(Papp István) - Szigorodtak a dinamikus- és statikus töréstesztek szabályai 2012-ben.

A hétköznapi életben, a közutakon használatos személyautók és az utcai használatra tervezett sportautók esetében alkalmazott töréstesztekhez hasonló vizsgálatok a Forma-1-ben sem ismeretlenek. A versenyautó meghatározott alkatrészeinek terheléses vizsgálatainak elvégzése a pilóták- és a versenyzés biztonságának érdekében folyamatosan nagy fókusz alá vannak helyezve, és a Nemzetközi Automobil Szövetség által elrendelt vizsgálati módszerek metodikája is folyamatosan fejlődik.

Az FIA által felügyelt dinamikus- és statikus terhelési vizsgálatok bevezetésére az 1985-ös évben került sor, amelyeket az angliai Bedfordshire-ben található Cranfield Impact Centre-ben végeznek el. A dinamikus, vagyis mozgó „próbatestek” felhasználásával elvégzett töréstesztek alkalmával a Forma-1-es versenyautók elülső- és oldalsó részei mellett a hátsó traktus és a kormányoszlop terheléses vizsgálatait is el szokták végezni. A tesztek folyamán az egyik legfőbb kritérium az, hogy a pilóta testi épségének megőrzése érdekében speciális erősítéssel rendelkező pilótafülke, vagy más néven biztonsági cella mindvégig sértetlen maradjon. A vizsgálatokhoz felhasznált alváz és magát az ütközést végrehajtó szerkezet súlya együttesen 780kg-ot képvisel. A frontális ütközések szimulációja során a vizsgált elemet 15m/s-os (54km/h), az oldalirányú ütközések során 10m/s-os (36km/h) és a versenyautó hátsó gyűrődési zónáját érintő vizsgálat során pedig 11m/s-os (39.5km) sebességet alkalmaznak.

A Forma-1-es versenyautó biztonsági cellájával kapcsolatban elvégzett terheléses vizsgálatok további érdekessége, hogy a 2008-as szezonban 50mm-rel megemelt oldalfal használata mellett nem kevesebb, mint 250 tonnának megfelelő terhelést is károsodás nélkül el kell viselnie.

A fentiekben ismertetett sebességadatok első olvasatra talán túlságosan kevésnek bizonyulnak, de erre azért van szükség, hogy minél pontosabb méréseket tudjanak elvégezni a szakemberek, és egyúttal pontosabb képet lehessen kapni arról, hogy a versenyautó milyen károsodással lenne képes elviselni az adott terheléseket egy esetleges baleset alkalmával. A tesztek során a lassulás mértékét, az alkalmazott energia-elnyelő jellemzőket és a deformáció jellemző paramétereit nagyon precízen definiálják. Frontális ütközések során például a próbatesten mért lassulás mértéke az ütközés 3ms-ma alatt nem haladhatja meg a 60G-nek megfelelő nehézségi erőt, amely hozzávetőlegesen az emberi testsúly 60-szoros nagyságát jelenti.

Az F1-es versenyautó kormányoszlopát érintő terheléses vizsgálat célja, hogy mindvégig kellő biztonságos maradjon, és egy esetleges frontális ütközés során se jelentsen gondot még az olyan elképzelhetetlennek tűnő esetben sem, amikor a pilóta feje nekicsapódik a kormánykeréknek. A törésteszt során a kormányoszlopot megfelelően rögzítik a talajhoz, és egy 8kg súllyal rendelkező próbatestet ütköztetnek 7m/s-os (25km/h) sebességgel a kormánykerék közepének. A teszt során keletkezett deformáció mértékének a jól meghatározott határokon belül kell maradnia, és a keletkezett lassulás mértéke az ütközés 3ms-a alatt nem lépheti túl a 80G nehézségi erőt. A kormányoszloppal kapcsolatban elvégzésre kerülő vizsgálatok további elmaradhatatlan kritériuma, hogy a kormánykereket a kormányoszlopra rögzítő gyorszár az ütközést követően is működőképes legyen.

A fentiekben ismertetett vizsgálati módszerek mellett további 5 dinamikus- és 13 statikus töréstesztre is sor kerül a Forma-1-es autók karosszériájának elülső-, oldalsó- és hátsó területeit érintő vizsgálatok során. Ezek között szerepel többek között az alváz üzemanyagtartály alatti részén alkalmazott terheléses igénybevétel, az orrkúp oldalirányú terhelése, valamint a pilóta lábánál és a versenyzői ülés környékén elvégzett oldalirányú ütközési próbák is. A karosszéria felületi részeinek reakciója a legnagyobb kérdés ezen vizsgálatok alatt, valamint a biztonsági cella, vagy akár az autó sebességváltója milyen mértékű törést, vagy deformációt szenved el, és hogy mindezek belül maradnak-e szabályzatban meghatározott határértékeken.

A Forma-1-es versenyautó további kritikus része a pilóta feje fölött lévő airboxnál kialakított bukókeret, amely az autó esetleges felborulása esetén kell, hogy megvédje utasát. A bukókeret terheléses vizsgálatát három különböző irányból végzik el: 5 tonna oldal-, 6 tonna hossz- és 9 tonna függőleges irányú terhelést alkalmaznak, amelyek elvégzését követően a bukókeret deformációja nem haladhatja meg az 50mm-es határértéket.

A Forma-1-es versenyautó alváza jelenti tulajdonképpen az egész konstrukció gerincét, hiszen ehhez sokféle egyéb alkotóelemnek kell csatlakoznia. Éppen ezért megfelelő merevséget és szilárdságot kell biztosítania, hiszen a száguldás során keletkező erőhatásoknak károsodás nélkül ellen kell állnia, miközben a kerékfelfüggesztés, a motor, a sebességváltó és nem utolsó sorban az autón lévő aerodinamikai elemek mind-mind különböző mértékű terheléseket jelentenek az autóra nézve.

A versenyautó kialakításánál azonban nemcsak a minél jobb menetjellemzők elérését kell szem előtt tartania a mérnököknek, hiszen az általuk megépített konstrukciónak meg kell védenie a benne helyet foglaló pilótát egy esetleges baleset során. Éppen ezért az autó azon elemeit, mint például a speciális anyagok felhasználásával készített kevlár erősítésű üzemanyagtartályt is oly módon kell elhelyezni, hogy az semmiképpen se veszélyeztesse a versenyző testi épségét, és ne is befolyásolja negatívan a konstrukció aerodinamikai karakterisztikáját.

Egy-egy új konstrukció megépítésénél a szakemberek leginkább a megbízhatóságot- és a teljesítményt növelő, valamint az aerodinamikai hatékonyságot fokozó újításokra helyeznék a legnagyobb hangsúlyt, de ezen munkafázisok során nem szabad figyelmen kívül hagyniuk az FIA által megkövetelt biztonságtechnikai részleteket sem. Éppen ezért az autó kialakításánál kellő kompromisszumra van szükség, hogy a technikai előírásoknak történő maximális megfelelés mellett a lehető leginkább teljesíteni tudják az előzőleg említett irányelveket.

A versenyzés és a pilóták biztonságának érdekében a Nemzetközi Automobil Szövetség folyamatosan fejleszti az autók vizsgálatára alkalmazott törésteszteket. A 2010-es szezonban például az FIA összesen 14 féle különböző vizsgálat elvégzését írta elő, míg a 2012-es évben már ez a szám 17-re növekedett.

A 2012-es évben életbe lépett új technikai szabályok miatt a csapatok helyzete kissé nehezebbé vált, hiszen az FIA által elrendelt kritériumok szerint csakis az a versenyautó léphet pályára a szezon előtti hivatalos teszteléseken, amelyik sikerrel teljesítette az FIA összes töréstesztjét. Ez a korábbi években valamelyest enyhébb rendelkezés volt, hiszen elegendő volt csupán a szezonnyitó nagydíjra elvégezni a Nemzetközi Automobil Szövetség által megkövetelt törésteszteket.

Az alábbi táblázat a 2012-es évben kötelezően elvégzendő töréstesztek és szilárdsági vizsgálatok részleteit mutatja, néhány jellemző paraméter feltüntetése mellett.

Mindamellett, hogy az előzőekben ismertetett vizsgálati módszereknek elsősorban a Formula-1-es versenyautók biztonságára nézve van nagy jelentősége, mindezek jelentős hatással vannak a személyautók biztonsági szintjének folyamatos fejlesztésére is.

Az FIA ugyanis aktív szerepet vállal az utcai autók Euro-NCAP tesztprogramjában is, míg a Williams alakulat támogatója, az Allianz az F1 mellett jelentős részt képvisel a közúti közlekedés biztonságát előtérbe helyező programok lebonyolításában is.

F1-Világ

Formula1Tech.hu