Formel 1 ist ein Sport, bei dem es keine Kleinigkeiten gibt. Und wenn es um die Möglichkeit geht, um den ersten Platz auf der Strecke zu kämpfen, geben die Teams unglaubliche Anstrengungen und investieren unglaublich viel Geld, um Höchstleistungen zu erzielen.
In diesem Jahr wird es erstmals seit 18 Jahren keine Betankung der Rennwagen während der Rennen geben. Das heißt, von Anfang an wird Kraftstoff in den Tank gefüllt, damit das Auto die Ziellinie erreicht. Und auf 300 km Distanz frisst ein Rennwagen mehr als 150 Liter Sprit.
Jetzt ist der einzige Grund, das Rennen zu unterbrechen und zum Mechaniker zu gehen, der Reifenwechsel, der in der Formel 1 beim Beschleunigen und Bremsen sehr starken Grip auf der Strecke bietet, aber dadurch sehr schnell verschleißt. Ich bin zu den Mechanikern gefahren - ich habe Zeit verloren, weil die Rivalen nicht auf dich warten, sondern "mit voller Geschwindigkeit" ins Ziel eilen. Je schneller die Mechaniker ihre Arbeit erledigen, desto besser.
Vor etwa 15 Jahren dauerte das Wechseln der Reifen und das Auftanken des Autos 10-12 Sekunden. Wenn das Auto nur anhielt, um die Räder zu wechseln, dauerte der Stopp 7-9 Sekunden und das Ergebnis von 6 Sekunden wurde als hervorragend angesehen. In den Fällen, in denen das Auto zum Tanken anhielt, wurde die Dauer des Stopps durch die Geschwindigkeit des Kraftstoffpumpens bestimmt, sodass die Mechaniker nicht schnell die Räder ersetzen konnten. Wenn das Auto anhielt, nur um die Räder zu wechseln, dauerte dieser Vorgang am längsten (außerdem werden eine Reihe anderer Wartungsarbeiten an der Maschine normalerweise an Haltestellen durchgeführt, die jedoch alle viel schneller durchgeführt werden). .
In diesem Jahr können die Fans echte Blitzstopps sehen: Zum Beispiel führte eines der Teams ein Personaltraining durch, bei dem es gelungen ist, eine Reifenwechselgeschwindigkeit von weniger als 2 Sekunden zu erreichen!
Diese Geschwindigkeitssteigerung ist nicht einfach. Was muss getan werden, damit ein Rad in 2 Sekunden ausgetauscht werden kann?
Ändern Sie zunächst die Radmontagetechnik. Bei herkömmlichen Fahrzeugen wird das Rad mit 4-6 Muttern an der Achse befestigt. Um sie festzuziehen, muss jede Mutter mehrmals (wenn nicht mehrere Dutzend Mal) gedreht werden. Dies braucht Zeit.
In der Formel 1 wird das Rad mit einer (!) Mutter befestigt. Übrigens, wenn Sie in Ihrem Unternehmen eine schnelle Umstellung durchführen und versuchen, die Anzahl der Befestigungselemente zu reduzieren, und Ihnen gesagt wird: "Für diese Abdeckung brauchen wir alle 16 Schrauben, acht halten nicht!" - erzählen Sie uns von einer einzigen Mutter, die das Lenkrad eines Rennwagens hält, der eine Geschwindigkeit von mehr als 300 km / h entwickelt und eine Beschleunigung von bis zu 5 "g" erfährt.
Um diese Mutter schnell zu entfernen und zu befestigen, wird kein Schraubenschlüssel, sondern ein Schraubenschlüssel verwendet.
Aber das ist nicht alles. Nehmen wir an, der technische Teil der Operation ist perfekt. Und die Leute?
Wenn alle Räder von einem Mechaniker gewechselt würden, würde es viermal länger dauern, als wenn vier dasselbe tun. Und noch mehr, weil eine Person von einem Rad zum anderen um das Auto herumlaufen muss, und das braucht auch Zeit.
Wechselt jedoch nur eine Person jedes Rad, geht der Fall schneller voran, aber immer noch länger als zwei Sekunden:
- Schrauben Sie die Mutter mit einem Schraubenschlüssel ab
- Rad entfernen
- Zur Seite legen
- Nimm ein neues Rad
- Auf Achse montieren
- Ziehen Sie die Mutter mit einem Schraubenschlüssel fest
Tatsächlich arbeiten die Mechaniker bei einem Wettbewerb zu dritt: einer mit einem Schraubenschlüssel, der zweite baut das alte Rad ab und der dritte ist bereits mit einem neuen bereit.
Wie bringt man ihnen bei, alles in 2 Sekunden zu tun?
- Teamwork trainieren. Der erste hatte noch keine Zeit, mit abgeschraubter Mutter abzuspringen, und der zweite muss schon die Hände zum alten Rad ziehen, um es zu entfernen. Er hatte keine Zeit, einen Schritt zur Seite zu machen, und der dritte sollte schon anfangen, das neue Rad zum Auto zu tragen.
- Erarbeiten Sie die Platzierung aller drei um das Auto herum. Wer sollte wo stehen, damit es bequem ist zu arbeiten und den Rest nicht zu stören
- Trainieren Sie das Auge und die an den Operationen beteiligten Muskeln.
Und das Team muss die Besten und Geübtesten auswählen, die am Ende mit dem Radwechsel betraut werden können.
Mitarbeiter von Red Bull Racing übten das Verfahren im Bisham Abbey Olympic Sports Center im südenglischen Berkshire. Der intensive Trainingszyklus hat eine halbe Million Pfund gekostet, und in einem Interview mit dem Mirror-Teamleiter hat Christian Horner den ausgegebenen Betrag nicht bereut ...
Christian Horner: „Angesichts des Tankverbots haben wir einige Umbesetzungen vorgenommen, die Besten ausgewählt und diese Jungs haben im Winter an einem unglaublich intensiven Programm gearbeitet. Die Schulungen dauerten ab Oktober täglich von 12:00 bis 16:00 Uhr. Alle haben abgenommen und sind bestens einsatzbereit – so dauert der Boxenstopp weniger als zwei Sekunden. Sie haben immer schnell gearbeitet, aber diesmal haben wir einen wissenschaftlichen Ansatz gewählt."
Wissenschaftliche Herangehensweise? Glaubst du, dass sie vorher nur natürlichen Einfallsreichtum benutzten? Natürlich nicht! Aber der Punkt ist, egal wie schnell Sie die Arbeit erledigen, die Anwendung von Operationsanalysetechniken und die Änderung der Art und Weise, wie Mitarbeiter ihre Arbeit erledigen, können zu besseren Ergebnissen führen.
Natürlich ist nicht jedes Unternehmen bereit, eine halbe Million Pfund Sterling auszugeben, um die Umrüstzeiten auf 2 Sekunden zu reduzieren. Und nicht jeder braucht es. Aber im Alltag bedeutet die Einführung einer Schnellumstellung meist, dass man die Umstellung auf mindestens eine oder eine halbe Stunde verkürzen muss und das mit deutlich weniger Geld- und Schulungsaufwand.
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Der Zwischenfall in der Box des Red Bull Racing Teams während des Großen Preises von Deutschland machte es notwendig, sich genauer anzusehen, wie die Teams in den vergangenen Saisons mit rekordschnellen Boxenstopps erfolgreich waren. Craig Scarborough untersuchte die Entwicklung dieses "Mysteriums" und erfuhr, was es Teams ermöglicht, alle vier Räder in wenigen Sekunden zu wechseln.
Spezialausbildung von Mechanikern
Jedes Team hat ein Team von Mechanikern, das aus fast 20 Personen besteht. Drei sind für den Austausch jedes Rades verantwortlich, zwei arbeiten mit Wagenhebern, der Rest ist bereit, alle damit verbundenen Probleme zu lösen.
Alle durchlaufen eine spezielle Ausbildung für eine bestimmte Aufgabe, die in Teams genauso ernst genommen wird wie bei der Ausbildung von Piloten. Mechaniker müssen fit und Diät halten. Sie trainieren die Boxenstopp-Prozedur sowohl in der Teambasis als auch während des Rennwochenendes ständig und wiederholen den gesamten Vorgang hunderte Male, bis er auf Reflexebene eintritt.
Trotz der Tatsache, dass sie während eines zweisekündigen Boxenstopps ungewöhnliche Situationen wie einen gebrochenen Schraubenschlüssel bearbeiten, haben sie keine Zeit, andere anzusehen. Es kommt oft vor, dass der Fehler noch nicht bemerkt wurde und dem Piloten bereits das Signal zum Weiterfahren gegeben wird, wie es am Nürburgring war.
Der für den Boxenstopp zuständige Mechaniker kann nicht alle Schraubenschlüssel auf einmal im Blick behalten, zumal er von 20 Leuten umgeben ist, die mit etwas beschäftigt sind. Und auch wenn die Fans an den TV-Bildschirmen dank der über den Boxen installierten Kamera schon so etwas wie einen Haken gesehen haben, ist es für eine vor dem Auto stehende Person mit „Lutscher“ nicht immer möglich zu sehen, was in der Nähe passiert der Boden.
Radmuttern
Die Räder selbst und ihre Muttern unterscheiden sich stark von denen, die noch vor einigen Jahren in der Formel 1 verwendet wurden. Jedes Rad ist auf einer Achse mit speziellen Führungen angeordnet, die so angeordnet sind, dass es ohne Anpassung sofort die gewünschte Position einnimmt.
Die Teams versuchen ihr Bestes, um die Zeit zum Anziehen der Mutter zu verkürzen, indem sie die Länge des Gewindeteils reduzieren. Zum Beispiel wird die Haltemutter eines Ferrari F138 in drei vollen Umdrehungen vollständig angezogen.
Die speziell bearbeitete "Richtungs"-Oberfläche ermöglicht einen optimalen Kontakt zwischen Mutter und Schlüssel, um das Drehmoment zuverlässig zu übertragen und die Mutter anzuziehen.
Die Radmuttern selbst sitzen jetzt locker. Das heißt, sie sind nur teilweise auf der Achse des montierten Rades fixiert und werden mittels O-Ringen oder Sicherungsringen gehalten. Diese Nüsse sind nicht billig und werden in der Regel nur einmal verwendet.
Das technische Regelwerk verlangt, dass die Muttern auch im angezogenen Zustand durch einen Sicherungsmechanismus auf der Achse gehalten werden. Zuvor verwendete das Design einen Halter, um den Haltestift von der Achse zu ziehen. In Gang gesetzt wurde es von einem Mechaniker: Fans mit etwas Erfahrung werden sich wahrscheinlich an die scharfe kurze Geste erinnern, mit der zuvor der Radwechsel vollzogen wurde. Dies konnte zu Fehlern führen, wenn der Mechaniker gleichzeitig mit dem Ziehen des Schlosses die Hand hob und der Pilot sich von einer Stelle bewegen konnte, an der der Haltemechanismus noch nicht funktioniert hatte.
Heutzutage wird zur Befestigung der Mutter ein System verwendet, bei dem kein Mechaniker eingreifen muss. Der Schraubenschlüsselverbinder drückt spezielle federbelastete Stifte in die Nabe, um die Mutter zu lösen. Beim Einbau der Mutter "schießen" dieselben Stifte zurück, kurz bevor sie einrasten. Diese Stifte können das Rad nicht wirklich halten - wenn sich die Mutter löst, schwächen das Gewicht der Maschine und die Fliehkraft schließlich den Mechanismus.
Bei Verwendung eines solchen Systems kann der Mechaniker erst nach Entfernen des Schraubersteckers von der Achse visuell überprüfen, ob die Mutter richtig sitzt und die Verriegelung funktioniert hat. Wir haben immer wieder Situationen erlebt, in denen der Mechaniker zuerst signalisiert, dass er die Arbeit abgeschlossen hat, und dann, als er bemerkt, dass die Mutter nicht befestigt ist, hektisch mit den Armen zu winken beginnt.
Schraubenschlüssel
Formel-1-Teams verwenden pneumatische Schlagschrauber, um Befestigungsmuttern schnell anzuziehen und zu entfernen. Alle werden nach hohen Standards mit minimalen Toleranzen handgefertigt.
Mercedes hat sich im vergangenen Jahr Helium als Arbeitsmedium für pneumatische Schlagschrauber zunutze gemacht, da es effizienter als Druckluft ist. Aber diese Praxis ist mittlerweile verboten und zeigt, wie wichtig die Kraft von Schlagschraubern ist.
Teams können jetzt spezielle Drehmomentsensoren verwenden, die später analysiert werden können. Die aktuellen Vorschriften verbieten den Einsatz solcher Geräte in Echtzeit, daher können die Mechaniker erst nach Beendigung des Boxenstopps sicherstellen, dass alle Räder sicher befestigt sind.
Es ist jedoch erlaubt, einen speziellen Knopf am Schraubenschlüssel zu verwenden, der mit dem Signallichtsystem verbunden ist und informiert, dass der Mechaniker seine Arbeit beendet hat. Eine andere Möglichkeit ist eine erhobene Hand, ihre Bedeutung ist genau dieselbe. Die Anforderungen an einen Highspeed-Boxenstopp führen jedoch dazu, dass der Mechaniker die Hand hebt oder den Knopf drückt, bevor er tatsächlich dafür sorgt, dass das Rad fest verriegelt ist und das Fahrzeug sicher aussteigen kann.
Buchsen
Die Formel 1 verbietet jetzt Wagenheber, die in einem Auto installiert oder von einer externen Stromquelle angetrieben werden, sodass sich die Teams nur auf die körperliche Fitness ihrer Mechaniker verlassen können, zu deren Aufgaben das schnelle Anheben des Autos gehört.
Die Wagenheber verfügen über einen speziellen Mechanismus, mit dem Sie das Auto durch Drücken des Hebels sofort auf den Asphalt absetzen können. Dieser Vorgang dauert weniger Zeit als das Anheben des Autos.
Der Mechaniker, der mit dem Frontheber arbeitet, muss ihn schnell aus dem Weg des Piloten bringen und auch selbst zur Seite springen. Drehböcke sind aus dem Alltag aller Teams nicht mehr wegzudenken.
Sie können das Auto etwas früher absenken, ohne zu warten, bis alle Räder gesichert sind. Es genügt, dass sie einfach auf der Achse landen, da die Haltemutter auch dann noch richtig festgezogen werden kann, wenn das Fahrzeug auf dem Boden steht. Der Pilot sollte also nicht mit dem Wagenheber auf die Aktionen des Mechanikers reagieren: Auch wenn das Auto bereits abgesenkt ist, bedeutet dies noch lange nicht, dass es überhaupt möglich ist, sich in Bewegung zu setzen.
Signallichtanlage
Ferrari war das erste Team, das ein Signalsystem einsetzte, das den Prozess der Information des Piloten über den Moment, in dem die Fahrt beginnen kann, teilweise automatisiert. Solche Geräte können direkt an die Schrauber der Mechaniker angeschlossen werden, die Aktivierung erfolgt jedoch weiterhin im Handbetrieb.
Wenn solche Systeme in Zukunft funktionaler werden, könnte die Signalisierung an den Fahrer durch direkte Signale von Schraubenschlüsseln, Radbefestigungen und sogar von Sensoren verbessert werden, die ein sich von hinten in der Boxengasse näherndes Fahrzeug erkennen würden.
Ist ein solcher Vorgang zwar vollautomatisiert, kann er fehlerhaft funktionieren, beispielsweise auf einen Sensorfehler oder eine versehentliche Betätigung eines Kontakts an einem Schraubenschlüssel reagieren. Dadurch wird der Pilot gezwungen, beim Boxenstopp zusätzliche Zeit zu verlieren oder umgekehrt vorzeitig abzurücken.
Die Formel 1 ist ein Sport mit fortschrittlichen Technologien, von denen viele hier zum ersten Mal auftauchen, geschliffen und perfektioniert werden, um dann ihre Anwendung in der Massenautoindustrie zu finden.
Einer der wichtigsten Momente eines Formel-1-Rennens sind Boxenstopps – ein obligatorisches Verfahren für jeden Fahrer, um während eines Rennens die Reifen zu wechseln. Dies sind die Regeln - mindestens einmal muss ein Fahrer die Box betreten, um die Reifen zu wechseln. Dieser Vorgang nimmt zusätzliche Zeit in Anspruch, da Sie müssen Zeit damit verbringen, in die Boxengasse zu fahren, entlang dieser zu fahren (die Geschwindigkeit ist auf 100, 80 und auf einigen Strecken sogar 60 km / h begrenzt) und die Räder zu wechseln.
Wenn man auf der Strecke um den Bruchteil einer Sekunde kämpft, kann der Zeitverlust beim Boxenstopp natürlich katastrophal für die Rennergebnisse sein, besonders wenn man um die Führung kämpft. Daher haben Boxenstopps in der Formel 1 gelernt, im wahrsten Sinne des Wortes in Sekundenschnelle durchzuführen.
Ich weiß nicht, ob die Technik für den Radwechsel in drei Sekunden die übliche Reifenmontage erreicht, aber wie das in der Formel 1 gemacht wird, schlage ich vor, unten zu schauen
2. Zuerst zu den Rädern.
Es kommen 3 Reifentypen zum Einsatz: Slickreifen für trockene Strecken, gemischte („Intermediate-Reifen“) für leicht Nässe und Regenreifen für Nässe. Regen ist in der Formel 1 eher die Ausnahme, daher werden am häufigsten Trockenreifen verwendet.
Gummi in der Formel 1 wird von einem Lieferanten geliefert, mit dem die FOM einen Vertrag abgeschlossen hat.
In den letzten Jahren ist es ein bekanntes Pirelli-Unternehmen.
Für jede Etappe wird für jeden Fahrer eine begrenzte Anzahl von Gummisätzen mit dem Geist der Zusammensetzungen mitgebracht (es gibt insgesamt vier Zusammensetzungen von Slicks - hart, mittel, weich und super weich).
Reifen werden in speziellen Abdeckungen kurz vor dem Aufziehen auf Autos gelagert, wo sie auf die erforderliche Temperatur erwärmt werden.
Aufgrund der sehr hohen Geschwindigkeiten auf der Strecke ist ein schnelles Aufwärmen der Reifen entscheidend. bei kalten Reifen wird die Traktion mit der Strecke erheblich beeinträchtigt, dadurch steigt die Gefahr für den Fahrer und die Rundenzeit der Straße sinkt 
3. Jedes Team beschriftet seine Reifen basierend darauf, wo und wie es den jeweiligen Satz einsetzen möchte. 
4. Dies sind Formelschlüssel.
Mit diesem Werkzeug können Sie das Rad in 0,8 Sekunden entfernen und in denselben 0,8 Sekunden festschrauben. 
5. Und so findet der Boxenstopp selbst statt.
Um in einem Rennen in etwa drei Sekunden vier Räder zu wechseln, sind 20 Personen beteiligt. 
6. Das Auto fliegt buchstäblich zum Radwechselpunkt.
Hier ist das Geschick des Fahrers wichtig, um genau an der richtigen Stelle anzuhalten, wo die Mechaniker schon bereit sind und darauf warten, die Schraubenschlüssel in seine Räder zu treiben, sowie klare Aktionen der Mechaniker mit Wagenhebern, die müssen sofort das Auto anheben 
7. Ein Bruchteil einer Sekunde - alle eilen zu den Rädern.
Vier Kaykovert-Sound im Einklang. Das Rad wird hier von einer speziellen Person entfernt. der andere setzt ein neues Rad auf.
Wieder Schraubenschlüssel 
8. Es bleibt noch, die Wagenheber herauszuziehen und das Auto zum Rennen zu schicken.
Für alles über alles 2,5-3 Sekunden
Der Rekord liegt bei 1,923 Sekunden, aufgestellt vom Rad Bull Team beim Radwechsel an Mark Webbers Auto beim US Grand Prix 2013. 
9. Aber um die Laufräder während des Rennens so schnell und reibungslos wechseln zu können, führen die Teams fast täglich ein Routinetraining durch. 
10. Manchmal für eine Stunde, manchmal für zwei.
Sie nehmen einfach ab und stellen die Räder auf, nehmen ab und setzen auf. 
11. Während des Formelwochenendes in Sotschi habe ich eine Trainingseinheit des Lotus-Teams verfolgt. 
12. Der Vorgang sieht von der Seite etwas anders aus als von oben.
Es scheint viel Aufhebens zu geben und Mechaniken, die sich gegenseitig in die Quere kommen.
Entfernen des alten Rades 
13. Tatsächlich ist dies nicht der Fall. Alles ist klar
Mechaniker entfernt ausgebautes Rad 
14. Ein neues Rad aufsetzen 
15. Das ist es! 
16. Wie es auf dem Video aussieht
Und die Rückansicht
17. Der Chefmechaniker ist das Timing.
Er ist nicht sehr glücklich. Muss das Training nochmal wiederholen 
18. Das Auto steht wieder auf Wagenheber und wieder das Heulen der Schraubenschlüssel ...
Und noch viele weitere Versuche.
Und das alles nur um den Bruchteil einer Sekunde im Rennen zu gewinnen ... 
Vielen Dank an den Sponsor des Scuderia Ferrari Teams für die Möglichkeit, an der ersten Formeletappe in Russland teilzunehmen.
Warum werden in der Formel 1 noch kleine Räder verwendet? Was sind die Vorteile des Umstiegs auf Niederquerschnittsreifen? Aus welchen Teilen besteht die Radnabe und wie kann das Rad mit einer einzigen Mutter gesichert werden? Diese und andere Fragen in der nächsten Ausgabe von British F1 Racing wurden von Marussia F1 Technical Consultant Pat Symonds beantwortet ...
Pat Symonds: "Dreizehn-Zoll-Räder und Hochprofilreifen sehen heute ein wenig altmodisch aus, aber dieses Design wurde in den achtziger Jahren des letzten Jahrhunderts festgelegt, als die Teams begannen, mit Rädern mit größerem Durchmesser zu experimentieren, und die FIA entschied Beschränkungen aufzuerlegen, da solche Forschungen als Geldverschwendung angesehen wurden.Später weigerten sich die Teams selbst, Anpassungen vorzunehmen, da dies eine Überarbeitung fast des gesamten Designs der Maschine erforderte.
Der geringe Durchmesser der Räder erschwert einerseits das Arbeiten an der Maschine, erleichtert andererseits in vielerlei Hinsicht. Bei einer so hohen Seitenwand gehen fast 50 % der Dämpfungswirkung direkt auf die Reifen, wodurch die Fahrwerksgeometrie nicht so wichtig ist wie bei Niederquerschnittsreifen, für die die extreme Steifigkeit der Seitenwände eine klare Platzierung von die Reifen auf der Fahrbahnoberfläche und damit ein ausgefeilteres Design. Auch hier würde ein größerer Raddurchmesser das Platzieren der Bremsen vereinfachen, und die Teams hätten die Möglichkeit, die Bremsen vergrößert und mit einer längeren Ressource zu verwenden - in diesem Fall müsste die FIA jedoch zuerst diese Möglichkeit in den technischen Vorschriften festsetzen.
Was sind die Vorteile des Umstiegs auf größere Laufräder mit Niederquerschnittsreifen, fragen Sie sich? Größere Räder würden den Autos nicht nur ein moderneres Aussehen verleihen, sie würden es den Ingenieuren auch viel einfacher machen, die Radnaben dort zu platzieren. Darüber hinaus würde dies das Funktionsprinzip der Reifen und die Effizienz ihrer Erwärmung ernsthaft beeinträchtigen.
Rennfahrer sprechen oft von der Notwendigkeit, die Reifen auf die erforderliche Temperatur zu bringen. Man könnte meinen, dass wir über die Wärmeenergie sprechen, die beim Reiben des Reifens an der Fahrbahnoberfläche freigesetzt wird. Dies ist teilweise richtig, aber in diesem Fall erwärmt sich nur die Außenfläche des Reifens. Gummi ist jedoch ein ziemlich guter Wärmeleiter und breitet sich nach und nach auf die Reifenkarkasse aus, die ebenfalls auf die erforderliche Temperatur erwärmt werden muss.
Aber die Erwärmung der Karkasse selbst wird größtenteils durch die Verformung des Reifens erreicht. Squashspieler wissen, dass Sie den Ball mehrmals schlagen müssen, um ihn geschmeidiger zu machen, wodurch seine Temperatur erhöht wird. Bei Reifen funktioniert es ähnlich: Verformungen entstehen zum einen durch das Rollen des Rades auf der Schiene, wenn der untere Teil des Reifens die sogenannte Aufstandsfläche bildet; und zweitens aufgrund der Biegung der Reifenseitenwände während der Kurvenfahrt. Wenn die Reifen ein niedriges Profil hätten, würden sie sich viel weniger verformen und weniger erhitzen, was eine völlig andere Mischungszusammensetzung erfordern würde - dies ist jedoch nicht so schwer zu erreichen.
Niederquerschnittsreifen stellen weniger Druckanforderungen. Dies erklärt sich durch zwei Faktoren: Zum einen braucht ein steiferer Rahmen weniger Luftunterstützung, zum anderen ist das Luftvolumen selbst kleiner und der Druck ändert sich bei Temperaturänderungen nicht so stark. Somit wären Niederquerschnittsreifen ohne jegliches Aufwärmen einfacher zu verwenden als aktuelle Hochquerschnittsreifen.
Kommen wir von den Reifen zu den Radnaben. Die Nabe besteht aus einer Achse und Lagern, die in ein spezielles Gehäuse eingesetzt sind. Vorschriften schreiben vor, dass der Körper aus relativ gebräuchlichen Aluminiumlegierungen besteht, die in Hochtemperaturumgebungen Festigkeit und Steifigkeit beibehalten können.
In den Vorjahren wurden bei der Konstruktion der Nabengehäuse zuerst Magnesiumlegierungen verwendet, die jedoch nicht die beste Steifigkeit aufwiesen, dann Stahl und noch später - bearbeitetes Titan und teureres Lithium-Aluminium und andere anspruchsvolle Legierungen. Die aktuellen Beschränkungen für die Verwendung solcher Materialien sind eine der Maßnahmen, die das Kostenwachstum in der Formel 1 verhindern sollen.
In der Verbindung "Lager - Achse" dreht sich die Achse selbst, aus Titan oder hochfestem legiertem Stahl. An der Achse ist ein Spline-Konus angebracht, an dem eine Carbon-Bremsscheibe befestigt ist – durch diesen Konus wird die Bremskraft auf die Achse übertragen. Am Ende der Achse befindet sich ein spezielles Gewinde, auf das die Radmutter aufgeschraubt wird. Die Räder werden durch spezielle Stifte angetrieben, die entweder an der Achse befestigt werden und in spezielle Löcher im Rad eingreifen können, oder umgekehrt - am Rad selbst befestigt werden und in die Löcher in den Achsen eintreten.
Das Radbefestigungssystem ist sehr ausgereift. Wenn der Boxenstopp etwas mehr als zwei Sekunden dauert, sollte alles einwandfrei funktionieren und das Design nicht die kleinsten Fehler zulassen. Das bedeutet, dass das Rad sofort auf der Achse sitzen muss und die Radmutter beim ersten Mal angezogen werden muss. Zu den neuesten Trends gehört es, die Mutter direkt am Rad zu befestigen, da in diesem Fall die Wahrscheinlichkeit einer korrekten Installation größer und die Gefahr eines Gewindebruchs geringer ist.
Das Gewinde selbst hat einen Durchmesser von 75 mm und ist für besseren Halt sorgfältig bearbeitet. Moderne Radmuttern haben keine Sechskant-, sondern eine Zahnform: Beim Anziehen werden diese Zähne in die speziellen Nuten des Schraubers gesteckt.
Schließlich sind im Radbefestigungssystem spezielle Vorrichtungen vorgesehen, die ein Abrutschen des Rades von der Achse bei einem Mutternverlust verhindern. Wie wir gesehen haben, funktionieren sie nicht immer wie erwartet.
Kann man sagen, dass das Rad der einzige Bereich eines Autos ist, dessen Design nicht von aerodynamischen Anforderungen bestimmt wird? Nicht wirklich. Neben der Steifigkeit, die ein wichtiger Konstruktionsparameter bleibt, bleibt das Thema Luftstromsteuerung in diesem Bereich von großer Bedeutung. Die Querlenker, Stangen und Stößel sind so positioniert, dass Aerodynamiker die Flexibilität haben, all die vielen Öffnungen aufzunehmen, die wir oft an Bremsluftkanälen sehen.
Auch die Strömung im Rad ist wichtig, da davon nicht nur die Kühlung der Mechanismen abhängt, sondern auch die Wärmeumverteilung. Manchmal ist es notwendig, heiße Luft von den Bremsen zu verwenden, um die Felgen und damit die Reifen zu erwärmen. Wenn der Gummi dagegen überhitzt, kann den Scheiben ein Strom kalter Luft zugeführt werden. Generell kann die Strömungsführung durch das Rad einen erheblichen Einfluss auf die aerodynamische Effizienz dieses gesamten Bereichs haben.
Vor einigen Jahren, noch vor Inkrafttreten des entsprechenden Verbots, waren alle Autos mit feststehenden Radkappen ausgestattet, die Luft an der optimalen Stelle aus dem Rad entweichen ließen. In unserer Zeit sind solche Technologien wieder relevant – insbesondere Red Bull Racing und Williams haben sich viel Mühe gegeben, den Flow in diesem Bereich zu optimieren.
Es wird oft gefragt, ob die Formel 1 die gleichen Radlager wie Straßenautos verwendet. Die Antwort ist nein. In Straßenfahrzeugen müssen die Lager den Parametern von Massenmodellen von Achsen und Buchsen entsprechen. Sie müssen auch bis zu 160.000 Kilometer ohne Reparaturen zurücklegen, und außerdem sollten ihre Kosten moderat sein. Formel-1-Maschinen verwenden Lager mit größerem Durchmesser, um der gesamten Struktur maximale Steifigkeit zu verleihen.
In diesem Fall sollte die Reibung minimal sein: Für diese Zwecke werden anstelle von Stahlkugeln Keramikkugeln im Lager verwendet. Die Kugeln werden durch spezielle Distanzstücke getrennt, die so positioniert sind, dass die Lager eine ausreichende Vorspannung haben, aber bei hohen Temperaturen kein Spiel aufweisen. Jedes Lager kostet £ 1.300, und es sind acht auf der Maschine!
Aus welchen Materialien bestehen die Räder schließlich? Aus Magnesiumlegierung für ausreichende Steifigkeit bei hohen Temperaturen. Die Teams würden es vorziehen, Kohlefaser zu verwenden, um die ungefederten Massen zu reduzieren, die Steifigkeit zu erhöhen und die Trägheit zu reduzieren, aber die Regeln erlauben dies nicht.
Theoretisch sind Formel-1-Reifen nicht so aufgedunsen - in der Übersetzung in die Sprache, die Reifenverkäufern und -käufern vertraut ist, beträgt die Dimension der vorderen Slicks 270/55 R13 und der hinteren 325/45 R13. Zum Vergleich - in der Preisliste für Pirelli P Zero Straßenreifen (sehr beliebt bei Supersportwagenbesitzern) finden Sie viele Optionen mit einem 40-45-Profil. Aber es gibt eine Nuance: Wir messen das Profil in Prozent der „Dicke“ des Reifens zu seiner Breite und sehen Millimeter, die die Oberfläche des Reifens vom Felgenrand trennen. Und nach diesem Indikator ist der Unterschied spürbar. Zum Beispiel wird die "Dicke" des gleichen Pirelli P Zero mit den Abmessungen 225/45 R17 etwa 100 mm betragen und die Hinterreifen für die Formel 1 - 165 mm. Das heißt, der Durchmesser eines Rennreifens wird um 4% größer und seine "Dicke" - um 65% auf einmal.
Scheiben mit einem Durchmesser von 13 Zoll reimen sich auch nicht sehr gut auf den Status der prestigeträchtigsten und teuersten Rennen der Welt – schließlich werden Autohersteller heutzutage kein Budgetmodell in solchen Schuhen und ein Budgetmodell veröffentlichen (außer vielleicht einigen Ravon R2, früher bekannt als Daewoo Matiz). Außerdem ist es im Bereich der Formel-1-Gummi nicht mehr ein Dekret für andere Turniere und Rennkategorien: Sportprototypen bei Langstreckenrennen, Elektroautos beim Formel-E-Turnier, die gewaltigen Kohlefaser-Audi und Mercedes in der DTM Meisterschaft - jeder fährt 18-Zoll-Räder mit "dünnen" Reifen. Warum greifen die königlichen Rassen immer noch auf winzige Räder und "dicke" Reifen?
Pirelli, derzeit alleiniger Anbieter von Formel-1-Reifen, hat im vergangenen Sommer experimentell einen „dünnen“ 18-Zoll-Reifen entwickelt. Bei Tests war er aus dem Kreis neun Sekunden langsamer als der übliche "dicke" Reifen.
Auf diese Frage gibt es viele Antworten. Manche sagen – es geht um Gier: Je „dicker“ der Reifen, desto größer kann das Logo auf der Seitenwand platziert werden – daher lehnen Reifenhersteller den Umstieg auf Niederquerschnittsreifen ab. Andere argumentieren, dass der Automobil-Weltverband auf diese Weise das Geschwindigkeitswachstum indirekt hemmt: Je kleiner die Felge, desto kompakter sollten die Bremsen sein, desto geringer ihre Effizienz und desto weniger Motivation für Autodesigner, sie außergewöhnlich schnell zu machen . Beide Versionen sind typisch Folk. Funktionäre aus dem Motorsport müssen nicht so knifflige Wege gehen – wenn sie die Wirksamkeit von Bremsen einschränken wollen, können sie einfach deren Größe begrenzen oder den Einsatz bestimmter Lösungen und Materialien verbieten. Was die Größe des Logos angeht, erwähnte Paul Hambry, Leiter der Rennprogramme bei Pirelli, diesen Aspekt des Problems als Scherz – und er tat es während der Präsentation von… experimentellen Niederquerschnittsreifen für die Formel 1.
Anspruchsvollere Leute erinnern daran, dass man selbst in einer Meisterschaft mit Boxenstopps von weniger als zwei Sekunden nicht einfach Räder schrauben kann, die sich in der Größe radikal von den aktuellen bis hin zu modernen Formel-1-Autos unterscheiden. Zunächst wird der Radsatz mit einer Vergrößerung des Felgendurchmessers auf 18 Zoll fast 35 kg mehr wiegen als jetzt (solche Berechnungen wurden vor einiger Zeit von einem der Reifenunternehmen veröffentlicht). Das erhöht nicht nur die ungefederten Massen, die die Macher schneller Autos im Allgemeinen zu vermeiden versuchen, sondern auch die Belastung des Getriebes. Außerdem dürfen wir nicht vergessen, dass Reifen gewissermaßen ein Element der Federung des Autos sind. Besonders „pralle“ Reifen, die deutlich aktiver sind als Niederquerschnittsreifen mit steifer Seitenwand, beteiligen sich an der Aufnahme des Schwunges beim Aufprall auf eine Bodenwelle und der Verteilung der Fliehkraft in der Kurve (in beiden Fällen als Feder wirkend) . "Wenn man nur ein Rad gegen ein anderes tauscht, tauschen die Autos einfach ihre Hecks wie Drift-Autos", sagte Hirode Hamashima, der das Formelprogramm von Bridgestone leitete. "Der Unterschied in der Traktion wird mehr als signifikant sein."
Von Zeit zu Zeit erstellen Formel-1-Teams virtuelle Rennwagen - eine Art Fantasie darüber, wie Rennwagen in zwanzig Jahren aussehen werden (im Bild - MP4-X-Projekt des McLaren-Teams). Bemerkenswert ist, dass all diese Rennwagen der Zukunft große Felgen mit Niederquerschnittsreifen tragen ...
Einerseits ist es dumm, die Konstrukteure der Formel 1 mit Ingenieursaufrufen zu erschrecken: Gebt ihnen genug Geld und Ressourcen – und in sechs Monaten wird das Auto selbst auf eckigen Rädern schneller als am vergangenen Freitag. Fakt ist aber, dass Geld und Ressourcen in der modernen Formel 1 versucht werden, so viel wie möglich zu sparen. Und es gibt noch einen Platz, um sie auszugeben: Entweder wird der Übergang zu Hybridkraftwerken angekündigt, oder die Höhe des Nasenkonus wird begrenzt - nur Zeit zum Drehen haben. Unter diesen Bedingungen werden nur wenige Konstrukteure ernsthafte Änderungen am Fahrwerksdesign vornehmen wollen, was notwendigerweise die Notwendigkeit mit sich bringt, die Aerodynamik zu "fertigen", die Bremsen zu modernisieren und so weiter und so weiter. Kurz gesagt, es gibt keine schicksalhaften Gründe, die den Verzicht auf "geschwollene" Reifen in absehbarer Zeit vollständig ausschließen. Und diese Frage wird nicht ernsthaft gestellt, denn auch ohne sie haben die Formel-1-Teams und der Reifenlieferant im Allgemeinen etwas zu tun und wofür das zur Verfügung stehende Geld ausgegeben werden kann.
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