Sådan skabes en Formel 1 racer, Part 4

Lad mig starte med at slå fast, at alle teams holder kortene meget tæt til kroppen med lige netop denne del af udviklingsarbejdet. Næsten alt holdes skjult for nysgerrige blikke og emsige journalister. Nedenstående er derfor udelukkende baseret på almindelig research på nettet og tilgængelige interviews med forskellige ingeniører.

McLaren Technology Centre

Det siger sig selv, at motorens ydelse og racerens evne til at aflevere kræfterne effektivt, er af vital betydning. Der bruges derfor enorme ressourcer på at udvikle og finjustere motorer og gearkasser, så de til stadighed yder det absolut maksimale.

Den helt grundlæggende skabelon er naturligvis det gældende motorreglement, som til denne sæson lyder på V8 sugemotorer (altså uden turbo) med 16 ventiler og en samlet cylindervolumen på maksimalt 2,4 liter. Disse motorer må højest rotere med 18.000 o/min og skal minimum veje 95 kg.

Mercedes V8 FO 108S

Præcis som det er tilfældet med udvikling og design af monocoque og chassis, forgår den første og mest tidskrævende del af udviklingsarbejdet foran computerskærme. Her bliver alle motorens bevægelige dele tegnet ved hjælp af avancerede 3D-programmer. Her er der tale om en konstant afvejning af holdbarhed kontra vægt, da man i sagens natur ønsker at holde motorens samlede vægt så lav som muligt. Det ville formentlig være ingeniørernes mindste kunst at konstruere en motor, som aldrig ville bryde sammen under et løb, men den ville samtidig blive alt for tung.

For at tilgodese racerens køreegenskaber, stræber ingeniørerne samtidig efter at bygge motoren så kompakt som muligt, og med det lavest mulige tyngdepunkt. Motoren udgør en bærende del af den færdige racer, eftersom både gearkasse og bagtøjet bliver boltet fast på motoren. Der stilles derfor store krav til styrke og vridningsstabilitet.

Michael Schumacher og Nico Rosberg på besøg på en Mercedes-fabrik Copyright Mercedes AMG

Ved hjælp af komplicerede formler og beregninger tager denne indledende designproces derfor også højde for materialernes brudstyrke, så ingeniørerne kan finde frem til de rette dimensioner. Hensynet til vægt og bevægelsesmodstand i motoren betyder, at hver eneste komponent skal konstrueres så spinkelt som muligt.

Når de enkelte dele er færdigdesignede på computeren, sendes tegningerne videre til det egentlige motorværksted. Her er dog ikke tale om et værksted i traditionel forstand – det ligner mere et laboratorium. Her arbejdes med eksotiske materialer, som leder tankerne hen på rumfartsindustrien.

Mercedes' tekniske chef Ross Brawn Copyright Mercedes GP

Selve motorblokken er støbt i aluminium, mens stemplerne og krumtapakslen for at opnå den fornødne styrke primært laves i jern. Adskillige andre komponenter støbes eller fræses i magnesium, titanium og kobolt. Udfræsningsmaskinerne arbejder med en tolerance på ned til 2 mikroner. Hvor meget det er? Tag et hår fra dit eget hoved og flæk det på langs – 75 gange! Så meget (eller rettere så lidt) er en mikron.

Alt i alt består en færdig motor af mere end 5.000 komponenter, hvoraf de ca. 1.500 er bevægelige. Den samlede vægt ligger på præcis 95 kg.
Den færdige motor afprøves i en testbænk, hvor den underkastes et simulationsprogram. Her måles ydelse, moment, temperaturudvikling og en række andre parametre. Hvis motoren består på alle punkter, er den klar til at blive monteret i raceren.

RS27 V8 motoren

Allerede ved tomgang snurrer en Formel 1 motor med ca. 7.000 o/min. Det er mere end mange familiebiler nogensinde kommer op på. Ved 18.000 o/min vil hvert enkelt stempel fare op og ned i sin cylinder 300 gange i sekundet!

Udviklingen af gearkasse og kobling er på mange måder identisk med udviklingen af motoren. Materialerne er dog nogle andre – både kobling og gearkasse består primært af kulfiber og keramiske dele. Igen handler det om at konstruere alle komponenter så spinkelt som muligt, under hensyntagen til de enorme belastninger, som de udsættes for under løbene.

Ferrari F138 Copyright Ferrari Media

Gearkassen skal håndtere ca. 750 HK og et moment på ca. 350 Nm, men også denne skal konstrueres så kompakt som muligt. Den færdige gearkasse vejer kun ca. 35 kg.

En Formel 1 kobling er ligeledes en særdeles kompakt sag. Konstrueret næsten udelukkende i kulfiber er den på størrelse med en Big Mac og vejer ca. 900 g.

Overordnet set er der tale om udvikling og konstruktion på et meget højt teknologisk niveau. Motorer, gearkasser og koblinger har ikke meget tilfælles med dem, vi finder i vores familiebiler. I Formel 1 er ydelse og lav vægt de primære fokusområder, mens resten handler om én lang række af kompromisser.

Red Bull Racing teamchef Christian Horner

Selvom antallet af motorhavarier er faldet markant, siden FIA indførte en begrænsning for, hvor mange motorer, hver racer måtte benytte over en hel sæson, oplever vi stadig ind imellem, at en motor går op i røg. Ikke så underligt, når man tænker lidt nærmere over de enorme belastninger, som de udsættes for.