Gorivo u današnjoj Formuli 1

U velikoj promjeni pravila koja je 2014. stupila na snagu, očekivano su se u središtu pažnje našli motori, odnosno pogonske jedinice.

Za razliku od relativno stabilnih pravila od 2006. do 2013. koja su dovela do vrlo izjednačenih motora, težište je bilo na aerodinamici, što boljem iskorištavanju osjetljivih Pirellijevih guma i tehničkim inovacijama na dobro poznatim područjima razvoja.

Od 2014. godine je drukčije i otpočetka je bilo jasno da će upravo pogonske jedinice Ferrarija, Mercedesa i Renaulta, a kasnije i Honde, imati najveći utjecaj na performanse bolida i odnose snaga među momčadima.

>> Tehnički pravilnik: GORIVO

>> Tehnički pravilnik: SUSTAV ZA GORIVO I NADOLIJEVANJE

>> Sportski pravilnik: POTROŠNJA GORIVA I NADOLIJEVANJE

U eri atmosferskih V8 motora dobici koji su se mogli postići s gorivom bili su značajno manji nego što je to slučaj danas s turbo motorima smanjenog kapaciteta koji su potpomognuti sustavom za obnovu energije. Također, ograničena količina goriva u utrci igra vrlo važnu ulogu u cijeloj priči oko goriva i njegove važnosti za performanse bolida.

Zato donosimo pregled najvažnijih razloga zašto je gorivo u Formuli 1 postalo toliko važno.

Gorivo je drukčije, kao i motori

Novi V6 motori s turbom i znatno kompleksnijim sustavom za obnovu energije potpuno su drukčiji od atmosferskih V8 motora, ali isto tako i gorivo koje pokreće nove motore potpuno je drukčije od dosadašnjeg.

Shellov stručnjak Guy Lovett o toj temi kaže: “Pravila za gorivo su ista pa se okviri unutar kojih moramo razvijati gorivo nisu znatno mijenjali u odnosu na 2013.”

“Ali gorivo za smanjene turbo motore s izravnim ubrizgavanjem znatno je drukčije nego za atmosferske 2,4-litrene V8 motore. Tako da po tom pitanju imamo veliku promjenu.”

Gorivo je po prvi put sastavni dio motora od samog početka njegovog razvoja

Glavni čovjek Petronasa Eric Holthusen izjavio je da je ove godine primjetio nešto što u svojoj dvadesetogodišnjoj karijeri još nije – da su se motor i njegovo gorivo morali stvarati zajedno.

“Gorivo je oduvijek bilo bitan čimbenik u F1 okruženju, ali s novim motorima i novim gorivom stvari su drukčije nego ikad prije.”

“I nije riječ samo o gorivu – riječ je o kombinaciji jer je gorivo razvijeno posebno za određeni motor. Radimo na tome s Mercedesom gotovo dvije godine.

Novi motori predstavljaju veliki izazov za dobavljače goriva

Najveća promjena s kojom su ove godine suočeni proizvođači goriva je problem ‘detonacije’. Detonacija je nekontrolirana eksplozija unutar cilindra koja ne samo da smanjuje performanse, nego može uzrokovati i udare koji oštećuju unutarnje dijelove motora.

Turbo motori mnogo su podložniji ovoj pojavi jer imaju veći kompresijski omjer i vrte se na manje okretaja. To znači da je više vremena za razvoj drugog izvora eksplozije.

Iako proizvođači goriva mogu kontrolirati rizik detonacije povećavajući oktanski broj, ključna je ravnoteža jer najveća snaga ne dolazi nužno s najvećim oktanskim brojem.

Holthussen kaže: “Postoji optimalan oktanski broj koji morate naći – potrebno je mnogo testiranja. Ukoliko pretjerate s oktanskim brojem, može se smanjiti snaga. Sve je u optimizaciji.

Bitno je kako se gorivo ponaša prilikom raspršenja

Osim što smo 2014. godine dobili turbo motore, novost je i izravno ubrizgavanje goriva što znači da se gorivo ubrizgava izravno u komoru umjesto da se prije miješa sa zrakom.

Holthusen kaže da način na koji se gorivo ponaša u ‘atomiziranom’ stanju danas ključno za performanse.

“Moramo ubrizgati gorivo u komprimirani zrak, kao u dizelskim motorima, pa je kvaliteta izgaranja najviše određena atomizacijom goriva.”

“Površinska napetost goriva mora biti smanjena kako bi postigli maksimalnu atomizaciju za dobro izgaranje, a time i maksimalno iskorištenje goriva.”

Toplinski zahtjevi su povećani

Motori u Formuli 1 uvijek su oslobađali velike količine topline, ali turbo motori, zajedno s posebnim zatjevima novih sustava za obnovu energiju koji također oslobađaju vlastitu toplinu doveli su do toga da je hlađenje motornog prostora znatno teže nego dosad.

S obzirom da održavanje temperature motora unutar optimalnog temperaturnog raspona ovisi najviše o tome koliko dobro možete hladiti ulje, izazov za interne lubrikante veći je nego dosad.

Holthusen kaže: “Bio je to velik korak po pitanju odvođenja topline. Imamo 20% veće termičko opterećenje za lubrikante u odnosu na V8 motore.”

Jedini način za učinkovito rješavanje tog problema su sintetička goriva.

Gustoća energije goriva ključ je uspjeha

Nekad je u F1 bilo važno samo postići najveću moguću snagu, ali stroža FIA-ina pravila po pitanju sastava goriva, kao i ograničenje od najviše 100 kg goriva po bolidu u jednoj utrci, doveli su do posve drukčijih zahtjeva.

Kao što je Lovett objasnio, sve je u dobivanju što više energije iz zadane količine goriva, odnosno gustoća energije goriva postala je ključ uspjeha.

“Pravilo o 100 kg goriva po utrci znači da iz goriva moramo izvući što više energije,” kaže Lovett. “Želite što više kalorija u bolidu kako biste imali energije jer je to jedina energija koja ide u bolid.”

“Ali bilo koja komponenta goriva koja je dobra za oktanski broj nije tako dobra za energiju i obratno, tako da imamo negativnu povezanost tih dvaju zahtjeva.”

“Ključ za uspjeh i optimalno gorivo je balansiranje oktanskog broja za performanse i sprečavanje detonacije te gustoće energije, kao i nalaženje pametnih i inovativnih načina za poboljšanje performansi. Riječ je o zaista velikom izazovu.”

Bolje gorivo važno je i za električnu energiju

Povećanje gustoće energije goriva nije važno samo za poboljšanje performansi motora s unutarnjim izgaranjem, nego ima i velik utjecaj na električnu energiju dostupnu vozaču.

Učinkovitije gorivo ne znači nužno i manje goriva u bolidu kako bi se smanjila težina jer se višak goriva može koristiti za dobivanje više energije iz sustava za obnovu električne energije koji su mnogo jači nego prije.

Lovett je izjavio: “Motori su homologirani pa jedino možemo mijenjati gorivo i ulje. To je prilika za pronalaženje dodatnih performansi tijekom sezone.”

“S MGU-H jedinicom, poboljšanje performansi izgaranja znači da možete imati više energije u gorivu što možete iskoristiti za stvaranje dodatne topline koja se može pretvoriti u električnu energiju.”

Manja potrošnja goriva može donijeti veću brzinu na pravcu

Ne tako davno, nastojanja proizvođača goriva da smanje potrošnju ne bi puno značila samim proizvođačima motora. S manjom potrošnjom mogli ste imati nešto manje goriva, a time i nešto lakši bolid.

Sad proizvođači motora pritišću proizvođače goriva da poboljšaju učinkovitost jer im uspjeh ovisi izravno o tome. Renaultov šef za motore Rob White izjavio je: “Prije bi potrošnja goriva bila sekundarni faktor, ali sada je na samom vrhu prioriteta.”

“Smanjenje potrošnje goriva može izravno i znatno utjecati na brzinu na kraju pravca.”

“Ne želim pretjerivati, ali ako uštedite nešto goriva i potrošite ga na stvaranje električne energije, to otvara vrata iskorištavanju te energije za dodatne performanse, što je vozačima itekako zanimljivo.”

“Može biti riječ o velikoj razlici u brzini na kraju ravnih dijelova i primjetnoj razlici u vremenu po krugu za samo malo smanjenje potrošnje goriva. Ali ovo je dobar primjer kakva je Formula 1. Riječ je o optimizaciji više parametara.

Razlika u gorivima može biti velika

Detaljna GPS analiza performansi ovogodišnjih motora pokazala je da gorivo može činiti veliku razliku.

Red Bullov tehnički direktor Adrian Newey prvi je primjetio da se razlike među bolidima s istim motorima mogu objasniti samo gorivom.

“U našim GPS analizama jasno vidimo da neki imaju znatno više snage od drugih, iako imaju iste motore.”

Stručnjaci procjenjuju da bi razlike u snazi između istih motora s različitim gorivom mogu biti i do 30 KS. Lovett ne poriče da neki dobavljači zaostaju, ali brzina razvoja znači da varijacije mogu biti prilično velike.

“Vidjeli smo veće razvojne korake nego što je bio slučaj s V8 motorima, to je jasno,” rekao je. “Na uzlaznoj smo putanji razvojnog ciklusa i kao i u svakom razvojnom ciklusu u početku napredujemo brzo. I to je ono što sad radimo.”

Formula 1 ponovno plijeni tehničkim inovacijama na području goriva

Jedan od razloga prelaska F1 na energetski učinkovitije motore je veća povezanost takvih tehnologija i budućih cestovnih automobila.

Prijenos trkaće tehnologije u automobilsku industriju odavno je od velike važnosti za F1 što je ove godine posebno naglašeno.

Čak i iz perspektive goriva, znanje koje proizvođači goriva steknu ove godine koristit će i prilikom razvoja goriva za cestovne automobile.

Lovett kaže: “Tehnologija na kojoj radimo s Ferrarijem izravno je povezana s tehnologijom cestovnih automobila, a prijenos znanja, tehnologije, podataka i stručnjaka iz Ferrarijevog F1 programa na naše cestovne programe neki su od najvažnijih razloga zašto je Shell u Formuli 1.

Holthusen je dodao: “Ljudi koji rade na F1 lubrikantima i F1 gorivima također rade i na gorivu i lubrikantima za cestovne automobile, što vidim i kao velik motiv za te ljude. Svi osjećaju veliku strast prema F1, ali istovremeno rade i na svakodnevnim lubrikantima koje koristimo u našim automobilima.”