Bezpieczeństwo ponad wszystko
Przy projektowaniu nowego samochodu F1 dla inżynierów ważne są dwa parametry: szybkość i bezpieczeństwo. Silnik, aerodynamika i opony odpowiadają za szybkość, natomiast konstrukcja nadwozia gwarantuje bezpieczeństwo kierowcy nawet w ekstremalnych sytuacjach. Wykonana z włókien węglowych kabina przetrwania jest praktycznie niezniszczalna i odgrywa kluczową rolę w bezpieczeństwie Formuły 1.
Standardy bezpieczeństwa w czołowej kategorii wyścigowej świata uległy przez ostatnie lata znaczącej poprawie. Samonośny kadłub, tzw. monocoque, został po raz pierwszy zastosowany przez legendarnego projektanta i szefa zespołu Lotus, Colina Chapmana, który zastąpił klasyczną ramę rurową konstrukcją skorupową w swoim Lotusie 25 z 1962 r. Jeśli chodzi o bezpieczeństwo, trudno obecnie o bardziej skuteczną konstrukcję.
Brian O’Rourke, specjalista d/s materiałów kompozytowych w zespole Williams F1 Team, mówi: „Nadwozia stosowane w Formule 1 są obecnie bardziej bezpieczne niż kiedykolwiek. Mimo tego, badania i rozwój na tym polu nadal trwają, bo bezpieczeństwo kierowców jest dla nas priorytetem”.
Podobnie jak kabina kierowcy w Formule 1, tak i sztywna komora pasażerska w cywilnych samochodach to klucz do pasywnego bezpieczeństwa. W przypadku poważnego wypadku obie struktury muszą pozostać na tyle nienaruszone, na ile to tylko możliwe. „Ważne, by po wypadku drzwi mogły się łatwo otworzyć,” mówi Dr Hartmuth Wolff z Centrum Technologii Allianz (AZT). „Sztywność konstrukcji uzyskiwana jest za pomocą starannie dobranej wytrzymałej stali w miejscach, które są szczególnie narażone na odkształcenia, jak na przykład słupki”. Jednak sztywność przedziału pasażerskiego to nie wszystko. „Dla jak najlepszej ochrony pasażerów takie elementy, jak kontrolowany zgniot, sztywność nadwozia, ochrona ze strony pasów bezpieczeństwa i foteli muszą być odpowiednio skoordynowane,” mówi Wolff.
W Formule 1 nadwozie jest najważniejszym czynnikiem wpływającym na bezpieczeństwo kierowcy, od kiedy McLaren jako pierwszy wprowadził kadłub z włókien węglowych w 1981 r.
Mimo wysokich standardów bezpieczeństwa, jakie osiągnięto dotychczas, ciało rządzące Formułą 1 – czyli Międzynarodowa Federacja Samochodowa (FIA) – nie ustaje w próbach ich stałego podnoszenia. Testy zderzeniowe, wprowadzone po raz pierwszy w 1985 r., określają obciążenie, jakie musi wytrzymać nadwozie. Z roku na rok są coraz bardziej surowe.
Od 1997 r. obowiązkowe są testy zderzeniowe tylnej części oraz bocznych sekcji nadwozia, a także pałąka ochronnego nad głową kierowcy. Tutaj FIA też nie była do końca zadowolona z postępów i przed sezonem 2006 zaostrzono warunki testu tylnej części – prędkość przy teście dynamicznym wrosła z 12 do 15 metrów na sekundę, co odpowiada wzrostowi energii uderzenia o 56%. To pokazuje, jak dużą wagę FIA przywiązuje do ochrony kierowców w razie wypadku.
Nadwozia wykonywane są z włókien węglowych, czyli materiału kompozytowego dwa razy bardziej wytrzymałego od stali, ale pięć razy lżejszego. Składają się z maksymalnie 12 warstw cienkich mat z włókna węglowego, z których każda jest pięć razy cieńsza od ludzkiego włosa. Pomiędzy matami umieszcza się płaty aluminium o strukturze plastra miodu, które zwiększają sztywność. Całość jest następnie wypiekana w specjalnym piecu ciśnieniowym. Po dwóch i pół godzinie skorupa jest już wystarczająco wytrzymała, ale ze względów bezpieczeństwa proces wypiekania powtarzany jest jeszcze dwa razy.
W rezultacie nadwozia są na tyle wytrzymałe, by chronić kierowcę nawet w trakcie poważnego wypadku, jak np. ten, który Giancarlo Fisichella przeżył na Silverstone w 1997 r. Dane z czarnej skrzynki wykazały, że jego Jordan wyhamował z 227 km/h do zera w 0,72 sekundy, co odpowiada upadkowi z wysokości 200 metrów. Mimo tego Włoch miał tylko posiniaczone kolano – dowód na skuteczność ochrony gwarantowanej przez współczesne nadwozia F1.