Hunter
A kinetikus energia kockázatai az autóversenyzésben
Eddig két futam zajlott le az idei Formula 1-es szezonból, ami számtalan újdonsággal állítja szembe a résztvevőket. Ezek közül az egyik legérdekesebb a KERS, a kinetikus energia visszanyerő rendszer, aminek előnyeivel és hátrányaival talán még maguk a pilóták sincsenek teljesen tisztában. A hatékonyság mellett a rendszer biztonságos voltát számos kérdőjel övezi, utóbbiakat vette szemügyre a New Scientist.
A KERS egy több ismeretlenes egyenlet az autóversenyzés motorsport csúcskategóriája számára, új kockázatokat támasztva a sportág számára, megnövelve az akkumulátortüzek, áramütések esélyét és növelve a veszélyes törmelékek számát. Senki sem tudja milyen biztonságos a rendszer, különösen nagy sebességnél történő ütközés esetén; ilyenre az eddigi két futam során még szerencsére nem volt példa.
A Formula 1 új szabályai lehetővé teszik, hogy a visszanyert energiából minden egyes körben 6,5 másodpercen át 60 kilowatt erőtöbbletet adjanak a motoroknak, ami megközelítőleg csúcsteljesítményük 10 százalékával egyenértékű. A rendszer egy gombnyomással aktiválható, és segít az előzéseknél illetve a kigyorsításokban. Egyik nem titkolt célja a versenyek látványosabbá tétele, nyilatkozott Charlie Whiting a szabályalkotó Nemzetközi Automobil Szövetség (FIA) részéről. A másik célkitűzés az autóversenyzés "zöldebbé" tétele, a KERS ugyanis idővel csökkentheti az üzemanyag fogyasztást, amiből az utcai autók is profitálhatnak.
A KERS a járművek fékezésekor keletkező energia egy részét hasznosítja, illetve tárolja el elektromosan vagy mechanikusan. Egy dinamó vagy motor alakítja át a kardántengely forgásának energiáját elektromossággá, illetve ugyanez az ellenkező irányba is működik: az árammal meghajtható a kardántengely. A köztes időben az energia elektromosan egy lítium-ion akku tömbben vagy kinetikus energiaként egy nehéz, gyorsan forgó lendkerékben tárolódik.
A kérdés, melyik módszer a jobb? A Renault, a BMW Sauber és a McLaren az akkus megoldást választotta, ami egy jóval egyszerűbb formában már jó ideje működik a hibrid autókban, például a Toyota Priusban. Ez adja a legjobb teljesítményt a súly és a méret viszonylatában, továbbá könnyen átültethető az utcai autókba is, érvel a rendszer mellett Markus Duesmann, a BMW motorjainak főtervezője. Egy csapat, a Williams F1 a lendkerekes megoldást választotta. "Elemzésünk szerint a lendkerékkel sokkal gyorsabban alakítható át és táplálható vissza az energia" - magyarázta Damien Scott a Williams mérnöke. Elmondása szerint az autógyártók máris érdeklődnek az egykor szebb napokat is megélt, jelenleg azonban ismét az élvonal felé törő csapat lendkerekes technológiája iránt.
Beszéljünk azonban a veszélyekről. A magas feszültségű elektronika mindkét rendszernél komoly kockázati tényező. A YouTube egyik videóján jól látható hogyan löki hátra egy áramütés a BMW-Sauber csapat egyik szerelőjét, amikor megérinti az autót. "A szerelő azután szenvedett áramütést, hogy egyszerre érintette meg a kormánykereket és a karosszériát" - mondta Duesmann. A szerelő sérülés nélkül megúszta az esetet, a rendszert pedig azóta áttervezték, megelőzendő a hasonló eseteket.
Az áramütés pillanata a BMW Sauber jerezi tesztjén
A másik gondot a lítium akkuk kigyulladása okozhatja - erre is volt már példa a Red Bull Racing felkészülési időszakában -, ami időnként a laptopoknál is előfordul. Ennek megelőzéséhez körültekintően kell kiválasztani a katódot az akkukhoz, ami minimalizálhatja a rövidzárlat lehetőségét, mondta Simon Sheldon, az akkukon alapuló hibrid gépjárműrendszerek kifejlesztésével foglalkozó brit Amberjac Projects ügyvezető igazgatója.
Hasonlók a percenként 35 000 fordulaton pörgő lendkerék kockázatai is. Ha valami megakasztja a rendszert, akkor komoly esély van rá, hogy nagy sebességű törmelék terítse be a versenyautót, egyaránt veszélyt jelentve a benne ülőre és a közelében haladókra. A Williams tájékoztatása szerint az ő lendkerekük meghibásodás esetén is biztonságos marad. A brit csapat egy új szén kompozit anyagot használ, amit a szintén brit Urenco cég fejlesztett ki. Az Urenco urániumdúsításhoz készít centrifugákat. Az új anyagot úgy alkották meg, hogy meghibásodás esetén porrá málljon. "A konstrukció értelmében egy meghibásodásnál - legyen az egy ütközéses baleset - a lendkerékből nem marad más, mint szénszál por nagy nyomású kigázosodása" - mondta Scott.
A KERS egy több ismeretlenes egyenlet az autóversenyzés motorsport csúcskategóriája számára, új kockázatokat támasztva a sportág számára, megnövelve az akkumulátortüzek, áramütések esélyét és növelve a veszélyes törmelékek számát. Senki sem tudja milyen biztonságos a rendszer, különösen nagy sebességnél történő ütközés esetén; ilyenre az eddigi két futam során még szerencsére nem volt példa.
A Formula 1 új szabályai lehetővé teszik, hogy a visszanyert energiából minden egyes körben 6,5 másodpercen át 60 kilowatt erőtöbbletet adjanak a motoroknak, ami megközelítőleg csúcsteljesítményük 10 százalékával egyenértékű. A rendszer egy gombnyomással aktiválható, és segít az előzéseknél illetve a kigyorsításokban. Egyik nem titkolt célja a versenyek látványosabbá tétele, nyilatkozott Charlie Whiting a szabályalkotó Nemzetközi Automobil Szövetség (FIA) részéről. A másik célkitűzés az autóversenyzés "zöldebbé" tétele, a KERS ugyanis idővel csökkentheti az üzemanyag fogyasztást, amiből az utcai autók is profitálhatnak.
A KERS a járművek fékezésekor keletkező energia egy részét hasznosítja, illetve tárolja el elektromosan vagy mechanikusan. Egy dinamó vagy motor alakítja át a kardántengely forgásának energiáját elektromossággá, illetve ugyanez az ellenkező irányba is működik: az árammal meghajtható a kardántengely. A köztes időben az energia elektromosan egy lítium-ion akku tömbben vagy kinetikus energiaként egy nehéz, gyorsan forgó lendkerékben tárolódik.
A kérdés, melyik módszer a jobb? A Renault, a BMW Sauber és a McLaren az akkus megoldást választotta, ami egy jóval egyszerűbb formában már jó ideje működik a hibrid autókban, például a Toyota Priusban. Ez adja a legjobb teljesítményt a súly és a méret viszonylatában, továbbá könnyen átültethető az utcai autókba is, érvel a rendszer mellett Markus Duesmann, a BMW motorjainak főtervezője. Egy csapat, a Williams F1 a lendkerekes megoldást választotta. "Elemzésünk szerint a lendkerékkel sokkal gyorsabban alakítható át és táplálható vissza az energia" - magyarázta Damien Scott a Williams mérnöke. Elmondása szerint az autógyártók máris érdeklődnek az egykor szebb napokat is megélt, jelenleg azonban ismét az élvonal felé törő csapat lendkerekes technológiája iránt.
Beszéljünk azonban a veszélyekről. A magas feszültségű elektronika mindkét rendszernél komoly kockázati tényező. A YouTube egyik videóján jól látható hogyan löki hátra egy áramütés a BMW-Sauber csapat egyik szerelőjét, amikor megérinti az autót. "A szerelő azután szenvedett áramütést, hogy egyszerre érintette meg a kormánykereket és a karosszériát" - mondta Duesmann. A szerelő sérülés nélkül megúszta az esetet, a rendszert pedig azóta áttervezték, megelőzendő a hasonló eseteket.
Az áramütés pillanata a BMW Sauber jerezi tesztjén
A másik gondot a lítium akkuk kigyulladása okozhatja - erre is volt már példa a Red Bull Racing felkészülési időszakában -, ami időnként a laptopoknál is előfordul. Ennek megelőzéséhez körültekintően kell kiválasztani a katódot az akkukhoz, ami minimalizálhatja a rövidzárlat lehetőségét, mondta Simon Sheldon, az akkukon alapuló hibrid gépjárműrendszerek kifejlesztésével foglalkozó brit Amberjac Projects ügyvezető igazgatója.
Hasonlók a percenként 35 000 fordulaton pörgő lendkerék kockázatai is. Ha valami megakasztja a rendszert, akkor komoly esély van rá, hogy nagy sebességű törmelék terítse be a versenyautót, egyaránt veszélyt jelentve a benne ülőre és a közelében haladókra. A Williams tájékoztatása szerint az ő lendkerekük meghibásodás esetén is biztonságos marad. A brit csapat egy új szén kompozit anyagot használ, amit a szintén brit Urenco cég fejlesztett ki. Az Urenco urániumdúsításhoz készít centrifugákat. Az új anyagot úgy alkották meg, hogy meghibásodás esetén porrá málljon. "A konstrukció értelmében egy meghibásodásnál - legyen az egy ütközéses baleset - a lendkerékből nem marad más, mint szénszál por nagy nyomású kigázosodása" - mondta Scott.