Królowa motorsportu

Wielkie ściganie pod szyldem F1 rozpoczęło się wiosną 1950 r. Na dawnym lotnisku szkoleniowym RAF, położonym w pobliżu miasteczka Silverstone w środkowej Anglii, wytyczono tor, na którym 13 maja odbyła się pierwsza runda Mistrzostw Świata Formuły 1 (F1). Na inauguracji pojawiły się nawet brytyjskie koronowane głowy - król Jerzy VI i królowa Elżbieta. Wyścig wygrał, prowadząc Alfę Romeo 158, Włoch Giuseppe Farina - późniejszy pierwszy mistrz świata.

Geneza F1 jest jednak wcześniejsza i sięga organizowanych w latach 20. i 30. zawodów serii Grand Prix. Po wojennym interludium dość szybko wrócono do ścigania na mistrzowskim poziomie - już 1 września 1946 r. zorganizowano Grand Prix Turynu, które wygrał Achille Varzi w Alfie Romeo. W tym samym czasie Fédération Internationale de l’Automobile (FIA) zdefiniowała nowe reguły (inaczej formułę - stąd nazwa) wyścigów międzynarodowych Grand Prix. Na początku opierały się one w dużej mierze na przepisach sprzed II wojny światowej, w których decydującą rolę odgrywała pojemność silnika - samochody miały 1,5-litrowe doładowane lub 4,5-litrowe standardowe motory umieszczone z przodu auta.

Pierwsze sezony zostały zdominowane przez konstrukcje włoskie: Alfa Romeo, Ferrari, Maserati. Ferrari pojawiło się na torach F1 począwszy od drugiego wyścigu, w Monako, i pozostaje jedynym zespołem, który jest na nich obecny nieprzerwanie do dzisiaj.

Jeśli chodzi o kierowców, lata 50. były przede wszystkim popisem umiejętności legendarnego Argentyńczyka Juana Manuela Fangio, który w okresie 1950-1957 zdobył aż pięć czempionatów i dwa razy został wicemistrzem. Do dzisiaj wspomina się m.in. jego niesamowity pościg za kierowcami Ferrari na torze Nürburgring w 1957 r.

Warto także wspomnieć o krótkim, ale bardzo wyrazistym epizodzie Mercedesa-Benza, którego bolid W 196, uzbrojony w wiele technologicznych innowacji, całkowicie zdominował wyścigi w latach 1954-1955 (prowadzony przez Fangio i Stirlinga Mossa wygrał dziewięć z dwunastu wyścigów, w których wziął udział). I zapewne ta niesamowita passa trwałaby dłużej, gdyby nie wycofanie się Mercedesa z F1 na długie 55 lat po tragedii podczas 24h Le Mans w 1955 r. Trzeba dodać, że wyścigi F1 w tamtych czasach także pozostawały skrajnie niebezpieczne: potężne, ponad czterystukonne maszyny z silnikami z przodu były bardzo szybkie i nie miały prawie żadnych zabezpieczeń. Podobno kierowcy przed każdą rywalizacją żegnali się z bliskimi, jakby wyruszali na wojnę.

Koniec lat 50., lata 60. i początek kolejnej dekady zdominowali kierowcy i konstruktorzy z Wielkiej Brytanii. Między 1958 a 1974 rokiem ci pierwsi zdobyli dziewięć tytułów mistrzowskich (m.in. Mike Hawthorn, Graham Hill, Jim Clark, Jackie Stewart), a brytyjskie zespoły aż trzynaście tytułów mistrzowskich w kategorii konstruktorów. W 1958 r.

Moss zwyciężył w GP Argentyny, prowadząc maszynę Cooper-Climax, w której silnik umieszczono za kierowcą. To, że jest to optymalne rozwiązanie (bardziej równomierne rozłożenie masy), udowodnił przede wszystkim Australijczyk Jack Brabham, który w samochodach własnej konstrukcji zdobywał tytuły mistrza świata w latach 1959, 1960 i 1966. To był przełom. Począwszy od sezonu 1961 silnik z tyłu znalazł się w bolidach wszystkich zespołów startujących w F1 i tak już zostało do dzisiaj. Lata 60. były w dużym stopniu epoką tzw. zespołów garażowych, takich jak Cooper, Brabham czy Lotus, które skutecznie rywalizowały z takimi potęgami, jak Ferrari czy Alfa Romeo.

Zdecydowanie największe piętno na wyścigowych konstrukcjach w tych latach odcisnął założyciel Lotusa, genialny konstruktor Colin Chapman. To Lotus jako pierwszy pokazał samochód zbudowany wokół aluminiowego monokoku, konstrukcji samonośnej, wykonanej z materiałów kompozytowych (Lotus 25 z 1962 r.), oraz słynne malowanie Imperial Tobacco, w ten sposób wprowadzając do Formuły 1 sponsoring. Także w tym okresie, w 1968 r., do F1 weszły skrzydła dociskające bolidy do podłoża (jako pierwsze użyły ich Brabham i Ferrari).

W sezonie 1961 doszło do najbardziej tragicznego wypadku w historii F1. 10 września na torze Monza w wyniku zderzenia z Jimem Clarkiem zginął kierowca Ferrari Wolfgang von Trips oraz 15 widzów, a 60 zostało rannych.

W późnych latach 70. Lotus zastosował w swoich autach aerodynamiczny efekt przypowierzchniowy, który zapewnił ogromny docisk i bardzo zwiększył prędkości w zakrętach. Siła docisku była nawet pięciokrotnie większa niż waga bolidu, wymagało to więc także wzmocnienia zawieszeń. Pomimo tego F1 wciąż była skrajnie niebezpieczna, niemal w każdym sezonie dochodziło do groźnego wypadku. Często ginęli albo ocierali się o śmierć nawet najwybitniejsi kierowcy, o czym świadczy historia Austriaka Nikiego Laudy, który swoją wielką karierę rozpoczął właśnie w tamtym okresie.

W 1976 r. Lauda uległ niezwykle groźnemu wypadkowi na Nürburgringu. Pomimo poważnych poparzeń już po sześciu tygodniach wrócił na tor i stoczył pasjonującą walkę o mistrzostwo z Jamesem Huntem, która przeszła do historii motorsportu. Ostatecznie jednym punktem wygrał Brytyjczyk.

Początek lat 80. to kolejny wielki przełom konstrukcyjny i najbardziej szalona era w wyścigach - zastosowanie silników z turbodoładowaniem, które osiągały często moc znacznie przekraczającą 1 tys. KM. Przyspieszyło to rozwój technologiczny bolidów, bowiem olbrzymie moce i prędkości wymagały usprawnień, które pomogłyby kierowcom zapanować nad tymi "ryczącymi bestiami". Pojawiło się m.in. aktywne zawieszenie (wynalazek Lotusa rozwinięty przez Williamsa), półautomatyczne skrzynie biegów, sterowanie wszystkimi czterema kołami, system kontroli trakcji, hamulce tarczowe. Od sezonu 1989 r. turbodoładowanie zostało zabronione, w dużym stopniu ze względu na bezpieczeństwo.

- W pewnym momencie byliśmy tak cholernie szybcy, że zrobiło się niebezpiecznie. Dobrze, że wprowadzono limity paliwa, bo ścigalibyśmy się z mocą 1 tys. KM - wspominał jeden z kierowców F1, Derek Warwick. Rozpoczęła się era silników widlastych o dziesięciu cylindrach, najczęściej 3-litrowych rozkręcających się do niebotycznych wartości obrotów na minutę. Pionierem tej rewolucji, zresztą podobnie jak w przypadku turbodoładowania, było Renault, które najpierw dostarczało silniki dla Williamsa i Benettona, a z czasem reaktywowało swój własny team fabryczny.

Lata 80. i początek następnej dekady (aż do pamiętnego sezonu 1994), to okres kiedy na torach wyścigowych spotkali się prawdziwi giganci kierownicy: Nelson Piquet, Alain Prost, Nigel Mansell, Ayrton Senna. Pasjonujące pojedynki, jakie toczyli między sobą podczas wyścigów GP, zapisały się złotymi zgłoskami w annałach historii motorsportu. Prost i Senna wiele zawdzięczali niesamowitym maszynom McLaren Honda MP4/4, które na długo zdominowały tory F1.

Pojawiła się także nowa gwiazda na firmamencie, czyli zespół Williamsa, dla którego pracował genialny konstruktor Adrian Newey. To również epoka, w trakcie której Formuła 1, w wyniku działań takich ludzi jak Bernie Ecclestone, stała się kurą znoszącą złote jaja. W F1 inwestowano coraz większe pieniądze, zmagania kierowców oglądały miliony kibiców (na żywo i w tv), reklamodawcy walili drzwiami i oknami, a biznes kręcił się w niewiarygodnym tempie. Sportowa rywalizacja znalazła się w jego cieniu.

Tragedie, do jakich doszło w trakcie GP San Marino w 1994 r. - śmiertelny wypadek podczas kwalifikacji Austriaka Rolanda Ratzenbergera i przede wszystkim śmierć Ayrtona Senny, jednego z najlepszych kierowców w historii F1, dzień później, podczas wyścigu, stały się przełomem w kwestii większej dbałości o bezpieczeństwo kierowców Formuły 1.

Do dzisiaj jest to jeden z priorytetów FIA, konstruktorów bolidów, zespołów F1 i samych kierowców. W latach 90. bolidy stawały się coraz bardziej nafaszerowane elektroniką oraz systemami wspomagającymi jazdę, a w połowie dekady na scenie wyścigowej pojawił się nowy wybitny kierowca -Michael Schumacher,  którego umiejętności eksplodowały wraz z nadejściem nowego tysiąclecia. Do tytułów mistrzowskich w latach 1994-1995 Schumacher dołożył kolejne w latach 2000-2004. To do dzisiaj niepobity rekord. Niemiec zwyciężał głównie w bolidzie Ferrari, przerywając trwającą od 1959 r. dominację brytyjskich stajni. Niemiec był maszyną do wygrywania nie tylko ze względu na wysokie umiejętności. Do celu nierzadko dążył "po trupach" (np. potrafił świadomie spowodować kolizję, aby wygrać wyścig czy klasyfikację generalną), a na jego sukcesy pracował cały zespół - drugi kierowca się nie liczył. Dlatego szybko, bo już w 2002 r., formalnie zabroniono tzw. poleceń zespołowych.

Na specyfikę F1 w ostatniej dekadzie znaczący wpływ miały rewolucyjne zmiany w przepisach wprowadzane przez FIS. W 2009 r. zdecydowano się m.in. na powrót opon typu slick, wprowadzenie technologii KERS, czyli odzysku energii w celu zwiększenia mocy i wydajności bolidów, oraz znaczne modyfikacje w aerodynamice, np. pojawiły się ruchome przednie płaty skrzydeł, a w 2011 r. dodatkowo system DRS, który pozwalał kierowcy jadącemu za innym autem unieść fragment tylnego skrzydła i w ten sposób zwiększyć prędkość na prostej.

Głównym celem tych reform była chęć uatrakcyjnienia zawodów, które stawały się coraz bardziej przewidywalne i nudne, poprzez ułatwienie wyprzedzania. Okazało się, że duże zespoły niezbyt starannie przygotowały się na nadejście "nowego", a dodatkowo kilku znaczących producentów silników wycofało się z F1 ze względu na ogólnoświatowy kryzys ekonomiczny. Nagle pojawiła się szansa dla mniejszych teamów, a te skwapliwie ją wykorzystały, np. w 2009 r. tryumfował angielski Brawn, a potem przez cztery lata dominował zespół Red Bull i jego kierowca Sebastian Vettel.

Kolejna rewolucja przyszła w 2014 r., kiedy nastąpił powrót turbodoładowania, choć zupełnie w innej formie niż w latach 80. XX w. 2,4-litrowe V8 zostały zastąpione przez układy hybrydowe: turbodoładowane V6 o pojemności 1,6 litra wspierane przez układ elektryczny. Wycofano także system KERS, na rzecz sterowanych automatyką układów ERS (system odzyskiwania energii), w których skład wchodzi m.in. układ odzyskiwania energii cieplnej (MGU-H) i odzyskiwania energii kinetycznej (MGU-K).

Na nadchodzące zmiany najlepiej przygotowany był Mercedes, który po 55 latach postanowił powrócić do F1, chociaż do dzisiaj pojawiają się spekulacje, że po prostu wiedział o nich dużo wcześniej od innych. Tak czy inaczej ten fabryczny team technologicznie odskoczył konkurencji na tyle daleko, że jego kierowcy (przede wszystkim Anglik Lewis Hamilton) i bolidy od sześciu lat nieprzerwanie dominują w Formule 1.

Kolejna duża zmiana czeka nas już za rok i obecnie wszystkie zespoły oraz ich kierowcy intensywnie się do niej przygotowują. Wyścigi Formuły 1 mają stać się ciekawsze za sprawą nowych bolidów, które będą co prawda cięższe i wolniejsze, ale za to tak skonstruowane, by ułatwić kierowcom walkę na torze koło w koło. Mają wyglądać atrakcyjniej i zmieni się ich aerodynamika, aby jazda znajdującego się z tyłu bolidu nie była zakłócana przez tzw. brudne powietrze.

W 2021 r. urosną także obręcze kół z 13 na 18 cali, co ma zachęcić kierowców do bardziej aktywnej jazdy na torze, którą teraz ogranicza zbyt duża troska o zużywające się opony. Dodatkowo teamy nie będą mogły przeznaczać więcej niż 175 mln dolarów na sezon, czyli bardziej będzie liczyło się to jak, a nie ile, wydają pieniędzy.

Bolid

Samochodu wyścigowego F1 nie sposób pomylić z żadnym innym autem. Jego konstrukcja i parametry muszą być zgodne z precyzyjnymi przepisami wydawanymi przez FIA.

Jest to jeden z głównych powodów, dla których poszczególne konstrukcje na pierwszy rzut oka nie różnią się zbytnio od siebie. Przepisy FIA na przestrzeni siedemdziesięciu lat wielokrotnie się zmieniały, chociaż ogólna zasada konstrukcyjna od początku pozostaje niemal taka sama.

Bolidy Formuły 1 to jednomiejscowe pojazdy o otwartym nadwoziu, kołach wystających poza jego obrys i skrzydłach zamontowanych z przodu oraz z tyłu.

Silnik znajduje się tuż za fotelem kierowcy. Od sezonu 2014 jest to jednostka hybrydowa V6 o pojemności 1,6 litra, z turbosprężarką generująca moc ok. 800 KM. Maksymalne obroty nie powinny przekraczać 15 tys. obr./min, a spalanie nie może być wyższe niż 100 kg paliwa na godzinę. Obecnie dostawcami silników do Formuły 1 są Renault, Ferrari, Mercedes i Honda.

Od czasu Lotusa 25 podstawowym elementem podwozia samochodu F1 jest monokok, w którym znajduje się kokpit kierowcy. Jest on bardzo wytrzymały, aby móc przetrwać potężne uderzenia i przeciążenia, a tym samym chronić zdrowie i życie kierowcy. Do monokoku mocowane jest przednie zawieszenie oraz silnik wraz ze skrzynią biegów. Do jego budowy wykorzystuje się przede wszystkim włókno węglowe o strukturze plastra miodu. Minimalna waga bolidu w sezonie 2020 wynosi 746 kg.

Od lat 70. decydujący wpływ na wygląd wyścigówki F1 mają kwestie związane z odpowiednim opływem i oporami powietrza. Pojazdy te są skonstruowane w taki sposób, aby produkować jak największy docisk aerodynamiczny, a przy tym wytwarzać jak najmniej oporu. "Przyssanie" do jezdni w decydujący sposób wpływa na prędkość pokonywania zakrętów, natomiast mniejszy opór pozwala na osiąganie większych prędkości maksymalnych na prostych.

Ponieważ przy tak mocnych jednostkach napędowych i ogromnych prędkościach osiąganych przez bolidy, kierowcy byłoby ciężko zmieniać biegi w sposób tradycyjny, stosuje się w nich sekwencyjne, półautomatyczne skrzynie biegów, które mają osiem przełożeń.

Kierowca daje sygnał zmiany biegów, używając łopatek umieszczonych za kierownicą, która zresztą zupełnie nie przypomina tej, znanej ze zwykłych aut. Stanowi ona bowiem element, za pomocą którego kierowca zarządza niemal wszystkimi podzespołami auta. Dlatego pełno w niej przycisków i kolorowych wskaźników. Nie jest zamontowana na stałe i można ją w każdej chwili błyskawicznie wyjąć z kokpitu, aby w razie niebezpieczeństwa kierowca szybko wydostał się z samochodu.

Hamulce mają tłoki wykonane ze stopów lekkich, a ich tarcze i klocki są zrobione najczęściej z materiałów węglowych. Ich grubość nie może być mniejsza niż 32 mm, a średnica większa niż 278 mm. Tarcze hamulcowe mają nawet 1480 otworów wentylacyjnych o średnicy 2,5 mm każdy. Wraz ze specjalnymi oponami pozwalają na uzyskanie nieprawdopodobnych parametrów hamowania. Wszystkie zespoły korzystają z opon tego samego dostawcy, obecnie jest nim Pirelli. W każdym wyścigu zawodnicy mają do wyboru trzy mieszanki na suchą nawierzchnię (miękka - oznakowanie czerwone, pośrednia - żółte, twarda - białe) i dwie na mokrą (przejściowa - zielone i deszczowa - niebieskie).

Od wielu lat w wyścigówkach F1 stosowanych jest coraz więcej rozwiązań mających chronić zdrowie i życie kierowcy. Efekty są naprawdę imponujące, ponieważ od czasu wypadku Senny zdarzył się tylko jeden śmiertelny wypadek na torze F1 - w 2014 r. podczas GP Japonii zginął Jules Bianchi. Jedną z ostatnich nowinek jest system halo, czyli tytanowy pałąk, który ma ochronić głowę kierowcy np. przed zderzeniem z kołem, które odpadło od innego auta.

Generator innowacji

Formuła 1 to poligon doświadczalny dla wielu producentów samochodów. Jest niczym laboratorium NASA, w którym powstają wynalazki znajdujące po latach zastosowanie w życiu codziennym. Wiele rozwiązań i technologii opracowanych na potrzeby wyścigów F1, trafia więc potem do zwykłych aut.

Taki transfer zdarza się jako bezpośredni albo pośredni. Ten pierwszy jest rzadszy, ale jak najbardziej możliwy. Przykłady to np.: łopatki przy kierownicy, które najpierw pojawiły się na torach wyścigowych, a teraz można na nie trafić nawet w niektórych autach miejskich, wykorzystanie przez Mercedesa technologii powlekania gładzi cylindrów Nanoslide albo zastosowanie hybrydowego silnika z bolidu F1 w hiperaucie Mercedes Project One.

Częściej jednak możemy mówić o transferze pośrednim technologii F1 do zwykłej motoryzacji. Doświadczenie koncernu Renault zdobyte podczas wyścigów serii GP zaprocentowało np. opracowaniem nowej generacji tłoków do silników turbo.

Wiele wynalazków z zakresu technologii hybrydowej i odzyskiwania energii czy komunikacji elektronicznej z bolidem i z samym kierowcą jest bazą do opracowywania podobnych "cywilnych" rozwiązań.

Systemy aktywnego zawieszenia, które pojawiły się w F1 już w latach 80., z czasem trafiły do zwykłych samochodów. Podobnie było z systemami kontroli trakcji czy elektronicznie sterowanym dyferencjałem. To drugie rozwiązanie, które pozwala odpowiednio rozdzielić moment napędowy pomiędzy koła napędzanej osi, zastosowano po raz pierwszy w szosowym aucie w Ferrari F430, ale inżynierowie z Maranello wymyślili je i "doszlifowali" podczas wyścigów Formuły 1.

Warto także wspomnieć jeszcze raz o opracowanym na potrzeby Formuły 1 systemie odzyskiwania energii kinetycznej KERS. W bolidach był on czymś w rodzaju dopalacza, ale przekonwertowany na potrzeby "normalnej" motoryzacji ery eko został zaadaptowany w samochodach hybrydowych i autobusach.

Pole position

Przepisy F1 na przestrzeni siedemdziesięciu lat były wielokrotnie zmieniane, co czasami w sposób decydujący wpływało na przebieg rywalizacji. Przyjrzyjmy się pokrótce, jak wygląda to obecnie.

Zawody Grand Prix odbywają się w weekendy, na specjalnie przygotowanych torach, a w sezonie czeka nas zazwyczaj ok. 20 rund. Na każdą z nich składają się trzy sesje treningowe, kwalifikacje, podczas których zawodnicy walczą o pozycje startowe (najlepsza to pole position) oraz sam wyścig.

Bierze w nich udział dziesięć zespołów po dwóch zawodników w każdym. Walczą oni o tytuł najlepszego kierowcy na świecie, a punkty kierowców z jednego zespołu sumowane są w drugiej klasyfikacji mistrzowskiej - konstruktorów.

Najbardziej emocjonującą chwilą w całym wyścigu jest moment startu, bowiem od niego w dużym stopniu zależy dalszy przebieg rywalizacji. To wtedy dochodzi często do przepychanek i wypadków.

Niezwykle ważnym elementem strategii jest również odpowiednie zaplanowanie postojów w boksach, tzw. pit stopów. Od czasu kiedy zakazano tankowania w trakcie wyścigu, do pit stopu zjeżdża się głównie po to, aby zmienić opony. W każdym wyścigu należy skorzystać z minimum dwóch różnych mieszanek (poza sytuacją, kiedy pada deszcz). Pit stopy są bardzo widowiskowe – zmiana opon i kilka innych czynności serwisowych muszą zostać wykonane dosłownie w ciągu kilku sekund. Rekord należy do zespołu Red Bull Racing, który podczas GP Wielkiej Brytanii w 2019 r. zrobił to w 1,90 sekundy!

W przypadku znacznego pogorszenia pogody lub poważnego wypadku rywalizacja zazwyczaj jest przerywana. Na tor wyjeżdża wtedy samochód bezpieczeństwa, a za nim, w kolejności z momentu zatrzymania zawodów, poruszają się bolidy - wyprzedzanie jest zakazane. Podczas wyścigu na kierowcę mogą zostać nałożone dwie podstawowe kary: nakaz przejazdu przez boksy z zachowaniem obowiązującego ograniczenia prędkości oraz kara 10 sekund postoju w boksie.

W przypadku poważnego złamania regulaminu możliwa jest również dyskwalifikacja zawodnika. Karane są takie przewinienia, jak: falstart, spowodowanie wypadku, którego można było uniknąć, zbyt duża prędkość w boksach, sprzeczne z przepisami blokowanie innego kierowcy czy blokowanie przy dublowaniu.

Każdy wyścig tradycyjnie kończy sygnał dany flagą w czarno-białą szachownicę. W wyścigu punkty zdobywa pierwszych dziesięciu zawodników, wg schematu 25-18-15-12-10-8-6-4-2-1.

Od sezonu 2019 dodatkowo przyznaje się punkt za najszybsze okrążenie w wyścigu. Warunkiem jest zmieszczenie się w pierwszej dziesiątce. Na ostateczne miejsce w klasyfikacji generalnej spory wpływ mają także przeróżne ograniczenia związane z wymianą podzespołów i silników bolidu - np. każdy zawodnik w trakcie sezonu może wykorzystać maksymalnie cztery jednostki napędowe, a każda kolejna oznacza cofnięcie o dziesięć pozycji na starcie kolejnego wyścigu. Dlatego tak ważne jest przygotowanie podczas przerwy międzysezonowej pojazdu, który będzie szybki, a jednocześnie niezawodny.

Krzysztof Michał Jóźwiak