- Forside
Optakt 2008: Sikkerhed
Sæsonen 2008 står for døren og i den forbindelse vil vi, indtil det går løs i Australien, komme med nogle indgående artikler, der kommer bag om facaden i Formel 1. Den første i rækken kommer i dag og handler om sikkerhed.
Af: (@bmf1.dk) d. 25/2 2008 klokken 15:02
Der er to elementer der konstant arbejdes med, når designerne skal bygge en moderne Formel 1 bil. Fart og sikkerhed. Motoren, aerodynamikken og dækkene sørger for farten, mens monocoquen sørger for kørerens sikkerhed.
Det absolut vigtigste område på en Formel 1 bil, er et monocoque, eller badekarret, som det ofte kaldes. Det er kørerens arbejdsplads og er uhyre stærkt. Det indeholder cockpittet og kørerens overlevelses-celle, men danner samtidig basis for resten af bilens chassis.
Motor og frontophængning bliver sat direkte på chassiset og dermed er monocoque, chassis, motor og front ophængningen, én samlet størrelse. Med andre ord bliver en bil bygget rundt om køreren.
Det var Colin Chapman, der i 1962 indsatte et nittet skelet af letvægtsmetal i sin Lotus 25. Det blev set som toppen af sikkerhed dengang, og var da også ganske brugbart. Men det var først 22 år senere, i 1984, da McLaren sendte den første bil på banen, med en sikkerhedscelle lavet udelukkende af kulfiber.
Ligesom de fleste andre dele i en moderne Formel 1 bil, er monocoquen lavet af kulfiber. Normalt indeholder det ydre lag et tæt vævet laminat af ydre paneler, mens det indre er fremstillet i den såkaldte bikage struktur i letvægts aluminium. Dette sikrer lav vægt, men et meget stærkt indre skelet.
Et tværsnit af cockpittet. køreren ligger nærmest ned i bilen
Kulfiber er et materiale der er dobbelt så stærkt som stål, men hele fem gange lettere. Som regel bruges der op til 12 lag af de såkaldte kulfibermåtter, eller paneler. Hvert af de individuelle tråde er fem gange tyndere end et menneskehår. Hele bredden er som regel ikke meget mere end 3,5 mm.
Et godt eksempel på hvor stærkt en monocoque er, så vi tilbage i 1997, hvor Giancarlo Fisichella crashede på Silverstone. Da man evaluerede den sorte box ombord hans bil, kunne man læse at bilen stoppede fra 227 km/t til 0, på bare 0,72 sekund. Det svarer til et fald fra en 200 meter høj bygning. Fisichella gik derfra med et ømt knæ.
Og hvem husker ikke Robert Kubica´s voldsomme crash i Canada i 2007? Det eneste der var intakt var monocoquen, men Kubica forstuvede kun sit ene ben.
At så mange kørere har overlevet alvorlige uheld, er et bevis på den enorme styrke en sådan celle har. Dette er samtidig et skulderklap til de teknikere og designere, der arbejder utrætteligt for at forbedre kørernes sikkerhed, men også til den konstante tekniske udvikling der sker i sporten.
Præcis som de biler vi ser på vejene, skal også Formel 1 biler crash-testes. Det er ikke tilfældigt at FIA er en af de aktive partnere det europæiske NCAP test program. Under en crashtest får monocoquen påsat en næse, det hele bliver sikret på en slæde, med en testdukke på 75 kilo i sædet.
Herefter bliver slæden med dukke og monocoque kørt frontalt ind i en mur med 15 m/s, eller 33 mp/h. Når testen er succesfuld, er det kun næsen, der er beskadiget. Er der skade på monocoquen, er det tilbage til tegnebordet.
Michael Schumacher. Ferrari, Belgien 1996
Ikke meget, når man tænker på at en Formel 1 bil kan komme op på over 350 km/t, men hastigheden er valgt, så man så nøjagtigt som muligt kan aflæse den kraft der opstår og også aflæse monocoquens evne til at absorbere det uønskede moment fra stødet.
Som nævnt er det kun næsen der må beskadiges ved et frontalt sammenstød. Næsen er specielt designet i den valgte bikagestruktur, til at splintres på en helt speciel måde, for at absorbere maksimal energi fra sammenstødet.
En kører skal kunne komme ud af sit cockpit på fem sekunder, inklusive den tid det tager at tage rattet af, og det må tage maksimum fem sekunder yderligere at sætte rattet på igen. Bag kørerens sæde, sidder en 'roll over' sikkerhedsbøjle, der tager fra, hvis bilen er vendt på hovedet.
Med introduktionen af HANS (Head And Neck Support) i 2003, vil kørerens hoved ikke længere blive kastet så voldsomt til siden og dermed er sikkerheden i monocoquen ekstrem høj.
Da Formel 1 begyndte i 1950, var det de færreste der tænkte på sikkerhed. Det vigtigste element var farten. Der gik dog kun omkring et årti før at hjelme og kørerdragter blev indført, men det tog længere tid med sikkerhedsseler.
HANS
Sikkerhedsseler blev gjort obligatorisk af FIA i 1972 på et tidspunkt, hvor det sandelig var blevet nødvendigt. Motorerne blev kraftigere og hurtigere, bilerne lettere og mere opfindsomme, og det var et spørgsmål om liv eller død, når kørerne satte sig bag rattet.
Køreren bliver spændt fast i sædet med en seks-punkts sikkerhedssele, meget lig den man finder i et jagerfly. To stropper over skuldrene, to omkring hofterne og to ved benene, gør at køreren har bevægelighed nok til at styre og til at betjene de knapper på rattet der er nødvendigt.
En kører tager nærmest bilen på, for der er usandsynlig lidt plads i et cockpit. Først sætter køreren sig ned, og skubber benene så langt frem som muligt. Når han så har fået hjelm på, og når den sidder som den skal, trykker han sig det sidste stykke ned. En kører ligger mere ned end han sidder. Fødderne og benene stikker helt ud i næsen af bilen, mens kørerens bagdel bevæger sig få centimetre over jorden.
I en Formel 1 bil bliver køreren presset så langt ned i sædet som muligt, og til dette kræver det hjælp fra en mekaniker. Som vi ved, må det tage maksimalt fem sekunder at komme fri af bilen i et nødstilfælde, og selen er ganske smart i den henseende.
Ved at dreje på én knap, løsnes alle selerne og køreren kan komme fri. Sammen med HANS-udstyret sikrer sikkerhedsselerne, at køreren ikke smadrer hovedet i rattet ved et voldsomt sammenstød.
Men det handler ikke udelukkende om at spænde køreren så fast i sædet som muligt. Selerne er lavet af polyester fibre og ofte er der vævet specielle monofibre ind i dem. Disse monofibre fungerer som små fjedre.
Fibrene hjælper med at holde selen stram, men samtidig tillader de fleksibilitet, og i tilfælde af sammenstød, vil de fordele presset over en større flade, hvilket gør risikoen for skader på køreren mindre. Titanium bliver brugt til spændet og til låsene, og ifølge FIA skal hver af disse holde til en belastning på 14,7 kilonewton, eller 1.470 kilo.
Som Martin Brundle siger det: "Hvis ikke selerne gør ondt, er de ikke spændt hårdt nok."
Til sidst er der naturligvis kørerens hjelm. Det er ikke bare at gå ned i den lokale tilbehørsforretning og vælge den med de pæneste farver. En hjelm bliver skræddersyet den enkelte kører, for at sikre optimal pasform og den maksimale sikkerhed.
Her er det David Coulthards hjelm, vi har lånt
Først bliver kørerens hoved scannet i forholdet 1:1. Derefter bliver der lavet en model ud fra scanningen. Denne model bliver så trykt, så ingeniørerne har noget konkret at arbejde med. 120 måtter af det ekstrem slidstærke materiale T800, bliver viklet rundt om modellens hoved. Hver tråd består af omkring 12.000 mikrotråde, hver er ca. 15 gange tyndere end et menneskehår. Den samlede længde af trådene på bare én hjelm, er ca. 16.000 kilometer.
En hjelm består af 17 lag af dette hemmelige materiale, men specialisterne vil dog røbe nogle af hovedingredienserne: Kulfiber for styrken, brandsikkert aramid og polyethylen, som også bruges til skudsikre veste.
Derudover bruges der aluminium og magnesium, og for at binde det hele sammen til slut epoxy. Hjelmene er ekstremt holdbare og med en total vægt på bare 1,25 kg. er de samtidig meget lette. Dette reducerer belastningen på kørerens nakke og skuldre.
Indeni er der to lag af det brandsikre materiale Nomex. Under test bliver hjelmen udsat for en 800 grader varm flamme i 45 sekunder. Temperaturen inde i hjelmen må ikke overstige 70. Visiret er 3 mm tykt, men er også ekstrem holdbart. Lavet af brandsikkert polycarbonat, sikrer det køreren et godt udsyn hele tiden.
Det absolut vigtigste område på en Formel 1 bil, er et monocoque, eller badekarret, som det ofte kaldes. Det er kørerens arbejdsplads og er uhyre stærkt. Det indeholder cockpittet og kørerens overlevelses-celle, men danner samtidig basis for resten af bilens chassis.
Motor og frontophængning bliver sat direkte på chassiset og dermed er monocoque, chassis, motor og front ophængningen, én samlet størrelse. Med andre ord bliver en bil bygget rundt om køreren.
Det var Colin Chapman, der i 1962 indsatte et nittet skelet af letvægtsmetal i sin Lotus 25. Det blev set som toppen af sikkerhed dengang, og var da også ganske brugbart. Men det var først 22 år senere, i 1984, da McLaren sendte den første bil på banen, med en sikkerhedscelle lavet udelukkende af kulfiber.
Ligesom de fleste andre dele i en moderne Formel 1 bil, er monocoquen lavet af kulfiber. Normalt indeholder det ydre lag et tæt vævet laminat af ydre paneler, mens det indre er fremstillet i den såkaldte bikage struktur i letvægts aluminium. Dette sikrer lav vægt, men et meget stærkt indre skelet.
Kulfiber er et materiale der er dobbelt så stærkt som stål, men hele fem gange lettere. Som regel bruges der op til 12 lag af de såkaldte kulfibermåtter, eller paneler. Hvert af de individuelle tråde er fem gange tyndere end et menneskehår. Hele bredden er som regel ikke meget mere end 3,5 mm.
Et godt eksempel på hvor stærkt en monocoque er, så vi tilbage i 1997, hvor Giancarlo Fisichella crashede på Silverstone. Da man evaluerede den sorte box ombord hans bil, kunne man læse at bilen stoppede fra 227 km/t til 0, på bare 0,72 sekund. Det svarer til et fald fra en 200 meter høj bygning. Fisichella gik derfra med et ømt knæ.
Og hvem husker ikke Robert Kubica´s voldsomme crash i Canada i 2007? Det eneste der var intakt var monocoquen, men Kubica forstuvede kun sit ene ben.
At så mange kørere har overlevet alvorlige uheld, er et bevis på den enorme styrke en sådan celle har. Dette er samtidig et skulderklap til de teknikere og designere, der arbejder utrætteligt for at forbedre kørernes sikkerhed, men også til den konstante tekniske udvikling der sker i sporten.
Præcis som de biler vi ser på vejene, skal også Formel 1 biler crash-testes. Det er ikke tilfældigt at FIA er en af de aktive partnere det europæiske NCAP test program. Under en crashtest får monocoquen påsat en næse, det hele bliver sikret på en slæde, med en testdukke på 75 kilo i sædet.
Herefter bliver slæden med dukke og monocoque kørt frontalt ind i en mur med 15 m/s, eller 33 mp/h. Når testen er succesfuld, er det kun næsen, der er beskadiget. Er der skade på monocoquen, er det tilbage til tegnebordet.
Ikke meget, når man tænker på at en Formel 1 bil kan komme op på over 350 km/t, men hastigheden er valgt, så man så nøjagtigt som muligt kan aflæse den kraft der opstår og også aflæse monocoquens evne til at absorbere det uønskede moment fra stødet.
Som nævnt er det kun næsen der må beskadiges ved et frontalt sammenstød. Næsen er specielt designet i den valgte bikagestruktur, til at splintres på en helt speciel måde, for at absorbere maksimal energi fra sammenstødet.
En kører skal kunne komme ud af sit cockpit på fem sekunder, inklusive den tid det tager at tage rattet af, og det må tage maksimum fem sekunder yderligere at sætte rattet på igen. Bag kørerens sæde, sidder en 'roll over' sikkerhedsbøjle, der tager fra, hvis bilen er vendt på hovedet.
Med introduktionen af HANS (Head And Neck Support) i 2003, vil kørerens hoved ikke længere blive kastet så voldsomt til siden og dermed er sikkerheden i monocoquen ekstrem høj.
Da Formel 1 begyndte i 1950, var det de færreste der tænkte på sikkerhed. Det vigtigste element var farten. Der gik dog kun omkring et årti før at hjelme og kørerdragter blev indført, men det tog længere tid med sikkerhedsseler.
Sikkerhedsseler blev gjort obligatorisk af FIA i 1972 på et tidspunkt, hvor det sandelig var blevet nødvendigt. Motorerne blev kraftigere og hurtigere, bilerne lettere og mere opfindsomme, og det var et spørgsmål om liv eller død, når kørerne satte sig bag rattet.
Køreren bliver spændt fast i sædet med en seks-punkts sikkerhedssele, meget lig den man finder i et jagerfly. To stropper over skuldrene, to omkring hofterne og to ved benene, gør at køreren har bevægelighed nok til at styre og til at betjene de knapper på rattet der er nødvendigt.
En kører tager nærmest bilen på, for der er usandsynlig lidt plads i et cockpit. Først sætter køreren sig ned, og skubber benene så langt frem som muligt. Når han så har fået hjelm på, og når den sidder som den skal, trykker han sig det sidste stykke ned. En kører ligger mere ned end han sidder. Fødderne og benene stikker helt ud i næsen af bilen, mens kørerens bagdel bevæger sig få centimetre over jorden.
I en Formel 1 bil bliver køreren presset så langt ned i sædet som muligt, og til dette kræver det hjælp fra en mekaniker. Som vi ved, må det tage maksimalt fem sekunder at komme fri af bilen i et nødstilfælde, og selen er ganske smart i den henseende.
Ved at dreje på én knap, løsnes alle selerne og køreren kan komme fri. Sammen med HANS-udstyret sikrer sikkerhedsselerne, at køreren ikke smadrer hovedet i rattet ved et voldsomt sammenstød.
Men det handler ikke udelukkende om at spænde køreren så fast i sædet som muligt. Selerne er lavet af polyester fibre og ofte er der vævet specielle monofibre ind i dem. Disse monofibre fungerer som små fjedre.
Fibrene hjælper med at holde selen stram, men samtidig tillader de fleksibilitet, og i tilfælde af sammenstød, vil de fordele presset over en større flade, hvilket gør risikoen for skader på køreren mindre. Titanium bliver brugt til spændet og til låsene, og ifølge FIA skal hver af disse holde til en belastning på 14,7 kilonewton, eller 1.470 kilo.
Som Martin Brundle siger det: "Hvis ikke selerne gør ondt, er de ikke spændt hårdt nok."
Til sidst er der naturligvis kørerens hjelm. Det er ikke bare at gå ned i den lokale tilbehørsforretning og vælge den med de pæneste farver. En hjelm bliver skræddersyet den enkelte kører, for at sikre optimal pasform og den maksimale sikkerhed.
Først bliver kørerens hoved scannet i forholdet 1:1. Derefter bliver der lavet en model ud fra scanningen. Denne model bliver så trykt, så ingeniørerne har noget konkret at arbejde med. 120 måtter af det ekstrem slidstærke materiale T800, bliver viklet rundt om modellens hoved. Hver tråd består af omkring 12.000 mikrotråde, hver er ca. 15 gange tyndere end et menneskehår. Den samlede længde af trådene på bare én hjelm, er ca. 16.000 kilometer.
En hjelm består af 17 lag af dette hemmelige materiale, men specialisterne vil dog røbe nogle af hovedingredienserne: Kulfiber for styrken, brandsikkert aramid og polyethylen, som også bruges til skudsikre veste.
Derudover bruges der aluminium og magnesium, og for at binde det hele sammen til slut epoxy. Hjelmene er ekstremt holdbare og med en total vægt på bare 1,25 kg. er de samtidig meget lette. Dette reducerer belastningen på kørerens nakke og skuldre.
Indeni er der to lag af det brandsikre materiale Nomex. Under test bliver hjelmen udsat for en 800 grader varm flamme i 45 sekunder. Temperaturen inde i hjelmen må ikke overstige 70. Visiret er 3 mm tykt, men er også ekstrem holdbart. Lavet af brandsikkert polycarbonat, sikrer det køreren et godt udsyn hele tiden.