Formule 1 by měla být královnou motorsportu a měla by přinášet tu nejlepší techniku, teprve z ní by pak měla vznikat špičková technika pro sériové automobily. Jenže zmrazený vývoj motorů a ze světa sériových automobilů odcházející atmosférické jednotky znamenaly, že toho donedávna Formule 1 pro sériové vozy moc udělat nemohla. Sériová technika hybridních a přeplňovaných motorů současnosti byla často složitější než ta v F1, byť je to možná trochu zlehčování.
Technika Formule 1 a sériových vozů si u Mercedesu vzájemně pomáhají
Právě proto, aby mohla Formule 1 nadále pomáhat s posunem běžného automobilového světa kupředu, vznikla zcela nová pravidla s hybridní F1 s přeplňovanými motory. Zcela nová pravidla pro letošní sezonu však postavila vývojáře formulových vozů a především jejich pohonných agregátů do nezvyklé pozice. Jejich kolegové z běžné „sériové“ praxe totiž často měli s přeplňováním, procesem downsizingu a hybridními ústrojími mnohem více zkušeností než oni sami.
Rafinovaný proces
Při vývoji aktuálního agregátu, který letos zcela dominuje seriálu Formule 1, tak došlo v podstatě ke zcela opačnému trendu, než se od královny motorsportu očekává. Mnoho poznatků z vývoje sériové techniky se uplatnilo při vývoji přeplňovaného šestiválce a hybridního systému F1. To umožnilo rychle vyvinout aktuální závodní motor. Jeho postupné zdokonalování a další vývoj pak ovšem mohou přinést kýžený pokrok i směrem opačným, tedy z Formule 1 do běžných aut.
Mercedes se tím, jak si vzájemně mohou F1 a běžný svět automobilů pomoci, chlubí veřejně. A za to, že často se současnou technikou pomáhali inženýři z vývoje Mercedesu, se nestydí. Funguje to však i opačným směrem: „Často jsme tázáni, zda vůbec existuje nějaký přenos technologií ze závodních vozů do těch sériových. Odpověď zní rozhodně ano, ale jde o mnohem rafinovanější proces než jednoduché použití dílů z jednoho auta na druhém,“ vysvětluje Paddy Lowe, technický ředitel týmu Mercedes AMG Petronas.
Mercedes uvádí příklady přenosu technologií v několika oblastech: hybridů, simulací, aerodynamiky, přeplňování, mazání a úpravy povrchů a snižování hmotnosti. Formule 1 tradičně běžným sériovým autům pomáhá především se snižováním hmotnosti a v oblasti maziv. Monoposty se vždy hnaly za co nejnižší hmotností a uhlíková vlákna jsou u nich zcela běžná, v sériových autech se dodnes karbon objevuje stále spíše vzácně, byť jeho význam v posledních letech výrazně roste.
Nanoslide se nanáší jako roztavený materiál rozprášením na stěny válců pomocí proudu plynu
Špičkové oleje závodních motorů musejí často splnit protichůdné požadavky. Musejí částečně fungovat jako chladící médium, mají pomoci k dosažení minimálního tření a přitom poskytovat maximální ochranu proti opotřebení dílů. Pro nové přeplňované šestiválce, které pracují s vyššími teplotami než dosavadní osmiválce, tak tým F1 vyvinul ve spolupráci s Petronasem nové speciální směsi syntetických olejů. A zkušenosti z jejich vývoje i reálné funkce pak Petronas přenáší do sériové výroby.
Naopak možná trochu překvapivě využili inženýři týmu F1 i jednu materiálovou specialitu, kterou Mercedes používá v sériové výrobě. Jde o materiál Nanoslide, který snižuje tření mezi pístem a válcem. Původně byl tento materiál vyvinut a použit pro silné motory AMG, v roce 2006 začínal v osmiválci a dodnes byl použit na více než 200 000 kusech vyrobených motorů.
Kouzla nejen s přeplňováním
S některými základy hybridní techniky pomáhali inženýrům z týmu F1 právě kolegové přímo z Mercedesu, na druhou stranu samotné hybridní ústrojí se systémy rekuperace energie (ERS) je v praxi složitější a komplexnější než sériové hybridní pohony. Paddy Lowe tvrdí, že jak v sérii, tak ve formuli dnes vlastně platí, že větší efektivita využívání energie se rovná vyšší výkonosti vozů. A má v podstatě pravdu. Právě současná zásadní omezení v oblasti spotřeby paliva mohou brzy přinést nové poznatky, které půjde aplikovat v sériové výrobě. V ní sice tlak na snižování spotřeby existuje, ovšem hybridní systémy zatím nejsou tak extrémní, jako ty ve formuli – tady je tedy šance pro formulové inženýry přijít s řadou novinek. Na druhou stranu třeba bezdrátové dobíjení plug-in hybridních vozů, které Mercedes pro sériová auta chystá, asi ve Formuli 1 neuvidíme.
Hybridní technika i přeplňování jsou v mnohém v sérii dále než v F1, to se však postupně mění
Ze zkušeností se sériovou technikou se inženýři Mercedes AMG Petronas inspirovali také u přeplňování. I tady ovšem šlo především o sbírání počátečních poznatků, následně už vývoj celého systému přeplňování probíhal v režií týmu v Brackley. Koncern Daimler ovšem poskytl třeba vývojové nástroje, v roce 2011 také vývoj začal ve spolupráci s externími firmami. O rok později však již vývoj probíhal kompletně vlastními silami, výsledkem je jedinečná sestava turbodmychadla s rekuperační jednotkou MGU-H.
Samotný kompresor turba a turbína totiž nejsou u sebe, ale na opačném konci motoru, takže se tepelně neovlivňují – spojeny jsou přes spojky a právě jednotku MGU-H, která může v případě potřeby nejen energii rekuperovat, ale také samotný kompresor roztáčet. O něčem podobném (elektricky asistovaných turbodmychadlech) se v sériové praxi uvažuje už téměř deset let, ovšem návrhy jsou zatím spíše jen v teoretické fázi nebo ve fázi některých testů. Formule 1 vývoj v této oblasti urychlí.
Počítačová teorie
V oblastech aerodynamiky a simulací si tým z Brackley a inženýři koncernu Daimler nepomáhají vývojem konkrétních součástí. To je vcelku logické, aerodynamika závodních vozů se zcela zásadně liší od těch sériových a má i jiný účel, co se simulací týče, ty rovněž mají v každém případě trochu jiné cíle. Jenže jisté je, že právě na simulace se dnes sériová produkce i závodní týmy soustředí, praktické zkoušky jsou totiž drahé a zdlouhavé. Simulační nástroje pro výrobu a sestavení pomohly formulovému týmu za čtyři měsíce vyvinout 5 000 různých dílů. Využili k tomu přitom řadu nástrojů využívaných v mateřském koncernu. Ty samozřejmě pozměňují a přizpůsobují svým potřebám. Ze způsobu práce a optimalizace procesů inženýrů F1 se pak budou moci poučit i pracovníci v běžném vývoji.
Totéž v podstatě platí i pro oblast aerodynamiky. I tady se hodně spoléhá na počítačovou CFD simulaci, u které je stále co zdokonalovat a zpřesňovat. Nové cesty zlepšení práce s CFD i aerodynamickým tunelem pak pomohou zlepšovat aerodynamiku i v běžné praxi.
Není laboratoř jako laboratoř
I přes to všechno si na adresu Formule 1 jako technologické automobilové špičky neodpustíme několik poznámek. Aktuální pravidla, která opět počítají s postupným zmrazováním vývoje motorů a která v podstatě diktují jejich základní konstrukci, jsou z hlediska přenosu technologií do praxe opravdu nešťastná. Formule 1 toho tak do praxe odvede méně, než by byli schopni inženýři vymyslet.
Chápeme, že za to může tlak na snižování nákladů, ovšem zrovna šetření u pohonné soustavy je tím nejméně vhodným řešením. Obzvlášť v době, kdy motory stejně vyrábí tři automobilky (od příštího roku čtyři), které je dodávají ostatním týmům. FIA by se možná mohla zabývat regulací ceny zákaznických motorů a povinnostmi dodavatelů, vývoj techniky by však měl být svobodnější. Ferrari, Mercedes i Renault (a od příštího roku i Honda) totiž z motorů pro F1 těží především po stránce prestižní a technické. Finance vynaložené na vývoj náročných formulových motorů nejsou vyhozené peníze, je to marketing i vývoj technologií budoucnosti v jednom.
Peníze investované do vývoje formulových agregátů mohou v konečném důsledku ušetřit peníze v běžném vývoji a tento vývoj urychlit. V současnosti to však vypadá, že technologickou královskou disciplínou se namísto F1 stávají vytrvalostní závody v čele se slavnou čtyřiadvacetihodinovkou v Le Mans. Tam technika zdaleka tak přiškrcená není a přináší opravdu různorodá řešení (více v článku o technice v Le Mans).
