Seznamte se s technologií F1, která je již ve vašem voze

Zvyšte hlasitost rádia.

Zkontrolujte tlak v pneumatikách.

Zahoďte rychlost, abyste zvládli strmý kopec.

Typický volant automobilu umožňuje většině lidí provádět tyto funkce, aniž by museli sundat ruce z volantu – stejně jako závodí jezdec Formule 1.

Závody F1 byly dlouhou dobu testovacím místem pro technologie, které se později objevily ve spotřebitelských vozech. Dokonce i něco tak jednoduchého, jako je přišroubované zpětné zrcátko, lze vysledovat až k Ray Harrounovi, vítěznému závodu Marmon Wasp na úplně prvním závodě Indianapolis 500 v roce 1911. S velkými rozpočty a pravidly, která umožňují experimentovat, přitahují týmy F1 inovativní inženýry, kteří se čas na rozvoj výkonu. Od nových materiálů po energetické technologie, inovace ve vozech F1 nakonec ovlivňují budoucnost dopravního průmyslu.

„Závodění je vždy o tom, jít něco navíc a hledat nejsofistikovanější technické řešení,“ řekl Jochen Hermann, technický ředitel Mercedes-AMG. „To vám otevře mysl pro technologie, které by vás nenapadly jako první [consumer] auto.”

Ze závodiště do ulic města

Začlenění technologie F1 do spotřebních vozů není tak jednoduché, jako přejetí nového komponentu přes zeď ze závodní strany a jeho zapojení do Mercedesu G-Wagen příštího roku, luxusního sportovně užitkového vozu, nebo sportovního vozu McLaren 750S.

Požadavky na vůz F1 jsou velmi odlišné od vozů, které se běžně vyskytují na parkovišti u obchodu s potravinami, vysvětlil technický ředitel McLarenu Charles Sanderson. “Vůz formule 1 se v zásadě snaží zajet velmi rychlý čas na kolo a to se mu daří jen párkrát,” řekl Sanderson. Jeho komponenty jsou specializované právě na úkol rychlého chodu.

Vůz F1 nemusí mít místo pro tašku na notebook nebo být dostatečně robustní, aby přežil měsíce na zimních silnicích plných výmolů, jako musí být spotřebitelské auto. Spotřební vůz, který je navržen tak, aby fungoval po mnoho let, musí být vhodný pro různé řidiče, mladé i staré. „NVH [Noise, Vibration, Harshness, or in other words, how loud and jiggly something is] požadavky a bezpečnostní požadavky jsou u silničních automobilů velmi specifické,“ řekl Sanderson.

Vůz F1 míří doleva, v pohybu.  Je nízko u země s červenými koly a modrými pruhy vedoucími k jeho špičatému nosu.  V popředí jsou vidět žluté jiskry, odraz obklopující auto.
Závodník formule 1 Lewis Hamilton závodí v březnu za Mercedes. (Hamad I Mohammed/Reuters)

Může být těžké vysledovat původ prvku, který se objevuje ve spotřebitelském automobilu, který poprvé existoval ve stroji F1. Technologie často pronikne přes jiné formy závodů, jako je IndyCar nebo NASCAR. Někdy letecký průmysl testuje podobné inovace předtím, než je technologie dostupná pro motoristy sedící v provozu na rychlostní silnici. Například přeplňování turbodmychadlem, způsob zvýšení výkonu motoru pomocí proudění výfukových plynů, bylo poprvé použito u hvězdicových leteckých motorů. Nyní jsou turbodmychadla běžnou konfigurací motorů u mnoha moderních spotřebních automobilů, stejně jako u strojů Formule 1.

Ne každá nová technologická funkce začala na závodní dráze, ale jak míříme do závodní sezóny F1 2024, inženýři se shodují na několika důležitých inovacích, které spotřebitelská auta zdědila od F1 v posledních letech.

Řadicí páky

Řadicí páčky, které se kdysi nacházely pouze v nejexotičtějších superautech – malá táhla přímo za volantem, které lze použít k řazení převodových stupňů ve vozech s automatickou a poloautomatickou převodovkou – nebo k úpravě rekuperačního brzdění u několika elektromobilů – lze nyní najdete v čemkoli od nového Nissanu Maxima po Chevy Camaro z roku 2010. Funkce je tak všudypřítomná, že si možná ani neuvědomujete, že vaše auto má i.

„Poloautomatická převodovka byla předmětem studií a testů na trati již v roce 1979,“ řekl Emanuele Carando, šéf globálního marketingu Ferrari, který vyprávěl o tom, proč řidiči závodních vozů těžili z přesunutí převodovky na volant. V té době vozy F1 stále používaly manuální převodovku, něco jako motocykl, kde řidič klikal nahoru a dolů na rychlostní stupeň, místo aby pohyboval pákou na autě s manuální převodovkou. Pohyb vyžadoval drahocenný čas a sundal ruce z volantu.

Jasně červený vůz F1 střílený shora.  Auto zabírá šířku rámečku obrazu.  Sedí v něm řidič v bílé helmě a červené závodní kombinéze s rukama na volantu.  Přilbu řidiče a auto zdobí nápisy s logy "Marlboro."
Řidič Nigel Mansell v roce 1989. (Paul-Henri Cahier/Getty Images)
V interiéru Nissanu Maxima je zobrazen volant a ovládací panel na dveřích.  Oba mají řadu tlačítek ovládajících vlastnosti vozu.
Volant Nissan Maxima 2023 obsahuje pádlo řazení. (Nissan)

V roce 1989 vyhrál Nigel Mansell závody Velké ceny Brazílie ve F1-89, voze vybaveném prvním elektrohydraulickým řazením na volantu. O deset let později byl automobilový svět vzrušený, když na frankfurtském autosalonu v roce 1997 debutoval první spotřebitelský vůz s podobnou technologií. Byl to Ferrari F355 F1 Berlinetta.

„Jeho elektrohydraulický systém umožnil řidičům držet ruce na volantu během řazení rychlostních stupňů, zkrátit časy řazení a zlepšit integraci s motorem,“ řekl Carando. Tato technologie se objevila nejprve v dražších výkonných vozech, poté v běžných autech.

Uhlíkové vlákno

McLaren otřásl závodní scénou v roce 1981, když postavil vanu, kapsli, ve které seděl řidič, z uhlíkových vláken místo kovu a použil ji jako hlavní konstrukci svého závodního vozu MP4/1. Uhlíkové vlákno kombinuje silná uhlíková vlákna s pryskyřicí, která ztvrdne do materiálu, který je lehký, ale dostatečně pevný, aby v mnoha aplikacích nahradil ocel. Letecký průmysl používal tento materiál k výrobě lopatek některých proudových motorů.

„Kořen toho [carbon tub] se vrací k filozofii odlehčování,“ řekl Sanderson s odkazem na myšlenku běžnou mezi výrobci sportovních vozů, že nejlepší způsob, jak být rychlý a hbitý, je začít s co nejmenším množstvím hmoty: Myslete na výhodu gazely, pokud by ji pronásledoval slon přes labyrint.

„Možná to není technologie,“ pokračoval Sanderson, „ale jde o přenos filozofie, který je v rámci F1 velmi silně motivován. Základním principem dosahování časů na kolo je odlehčení.”

Po úspěchu MP4/1 na závodním okruhu McLaren pokračoval v používání karbonu ve svých závodních vozech a nakonec vyvinul spotřebitelský vůz využívající tuto technologii, v roce 1995 příhodně nazvaný McLaren F1. Brzy následovaly další automobilky.

“Od té doby,” řekl Sanderson, “každé vozidlo, které jsme postavili, mělo uhlík [tub]. Má spoustu výhod, nejen v nízké hmotnosti, ale také v tuhosti a bezpečnosti.“

Řada pěti vozů F1 čelem ke čtenáři.  Velké posádky stojí v pozadí.
Pilot McLarenu Lando Norris. (Ali Haider/Pool/Reuters)
Řada BMW, čelem ke čtenáři.  V okénku jednoho auta čte cenovka "250 000."
Výroba BMW i3. (BMW AG)

Vzhledem k tomu, že se stále jedná o drahý materiál, uhlíkové vlákno používají výrobci automobilů střídmě, obvykle jako automobilové šperky. Jeho poutavá černá tkanina dodává krytům konzol a obložení dveří sportovní, ale elegantní vzhled. Někteří výrobci automobilů jej používají k vytváření aerodynamických prvků, jako jsou zadní blatníky, přední spoilery a nástavce.

U modelů více zaměřených na výkon lze uhlíková vlákna nalézt v konstrukčních částech vozu, jako jsou kola a kabiny. Na Ferrari 296 GTB je jednou z mnoha drahých možností difuzor z uhlíkových vláken, který vede vzduch pod sníženou karoserií vozidla. Sportovní auta od mainstreamových značek, jako je Honda nebo Chevrolet, používají uhlíková vlákna pro doplňky, jako jsou zadní blatníky.

U cenově dostupnějších vozů vyráběných ve velkém množství mohou být uhlíková vlákna příliš drahá na to, aby ospravedlnila jejich přínos v oblasti úspory hmotnosti. Výjimkou jsou elektrická SUV BMW, maličký i3 a větší iX, které mají kabiny pro cestující vyrobené z uhlíkových vláken.

“Myslím si, že jak se tyto technologie budou nadále zdokonalovat, budou platnější pro masový trh,” řekl Sanderson. U elektromobilů zatížených těžkými lithiovými bateriemi se musí eliminovat hmota na jiných místech. „Odlehčení se stává důležitější, stejně jako bezpečnost. Obě tyto věci jsou díky uhlíku opravdu dobře dodávány.“

Hybridizace

Na rozdíl od řadicích pák a kompozitů byly hybridní motory – elektrický motor spojený s benzinovým motorem pro maximalizaci spotřeby paliva – umístěny do spotřebitelských automobilů jako první. Závody F1 přijaly technologii později.

Důvodem je palivová účinnost. Z marketingového hlediska se manažerům F1 zdálo prozíravé sledovat automobilový průmysl při přechodu od velkých V-8 motorů k menším motorům kombinovaným s elektromotorem. Byla by to zajímavá nová inženýrská výzva. F1 by také udržela relevantnější pro inzerenty a řešila by její dopad na životní prostředí ve světě ovlivněném změnou klimatu.

Inženýři F1 rychle viděli možnosti rekuperace energie z brzdění a dokonce i z tepla motoru, aby se později využila jako elektronický posilovač výkonu. Tato myšlenka využití akumulované energie ke zvýšení výkonu, nikoli pouze k úspoře plynu, je nyní k dispozici v některých spotřebitelských automobilech.

“KERS [Kinetic Energy Recovery System] rozhodně začal ve formuli 1,“ řekl Sanderson. „Ve skutečnosti si myslím, že McLaren a Honda vyvíjely koncept KERS. V podstatě regenerační brzdění. Jasně si pamatuji, jak jsem diskutoval s naším týmem Formule 1 o baterii, která byla v roce 2014 vložena do jejich systému KERS.”

Produktový snímek šedého Mercedesu-AMG.  Auto má zaoblené hrany a prodlouženou příď.
Čtyřdveřové kupé Mercedes-AMG GT 63. (Mercedes-Benz AG)

Mercedes-AMG C63 je velký luxusní sedan známý svým velkým motorem a působivým výkonem. Verze C63 S z roku 2024 má motor o polovinu menší než předchozí generace. Kombinací tohoto malého motoru s elektromotorem a lehkou baterií vytváří model 2024 více výkonu a zároveň přináší lepší spotřebu paliva. Je to kombo, které pochází přímo z F1.

„Speciální chladicí systém baterií AMG C 63 je také založen na technologii, kterou používáme ve formuli 1,“ řekl Hermann. “Není to jen hardware.” Software je stále důležitější.”

Nové inovace jsou již v závodním paddocku. Zisky dosažené v technologii baterií a hospodaření s energií zlepší spotřebitelská elektrická vozidla a pokrok v oblasti biopaliv může pomoci automobilům přejít od fosilních paliv ke snížení uhlíkové stopy.

O tomto příběhu

Elana Scherr je vedoucí redaktorkou a publicistkou ve společnosti Car and Driver. Scherr se zabývá automobilovou scénou, od závodních okruhů až po recenze nových aut již více než deset let, a víkendy tráví šťoucháním se nad sbírkou historických vozů.

Střih Bronwen Latimer. Úprava fotografií Haley Hamblin. Design a vývoj Audrey Valbuena. Úprava designu Betty Chavarria. Editace kopie od Anne Kenderdine.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *