všeobecné stránky

PŘILNAVOST PRO ZAČÁTEČNÍKY

Formule 1 se kolem ní točí. Přilnavost je absolutním základem všeho. Když ji nemáte, nemůžete akcelerovat, nemůžete brzdit ani zatáčet. Jestliže nejste dost přilnaví, nebudete ani rychlí. Pakliže vám chybí na předku, bude auto nedotáčivé. Máte jí málo na zádi, budete se v zatáčkách přetáčet… Každý aspekt celkové konkurenceschopnosti monopostu formule 1 je přímo závislý na interakci mezi pneumatikou a vozovkou. Pochopení vztahu zaměstnává nejgeniálnější inženýrské mozky od prvopočátků formule 1. My, normální smrtelníci, tomu nikdy nebudeme dokonale rozumět, nicméně ani základní pochopení není od věci. Je třeba to zkusit. V první řadě je nutné vymezit si základní pojem - součinitel (koeficient) tření. Není to tak nudné a komplikované, jak to zní. Stačí pochopit, jak funguje, k čemu se vztahuje a jak se dá vypočítat a vaše povědomí o formuli 1 vystřelí k nebeským výšinám. Jen prosím nevyprávějte o koeficientu svým přátelům, nemuseli by mít pro vaši zálibu pochopení.

CO JE SOUČINITEL TŘENÍ?

Velmi jednoduše - je to číslo, respektive poměr, který reprezentuje přilnavost pneumatiky. Čím vyšší koeficient je, tím přilnavější pneumatika je. Klíčem ovšem je jeho výpočet. Představte si pneumatiku, která váží deset kilogramů. Taková pneumatika sama o sobě, bez monopostu, působí na podložku ekvivalentem vertikálního zatížení o velikosti deset kilogramů. Pakliže je potřeba dalších deset kilogramů aplikovaných na předmět v požadovaném směru k tomu, aby se dal předmět do pohybu, pak je součinitel třetí 1,0. Jestliže stačí pouze síla reprezentovaná poloviční hmotností, má součinitel hodnotu 0,5. Když je, naopak, třeba dvaceti kilogramů, je koeficient 2,0. Jiný slovy: součinitel tření = horizontální zatížení pneumatiky nutné k jejímu uvedení do pohybu ÷ vertikální zatížení pneumatiky.

LEPIVÉ ZATÁČKY

Jak už bylo řečeno, čím vyšší koeficient, tím lépe pro formuli 1, která může zatáčku projet rychleji. Zatáčení vyvolává u pneumatik boční zatížení - síly vzniklé nenadálou změnou směru se snaží udržet pneumatiku v přímém směru (aby tedy pokračovala rovně) a nezatáčela. Říká se tomu dostředivá akcelerace. Něco takového je nám samozřejmě intuitivně známé - každý řidič z vlastní zkušenosti ví, že čím je rychlejší průjezd zatáčkou, tím větší síly působí proti změně směru. Čím větší je součinitel tření, tím větším bočním silám dokáže pneumatika odolávat do chvíle, kdy ustřelí. Proto může vůz F1 projíždět zatáčkami tak rychle. Jednoduché, že? Můžeme dojít k jednoduchému závěru. Díky tomu, že v letošní sezoně všichni pojedou na stejných pneumatikách a součinitel tření bude shodný pro všechny závody, budou mít všechny monoposty stejnou schopnost zatočit. Je to tak? Chyba, není. Tady je druhá část dnešní lekce: součinitel tření totiž roste s vertikálním zatížením. Takže vraťme se k naší desetikilogramové pneumatice s koeficientem 1,0. Pakliže ji zatížíme dalšími deseti kilogramy, dá se do pohybu kupříkladu až při působení síly odpovídající patnácti kilogramům. V takovém případě je nový součinitel 1,5. Klíčem k dobrému fungování tedy je co nejvíce zvýšit vertikální zatížení a tím zvýšit koeficient tření.

MECHANICKÁ PŘILNAVOST

Techničtí puristé možná namítnou, že neexistuje nic jako „mechanická přilnavost“. Mají pravdu, protože tvrdí, že zavěšení samo o sobě aktivně nedokáže působit na pneumatiku a přitlačovat ji k podložce, čímž by docházelo k navýšení vertikálního zatížení. Když tedy laikové jako my mluví o mechanické přilnavosti, mají obecně na mysli faktory jako hladké gumy versus drážky, velikosti běhounu, geometrii zavěšení či rozložení hmotnosti, které přispívají k tomu, že je pneumatika v maximálně efektivním postavení vůči podložce (je plně vertikálně zatížená). Oni puristé ovšem mají pravdu v tom, že jakékoli mechanické úpravy nemohou mít vliv na zatížení působící na pneumatiku, tedy kromě jediné - zvyšování hmotnosti. Jenže když k něčemu takovému přistoupíte, začne růst dostředivá akcelerace v zatáčkách, takže bude boční zatížení vyšší i v nižších rychlostech, než by tomu bylo u lehčího auta, takže nárůst součinitele tření nepřinese efekt rychlejší jízdy. Právě proto se snaží týmy dostat co nejblíže minimální předepsané hmotnosti monopostů (605 kilogramů).

AERODYNAMICKÁ PŘILNAVOST

A třetím krokem je připočítání aerodynamické přilnavosti. Na přítlaku je krásné to, že generuje masivní nárůst vertikálního zatížení (až ztrojnásobuje hmotnost monopostu při maximální konfiguraci), aniž by došlo k nárůstu hmotnosti celého monopostu.
Velmi jednoduše se dá říci, že s přítlakem váží monopost více (je přilnavější k podložce), nicméně ve skutečnosti zůstává hmotnost naprosto stejná. Vědeckým jazykem: vůz nabírá tíži, aniž by rostla jeho hmotnost. Při zatáčení tak nedochází k nárůstu dostředivé akcelerace, která by se snažila monopost vytlačit ze zatáčky. Vyšší součinitel tření je tak možné využít k rychlejší jízdě. Takže: když lid F1 bude mluvit o tom, jak důležitá je aerodynamika, už budete i vy chápat proč. Ve skutečnosti jsou ale klíčové pneumatiky a jejich přilnavost. Jen slovo aerodynamika zní víc sexy, nemyslíte?

5 věcí, které byste měli vědět o pneumatikách vozů formule 1.

>> Pneumatiky pro F1 fungují nejlépe, když je povrch v rozpáleném stavu. To je na maximální úrovni lepicí i „přilnavostní“ efekt gumy.

>> Současné drážkované pneumatiky mají součinitel tření kolem 2,0, i když byly zavedeny s tím, že budou mít nižší přilnavost než nejširší slicky z osmdesátých let minulého století. Ty měly koeficient jen 1,5.

>> Teplota má na pneumatiky složitější vliv, než by mohl vztah teplo-dobře, chlad-špatně ukazovat. Guma, která se přehřívá, může přijít o své charakteristické vlastnosti anebo se opotřebovává rychleji, než by tomu bylo v případě ideálního zahřátí.

>> Přítlak stále hraje velkou roli v pomalých zatáčkách, přestože je vliv vertikálního zatížení při snižování rychlostí mnohem menší. Schopnost vytvářet přítlak v pomalých zatáčkách je málo známým efektem směsí gum pro F1.

>> Některé typy pneumatik pro F1 mají lepší vlastnosti, když jsou opotřebované. Po fázi, kdy se odrolují kousky gumy, se mohou vyvýšené části vzorku zbrousit do úhlu, který je výhodnější při zatáčení