródło: Allianz