F1: Μονάδες ισχύος αντί για κινητήρες

Μετά από μια μακρά περίοδο όπου η εξέλιξη της τεχνολογίας των κινητήρων παρέμεινε στάσιμη με τους ατμοσφαιρικούς 2.4lt, V8 απόδοσης 780PS στις 18000rpm με περιοριστή στροφών, τα πράγματα αλλάζουν.

Οι κινητήρες που χρησιμοποιούνταν πέρυσι ήταν αποτέλεσμα εξέλιξης πολλών ετών και η αξιοπιστία βοήθησε τους κατασκευαστές να μειώσουν τα έξοδά τους. Επιπλέον ήταν και ο περιορισμός των 8 κινητήρων ανά σεζόν για κάθε πιλότο που συνετέλεσε σ' αυτό. Όπως και να έχει αυτή η εποχή τελειώνει και οι αλλαγές στους φετινούς κινητήρες είναι τέτοιες που θα επηρεάσουν την απόδοση του μονοθεσίου και στον άλλο βασικό τομέα την αεροδυναμική.

Συνολικά θυμίζουμε πως η απόδοση ενός μονοθεσίου στην πίστα εξαρτάται κατά 40% από την αεροδυναμική, κατά 40% από τον κινητήρα και κατά 20% από τα φρένα, δεδομένου πως τα ελαστικά είναι ίδια για όλους. Πέρυσι σε μεγάλο ποσοστό η όποια σημαντική διαφορά μπορούσε κάποιος να βρει στην απόδοση προέρχονταν από την αεροδυναμική. Φέτος τα πράγματα είναι διαφορετικά και θα παίζει σημαντικό ρόλο και ο κινητήρας. Οι φετινοί κινητήρες θα είναι υπερτροφοδοτούμενοι 1.6lt, V6. Η F1 παρότι το 2008 - 2009 έχασε Honda, BMW και Toyota σε επίπεδο κατασκευαστών, κατάφερε να διατηρήσει 3 κατασκευαστές κινητήρων Mercedes, Renault, Ferrari ενώ σε πελατειακό επίπεδο υπήρχε ακόμη ο παλιός V8 της Cosworth. Επιπλέον σημαντική είναι και η επιστροφή της Honda το 2015.

Από το 1960 η F1 που χρησιμοποιούσε τρίλιτρους κινητήρες πέρασε στους turbo, μετά στους ατμοσφαιρικούς 3.5lt ξανά πίσω στους 3.0lt V10 και τελικά στους 2.4lt, V8. Με το όριο περιστροφής να ξεπερνά τις 20000rpm και την ιπποδύναμη τους 1000 ίππους κάτι έπρεπε να γίνει για τα έξοδα και έτσι ήρθε το πάγωμα της εξέλιξης και των κανονισμών το 2006. Από τότε μέχρι σήμερα οι διαφορές στους κινητήρες είναι μικρές και προέρχονται κυρίως από την εξέλιξη των χαρτογραφήσεων.

Οι φετινοί κινητήρες έχουν πλέον πιο "πράσινη" εικόνα και το κυριότερο είναι πιο κοντά στα καθημερινά αυτοκίνητα. Θα μπορούσε στα 1600cc να χρησιμοποιηθεί τετρακύλινδρη διάταξη όμως κατασκευαστές όπως η Ferrari και η Mercedes ποντάρουν περισσότερο σε κινητήρες μεγαλύτερου κυλινδρισμού. Μην εκπλαγείτε αν δείτε σύντομα Ferrari V6 όπως και τα νέα σύνολα της AMG σε αντίστοιχη διάταξη.

Οι φετινοί κινητήρες των 1.6lt θα έχουν μόνο έναν υπερτροφοδότη χωρίς περιορισμούς στη συμπίεση του αέρα. Το όριο περιστροφής είναι 15000 στροφές ενώ υπάρχει και όριο ροής καυσίμου. Επιπλέον κάθε οδηγός θα έχει στη διάθεσή του 5 μόνο κινητήρες καθόλη τη διάρκεια της σεζόν. Η περιεχόμενη γωνία του V6 κινητήρα θα είναι στις 90 μοίρες και η διάμετρος των πιστονιών στα 80mm αντί για τα 98mm. Αυτό αλλάζει τα δεδομένα για τους κατασκευαστές. Σίγουρα θα χρειαστούν μικρότερα μπουζί ενώ τα πιστόνια θα λειτουργούν σε υψηλότερη πίεση και θερμοκρασία. Αυτό θα οδηγήσει σε αυξημένες ανάγκες ψύξης από το λιπαντικό και σε απαίτηση για μεγαλύτερη αντοχή, πιθανόν το κράμα αλουμινίου να μην επαρκεί και να χρειαστεί να αντικατασταθεί από χάλυβα.

Μια επιπλέον σημαντική παράμετρος είναι ο περιορισμός όσον αφορά στις συνολικές διαστάσεις του κινητήρα που είναι οριοθετημένες μέχρι και στα σημεία στήριξης στο σασί. Αυτό έγινε για να αποφευχθούν οι εξωτικές λύσεις που θα είχαν αστρονομικό κόστος και βέβαια για να μπορούν εύκολα οι μη εργοστασιακές ομάδες ν' αλλάζουν προμηθευτή κινητήρα.
Θεωρητικά οποιαδήποτε ομάδα θα μπορεί να χρησιμοποιήσει καθέναν από τους τρεις κινητήρες των Ferrari, Mercedes και Renault θα χρειάζονται όμως εκτεταμένες μετατροπές γι' αυτό. Το ελάχιστο βάρος του νέου κινητήρα έχει αυξηθεί από τα 95kg στα 145kg χωρίς το υβριδικό σύστημα. Αυτά τα πενήντα επιπλέον κιλά οι ομάδες θα χρειαστεί να τα θυσιάσουν από το έρμα τους γι' αυτό και η εμμονή για πιο ελαφριούς οδηγούς γίνεται όλο και πιο έντονη.




Το κέντρο βάρους του μονοθεσίου αναμένεται να υψωθεί κατά 35mm σε σχέση με πέρυσι φτάνοντας σε απόσταση από το έδαφος τα 20 εκατοστά. Δεδομένου πως ο στρόφαλος επίσης θα είναι ψηλότερα αυτό θα προκαλέσει ίσως θέματα στη σχεδίαση και τοποθέτηση του συμπλέκτη και του κιβωτίου. Οι νέοι κινητήρες 1.6lt θα αποδίδουν παραπλήσια ιπποδύναμη με τους μεγαλύτερους σε κυβισμό και κυλινδρισμό ατμοσφαιρικούς χάρη στον υπερτροφοδότη. Στο παρελθόν (1977- 1988) ο turbo κινητήρας 1.5lt της Renault αποδείχτηκε πιο ισχυρός από τον V8 της Cosworth και τον V12 της Ferrari. Ξαφνικά από τους 550 ίππους η ισχύς τριπλασιάστηκε σε διαμόρφωση κατατακτήριων δοκιμών.



Η σύγχρονη φιλοσοφία δεν είναι να φτάσουμε σε υψηλές τιμές ιπποδύναμης αλλά σε βέλτιστη αξιοποίηση καυσίμου. Τα καυσαέρια θα εξέρχονται από μια σωλήνα σε συγκεκριμένο σημείο ώστε να ελαχιστοποιηθεί η αξιοποίηση της ενέργειάς τους επ' ωφελεία της αεροδυναμικής. Επιπλέον ο υπερτροφοδότης όπως και ο συμπιεζόμενος αέρας θα έχουν σημαντικές ανάγκες ψύξης. Κομβικό σημείο της φιλοσοφίας σχεδίασης των νέων κινητήρων είναι ο περιορισμός στη ροή και κατ' επέκταση στην κατανάλωση καυσίμου. Ο κινητήρας θα έχει στη διάθεσή του 100kg/hr όταν γυρίζει πάνω από 10.500rpm. Αυτός ο περιορισμός οδηγεί σε οριοθέτηση της απόδοσης και πιθανόν να δούμε κάποιους κινητήρες να μην φτάνουν καν τις 15000 στροφές όπου οι αντιστάσεις είναι μεγαλύτερες. Ίσως οι κινητήρες να μην υπερβαίνουν σε πολλά σημεία τις 12000rpm. To καύσιμο θα ψεκάζεται απευθείας στο θάλαμο καύσης, υπό υψηλή πίεση που μπορεί να φτάνει τα 500bar. Η ροή του καυσίμου θα ελέγχεται από ειδικό αισθητήρα  "Gill Sensor" που θα δίνει σήμα στη SECU.

Το ζήτημα είναι πως θα επηρεάσουν όλοι αυτοί οι περιορισμοί την απόδοση των κινητήρων. Από μόνος του ο υπερτροφοδοτούμενος κινητήρας με τους προαναφερθέντες περιορισμούς δεν μπορεί να αποδώσει όσο ο απερχόμενος ατμοσφαιρικός. Ο 1.6lt αναμένεται να αποδίδει περίπου 600PS. Με τη βοήθεια όμως του Energy Recovery System  η απόδοση αυτή μπορεί να φτάσει τα 800PS με σαφώς μεγαλύτερες τιμές ροπής και ταυτόχρονα με κατανάλωση μειωμένη κατά 30% σε σχέση με πέρυσι. Εντυπωσιακό!