Formula 1: Ako fungujú najlepšie brzdy sveta?

Svet 22. októbra 2015 (HSP/autoforum.cz/Foto:TASR/AP-Luca Bruno)

Niet pochýb, že v najznámejších auto-moto závodoch na svete, ktoré majú dlhoročnú tradíciu, je každý aspekt priam vedným odborom, či už ide o konštrukciu monopostov alebo o samotné jazdenie. Technológie vyvinuté pre tento seriál sú častokrát na vrchole a napomáhajú urýchleniu vývoja technológií aj v bežných vozidlách

Výnimkou nie je ani brzdný systém. Tie sú v centre pozornosti v F1 od sezóny 2014, a to aj vzhľadom na počet nehôd, ktoré boli spôsobené najmä zlyhaním bŕzd: Kamui Kobayashi na Australian Grand Prix a Lewis Hamilton na nemeckej Grand Prix. Zlyhanie bŕzd v Kobayashiho prípade bolo v skutočnosti zlyhanie systému brake-by-wire (elektronicky ovládané brzdy najmä z dôvodu nutnej integrácie so systémom KERS). Na druhej strane, Hamiltonova nehoda bola spôsobená zlyhaním tradičného brzdového systému.

Hoci brzdy formuly 1 môžu na prvý pohľad vyzerať zložito, pracujú na rovnakom princípe ako brzdy bežných automobilov. To je však pravdepodobne všetko, čo majú spoločné. Začneme materiálom. Bežné automobily používajú najčastejšie oceľové brzdové kotúče, niektoré moderné superšportové autá sú vybavené karbon-keramickými kotúčmi. A F1? Tá má od roku 1976 brzdy vyrobené zo špeciálneho materiálu karbón-karbón: ide grafit vystužený karbónovými vláknami. Okrem formuly 1 našiel vďaka vysokej odolnosti na extrémne teploty svoje využitie aj v armáde – preto sú špičky raketoplánov, či medzikontinentálnych balistických rakiet čierne. Má však jednu nevýhodu – rýchlo sa opotrebuje, čo je v prípade závodov F1 veľkou nevýhodou. Navyše ani výrobcov týchto špičkových častí monopostov nie je mnoho.

Brzdové kotúče sa musia vysporiadať s obrovským trením a teda aj s extrémnymi teplotami. Problémom je, že pri teplote zhruba 600 °C sa začína materiál opotrebovať takzvaným „vypaľovaním“. Najlepší brzdný účinok sa dosahuje pri teplote vyššej o 50 °C. Bežne sa však brzdy zahrievajú až na dvojnásobok – 1.200 °C. Preto je potrebné chladenie, na ktoré sa využíva predovšetkým náporový vzduch. Tu však dochádza k ďalšiemu problému: vzduch obsahuje kyslík, ktorý napomáha oxidácii a teda ďalšiemu opotrebeniu brzdových kotúčov.

Chladenie je teda pomerne komplexný problém. Faktom je, že zvyšuje aerodynamický odpor, čo znižuje maximálnu rýchlosť. Samozrejme, nejde o extrémne zníženie rýchlosti (rozdiel v aerodynamickej efektivite auta s najväčšími a najmenšími chladiacimi kanálmi je 1 km/h), no v závodoch o stotinky sekundy je to podstatný rozdiel. Podľa slov šéfa oddelenia pre brzdové systémy spoločnosti Safrane, Francka Ribasa, sa na dlhých tratiach musia brzdy vysporiadať s teplotným rozdielom až 1.000 °C, ktorý nastane po prudkom brzdení a následnom zrýchlení na dlhej rovinke. Práve to zvyšuje riziko únavy a zlyhania disku, ako sa to stalo v Hamiltonovom prípade.

A aká je cena? Firma Brembo dodá počas sezóny každému tímu 10 sad brzdových strmeňov, 140 – 240 brzdových kotúčov a 280 – 480 brzdových doštičiek. Jedna sada kotúčov stojí cca 4.500 dolárov a sada doštičiek približne 2.400 dolárov.

Videá:

Prehriatie a explózia kotúča:

Hamiltonova nehoda na kvalifikácii Veľkej ceny Nemecka na Hockenheimringu:

Kobayashiho nehoda na Veľkej cene Austrálie: