Preskočiť na obsah Preskočiť na pätu (NCP VaT)
VEDA NA DOSAH – váš zdroj informácií o slovenskej vede

Pneumatiky F1 a tajomstvo ich úspechu

VEDA NA DOSAH

Pneumatiky pre formulu 1 stoja niekoľko tisíc dolárov, ich hodnota je v skutočnosti omnoho vyššia. Záleží totiž na každej desatine sekundy.

Formula. Zdroj: iStock.com/Tom Merton

Vysokorýchlostné pneumatiky F1 musia byť výkonné a musia vydržať extrémnu záťaž. Ilustračný obrázok. Zdroj: iStock.com/Tom Merton

Pneumatiky patria medzi relatívne najlacnejšie komponenty áut. V cestnej premávke však kľúčovým spôsobom ovplyvňujú bezpečnosť, v automobilových pretekoch zasa rozhodujú o úspechu alebo neúspechu.

Začiatky automobilových pretekov

V začiatkoch automobilových pretekov neboli pneumatiky podstatné, hlavné bolo doraziť do cieľa. S rastúcimi výkonmi áut sa sériové obutie ukázalo ako nevhodné. Výrobcovia pneumatík si uvedomili, že zaostávajú, a tak sa aj v oblasti pneumatík naštartoval intenzívny výskum a vývoj.

Pokrok urýchlila tiež vojna. Tisícky vzletov a pristátí lietadiel pri vysokých rýchlostiach a veľkom zaťažení zdokonalili vývoj pneumatík. Postupne sa zlepšila diagonálna konštrukcia, zvýšila sa bočná tuhosť, uvarili sa nové odolnejšie zmesi.

Automobilový pretekár Bennett Hill na trati Beverly Hills, 1920.

Automobilový pretekár Bennett Hill na trati Beverly Hills v roku 1920. Ilustračný obrázok. Zdroj: Wikimedia Commons

Prvá Formula 1

V roku 1947 sa objavila myšlienka zorganizovať majstrovstvá sveta kráľovskej automobilovej súťaže s názvom Formula 1 (F1). Prvými pretekmi bola Veľká cena Veľkej Británie v roku 1950.

Povojnové vozidlá F1 vychádzali z koncepcií 30. rokov – motor vpredu, pohon zadných kolies a pneumatiky komerčné. Boli vysoké, úzke a z dôvodu odľahčenia vozidla boli na vypletanom disku.

Prelomové 60. roky

Prelom vo vývoji pneumatík nastal v 60. rokoch. Motor sa presunul do zadnej časti automobilu. Väčšina ťarchy sa tak preniesla na zadnú nápravu a zadné gumy.

Po prvý raz sa objavuje pneumatika len pre pretekárske auto. Vyrobená je z prepracovanejšej zmesi. Pre lepšiu priľnavosť k dráhe je v nej viac ropných extraktov, no najmä sa objavuje nylonový kord.

Spoločnosť Dunlop prichádza s pneumatikami do dažďa – drážkovanie zabezpečuje čo najväčší odvod vody spod kolesa. Keď geniálny konštruktér Colin Chapman pridal na svoje lotusy zadné prítlačné krídlo, aby sa zlepšila trakcia v zákrutách, začal sa boj nielen o aerodynamiku, ale aj o prispôsobenie pneumatík.

Gerhard Mitter v Lotuse 25 počas Veľkej ceny Nemecka na Nürburgringu v roku 1965.

Gerhard Mitter v Lotuse 25 konštruktéra Colina Chapmana počas Veľkej ceny Nemecka na okruhu v Nürburgringu v roku 1965. Zdroj: Wikimedia Commons. Fotograf: Lothar Spurzem

Vývoj vysokorýchlostnej pneumatiky

Neustála snaha o dosiahnutie čo najvyššej rýchlosti v pretekoch F1 si vyžadovala vysokorýchlostnú pneumatiku s veľkou výkonnosťou a veľkým zaťažením. Ukázalo sa, že optimálny výkon pneumatík je možný iba vtedy, keď postranné steny pneumatík pracujú tak, aby sa zvnútra rovnomerne prehrievala textilná kostra. Začala sa alchýmia s čiernym zlatom.

Postupne konštruktéri prispôsobovali autá pneumatikám a nie naopak. Odvtedy už nejde len o obrovský nárast krútiaceho momentu, ale najmä o to, ako ho preniesť na dráhu. Bývalý švédsky jazdec F1 Stefan Johansson to okomentoval slovami: „Všetky tímy míňajú obrovské množstvá peňazí na auto, hlavne na aerodynamický vývoj, no takmer vo všetkých pretekoch ide napokon o pneumatiky a o to, kto ich dokáže najlepšie manažovať a tak získať optimálnu priľnavosť.”

Pneumatika Pirelli.

Pneumatika Pirelli. Zdroj: Wikimedia Commons. Autor: Peter Menzel

Tajnosti alchýmie

Pneumatika sa skladá zo 79 percent kaučuku, z 18 percent ocele a 3 percent textilu. Hoci pneumatiky stoja niekoľko tisíc dolárov, ich hodnota je v skutočnosti omnoho vyššia. Záleží totiž na každej desatine sekundy. Vývoj pneumatík vozidiel F1 (a nielen ich) aj preto stále napreduje. V súčasnosti sa vytvárajú rôzne polyesterové zmesi, výskumníci už experimentujú i s kompozitnými materiálmi.

O tom, že v súvislosti s vývojom a výrobou kvalitného obutia pre vozidlo F1 sa hovorí ako o alchýmii čierneho zlata, svedčí tiež skutočnosť, že v súčasnosti sa využíva až 80 rozličných gumových zmesí, najlepšia kaučuková zmes sa mieša s vyše 200 zložkami jednotlivých substancií, pričom ďalších 15 – 20 sa drží v tajnosti.

Vzhľadom na extrémnu záťaž, ktorej sú pneumatiky vystavené, sa namiesto ocele používa syntetické aramidové vlákno, čo sú textílie z polyamidov. Aramidové vlákna dokážu odolávať trakcii a teplu. Tento materiál je päťkrát silnejší ako oceľ a degraduje sa iba pri 500 °C, a to bez tavenia. V chemickom zložení pneumatík síce prevláda ako základ kaučuk, do zmesi sa však pridáva stovka ďalších látok ako sadze, síra, olej na spracovanie, živice či zinok a nesmie chýbať silica. Presné zloženie a pomer surovín si však výrobcovia chránia ako oko v hlave.

Ďalšie zaujímavosti o pneumatikách pre formulu 1, napríklad čím sú plnené, kto je ich exkluzívnym dodávateľom či ako prebieha vývoj, sa dočítate v článku Čierne zlato v archívnom čísle časopisu Quark.

Zdroj: Časopis Quark

Autor textu: redakcia časopisu Quark: Čierne zlato. In: Quark 8/2019

Uverejnený text bol spracovaný redakciou VND a je skrátenou verziou pôvodného textu, publikovaného v časopise Quark. Celý pôvodný článok si môžete prečítať na tomto odkaze po zakúpení predplatného časopisu Quark alebo v tlačenej verzii časopisu. Po zakúpení predplatného získate aj prístup k archívu od roku 1995.

(zh)

CENTRUM VEDECKO-TECHNICKÝCH INFORMÁCIÍ SR Ministerstvo školstva, výskumu, vývoja a mládeže Slovenskej republiky

Mediálni partneri

ÁMOS vision FonTech Startitup