Egy Forma-1-es autó minden eleme a tökéletességre és maximális precizitásra való törekvést hordozza magán. Ez nem volt másképp a Sauber 2012-es konstrukciójával sem. Az alábbiakban betekintést nyerhetünk, miként készültek az autó főbb komponensei.
Monocoque
A monocoque minden Forma-1-es autó szívét jelenti. A pilóta munkaterét és túlélőcelláját testesíti meg egyben. Erre csatlatkozik hátul a motor, míg elöl az autó orra. A monocoque formáját rengeteg tényező határozza meg. Ehhez tartoztak a technikai szabályzat által megadott dimenziók, melyek a pilótafülke nyílására vonatkoznak, valamint a tengelytáv, a tank mérete, a pilóta testfelépítése és más aerodinamikai követelmények.
A monocoque megtervezésénél először is a felület formáját határozzák meg. Ezeket az úgynevezett végeselemes számítások követik, melyekkel garantálni próbálják, hogy a biztonsági cella a mérnökök által megadott kritériumokat, melyek a tartósságot és merevséget illetik, teljesíti. Ezek egyrészt az autódinamikai megterhelésből, másrészt az FIA által előírt biztonsági előírásból adódnak.
Ezek az előírások az elmúlt években jelentősen megszigorodtak, s ezáltal a pilóta passzív biztonsága is nagyban javult. A legfontosabb teszteket a frontális teszt jelenti, melyet 15 m/s-mal végeznek el, az oldalsó teszteket 10 m/s-mal. Ugyanilyen jelentőséggel bír a bukócső megvizsgálása is, amelynek 12 tonnás megterhelést kell kiállnia. Az egész autóra öt dinamikus és 14 statikus teszt vár.
A monocoque szénszál és alumínium rétegekből épül fel. Ez a kombináció magas merevséget és tartósságot ad egy alacsony tömeg mellett. Az anyagokkal foglalkozó mérnökök meghatározzák, mennyi rétegnyi szénszál szükséges egy adott helyre, hogy az ellenálljon a sokrétegű kihívásoknak. Ehhez különböző típusú szénszálakból válogathatnak annak meglelően, hogy az erők egy vagy több irányból hatnak.
Különösen megterhelt területeken 60 rétegnyi karbont is eldolgozhatnak egymáson. A monocoque összesen 1500 szénszáldarabból áll. Két félhéjból építik fel, amelyhez további erősítéseket eszközölnek. Autoklávban történő többszöri égési folyamat után összeragasztják a héjakat. A legutolsó munkafolyamat számos merevítő elem rögzítését foglalja magába.
A hatalmas teherbíró képessége miatt a monocoque különösen nagy baleset esetén is maximális védelmet nyújt a pilótának. Mivel a benzintankot is itt helyezik el, drámai tűzesetekből sem volt hiány a múltban. Egy baleset után a biztonsági cella majdnem minden esetben megjavítható. Hinwilben évente négy monocoque-ot gyártanak, amely a versenyek és tesztek mellett a biztonsági teszteket is szolgálja. Minden egyes biztonsági zónát jóvá kell hagynia a Nemzetközi Automobil Szövetségnek, azonban csak az első darabot kell alávetni a fentebb bemutatott teszteknek.
Szénszálak
A motort, a váltó belső részeit és a keréktartókat kivéve egy Forma-1-es autó majdnem kizárólagosan szélszálból készük. A magas ellenállóság és alacsony tömeg a karbon legcsábítóbb tulajdonságai. Hasonló merevséget mutat, mint az acél, azonban ötször könnyebb. Negatív jellemzője azonban, hogy nagyon igényes előállítási procedúrát követel meg, valamint igen magasak az anyagköltségek. Egy négyzetméter impregnált szélszál lemez ára -típustól függően- 50 és 200 Euró között mozog.
A szélszálak átmérője 5 és 8 makrométer között van. Legalább 1000, maximum 20000 szálat formáznak egy köteggé. A Form1-ben mintegy 20 különböző szénszálfajta kerül használatra. Ezek a szerkezetükben különböznek, valamint a gyantában, mellyel impregnálják. Ha az erők csak egy irányból hatnak, akkor úgynevezett egyirányú szöveteket használnak. Ha az erők több irányból származnak, akkor kétirányú szálak kerülnek bevetésre. Az anyagokkal foglalkozó szakemberek meghatározzák, melyik szövet milyen gyantával mennyi rétegben szükséges, hogy elérjék a kívánt tulajdonságokat.
A szénszál darabok előállításának folyamata több lépésből tevődik össze. Először is a kocsi konstruálandó részét megtervezik a CAD (Computer Aided Design) program segítségével. Ezt követően az adatokat bedolgozzák és ezek szolgáltatnak alapot az úgy nevezett CAM (Computer Aided Manufacturing) számítógép által irányított folyamat számára. Miután pontosan kiszabják a szénszáldarabot, becsomagolják egy speciális műanyagzacskóba. Ezt az autoklávban 10-20 óra alatt 50 Celsius fok mellett megsütik. Ezt követően az így keletkezett „negatív forma’ túlesik a végső csiszoláson. Ezáltal kész lesz a tulajdonképpeni szénszálból készítendő komponens előállítására.
A negatív formába az előzetes számításoknak megfelelően helyezik el a szénszál darabokat egymás felé és egymás alá. Az adott komponenstől függően ezek több száz darabot is kitehetnek. Amikor ezzel elkészülnek, a formát a benne elhelyezett szénszálakkal ismét egy műanyagzacskóba csomagolják, légmentesítik, majd 5-6 órán át 150 Celsius fok mellett kisütik.
A sütési folyamat lezárultával az egyes darabkákon tovább dolgoznak, finomítanak, majd komplett komponenssé állítják össze. Egy első terelőszárny például körülbelül 200 szénszál darabból épül fel. Azoknál az alkatrészeknél, amelyeknek különösen teherbíróaknak kell lenniük, a szénszál mellett kevlárt és zilont (speciális szintetikus szál) is alkalmaznak.
Írta: Szabó Balázs
