Technikai analízis - Az F1-es fékrendszerek

Az F1-es fékek a repülés és az űrkutatás világából érkeztek, és az 1980-as évek elején álltak szolgálatba a száguldó cirkuszban. A szénszálas anyagokat az űrrakéták és űrrepülőgépek fúvókáinál, valamint a sugárhajtású repülőgépek fékrendszereinél használták. A szénszál ugyanis nem csupán nagyon szilárd anyag, de a hőtágulással szemben is nagyon ellenálló, és a jelentős hőmérsékleti változásokat is jól bírja. Ezen tulajdonságai miatt pedig tökéletesen illik egy Formula-1-es versenyautóra.

Vörösen izzik
A modern F1-es autók 300 km/órás sebességről mindössze 4 másodperc alatt képesek megállni, ami közel 6G-s lassulást eredményez. A fékerő - az a nyomás, amit közben a pilóta kifejt a fékpedálra - pedig 40 és 160 kilogramm között van. Az igazán kemény fékezések alatt így a szénszálas féktárcsa hőmérséklete eléri az 1200 Celsius-fokot, aminek következtében már vörösen izzik.

Egy szénszálas féktárcsa elkészítésének összetettsége miatt nagyon kevés cég készít szénszálas fékeket. Az egyik közülük az olasz Brembo, akik 1975 óta dolgoznak az F1 számára. A Brembo ma 5 csapatot lát el teljes fékrendszerrel, míg néhány másik csapatnak csak szénszálas tárcsákat szállít. Egy teljes szezon alatt minden istálló 10 szett féknyerget, 140-240 féktárcsát és 280-480 fékbetétet igényel a két versenyautójára.

Súlymegtakarítás
A szénszálas fékek egyik nagy előnye még az is, hogy nagyon könnyűek. Egy hasonló teljesítményű acél fékrendszer súlya 20 kilogramm lenne, ezzel szemben a teljesen szénszálas fékrendszer mindössze 6 kilogrammot nyom.

Ma az F1-ben használt féktárcsák maximális átmérője 278 mm, a szélességük 22 és 28 mm között változik, míg a tömegük mindössze 1400 gramm. A hatdugattyús féknyerget egy alumínium-lítium ötvözetből készítik úgynevezett mono-block kovácsolással, egy komplett féknyereg súlya pedig 1600 és 1800 gramm között van. A tárcsák előállítása egy hosszú és fáradságos folyamat. Az egész azzal kezdődik, hogy először prekurzor polimer, általában műselyem, poliakrilonitril szálakat állítanak elő. Majd ezeket a szálakat rámintázzák egy előre gyártott lemezformára, amire 300 Celsius-fokon rámelegítik. Ezt követően kemencében 2000 Celsius-fokra hevítik, mindezt metángáz környezetben, ami indukálja a grafitizálódást és az anyagot tömörebbé teszi, miközben annak molekuláris szerkezete is megváltozik. Végül a tárcsát a megfelelő alakra munkálják.

A hűtés növelése
A 2013-as szezonban a csapatok számára új kihívás érkezett: a Pirelli abroncsai 2 kilogrammal nehezebbek lettek, mint a 2012-es szezonban használt keverékek. Ennek következtében még fontosabbá vált az, hogy a fékezések alatt elkerüljék a kerekek blokkolása által okozott károkat, és csökkentsék az abroncsok kopását.

A fékezések során keletkező hő megfelelő elosztása érdekében drámai mértékben megnövelték a tárcsán elhelyezett szellőzőnyílások számát. 2008-ban egy féktárcsán még 30 nagy lyukat alakítottak ki, ezzel szemben 2012-ben már 200, 2013-ban pedig már 1000 szellőzőnyílás volt található egy tárcsán!