Társoldalunk:

A McLaren a NASA technológiájával akadályozza meg a túlmelegedést

2020.02.20. 13:24

A McLarennél többek között a NASA által kifejlesztett anyag segítségével próbálják elkerülni az autó túlmelegedését. A wokingiak emellett számos más technológiát is alkalmaznak erre a célra.

Gyakran fejfájást okoz az F1-es mérnököknek, hogy az autó a megfelelő hőmérsékleti tartományban üzemeljen, hiszen a karosszériát az aerodinamika optimalizálása érdekében a lehető legszűkebbre tervezik. A McLarennél elárultak néhány kulisszatitkot arról, hogyan próbálják megóvni az MCL35-öst a túlmelegedéstől.

„A motor és a kipufogógázok rengeteg hőt termelnek, és ez akár az 1000 °C-ot is elérheti – mondta Sukhi Bhogal, a csapat tervezőmérnöke. – A közelben található alkatrészeket ettől meg kell védeni, ezért használunk hőpajzsokat.”

A McLarennél több módszerrel is próbálják megakadályozni a túlmelegedéstForrás: McLaren

A McLaren számos módszert bevet annak érdekében, hogy minél hatékonyabban kerülje el a túlmelegedést. A wokingiak többek között a partnercégük által kifejlesztett festéket, a NASA-nál alkalmazott technológiát, valamint a magas hőnek ellenálló anyagokat is igénybe veszik.

Először a motort és a kipufogót kell körbevonni. Ez lényegében egy szénszálas anyagból készült barikád, ami megvédi a kulcsfontosságú komponenseket az elképesztő hőhatásoktól. Fontos, hogy ez a lehető legkevesebb helyet foglalja, így a karosszéria minél szűkebb legyen.

„A tervezők az aerodinamikai részleg segítségével kialakítják ennek formáját, és beépítik a motor és a kipufogó köré úgy, hogy a levegő áramlása minél hatékonyabb legyen – folytatta Bhogal. – Ez azért kulcskérdés, mert az autót így az optimális hőmérsékleten lehet tartani, és a motor-, illetve az aerodinamikai teljesítményt is maximalizáljuk. Ha a forró levegőt nem tudjuk eléggé az autó hátuljába terelni, akkor az túlmelegszik.”

A McLaren a magas hőmérséklet elkerülése érdekében aranyfóliával is bevonja az autó bizonyos részeit, de nem a hőpajzsot.

Ez a fajta védelem inkább az alvázra kerül, hogy visszaverje az infravörös sugárzást. A technológia hasonló módon működik, mint a műholdak vagy az úrhajók esetében, csak míg azokat a NASA ötven réteggel vonja be, addig a wokingi istálló csupán egyet használ.

Gyakran előfordul, hogy a szénszálakra is tesznek aranyfóliát. A féktárcsa esetében például ezzel kerülik el, hogy a hő kontrollálatlanul terjedjen a felni felé, így az kisebb valószínűséggel fog megolvadni. Ráadásul ezzel a módszerrel a gumik hőmérsékletét is egyszerűbb kezelni.

Az autó bizonyos pontjait aranyfóliával vonják be, így jobban tudják terelni a hőtForrás: McLaren

Az aranyfólia azonban csak arra alkalmas, hogy az infravörös sugárzást jobban lehessen irányítani, a hő terjedését nem tudja megállítani, így erre a célra mást kellett kitalálni. A megoldás végül a szilícium-dioxidból készült aerogél lett.

Ez egy habszerű, a szilárd halmazállapotúak közül az elérhető legalacsonyabb, mindössze 3 százalékos sűrűséggel rendelkező anyag. 95 százalékban levegőt tartalmaz, és kétszer annyira ellenálló, mint bármi más. Eredetileg a NASA fejlesztette ki a saját űrprogramjához, de manapság már a háztartásokban is használják szigetelőanyagként.

Az alacsony sűrűség azt eredményezi, hogy csupán a hő töredéke jut át a másik oldalra, és annak is bonyolult utat kell megtennie ehhez

– árulta el Steve Foster, a McLaren mérnöke. -  Ráadásul a fékrendszernek vannak olyan részei, ahol az aranyfólia, az aerogél, valamint a szénszál is megtalálható.”

Szerdától már élesben tesztelik az autót BarcelonábanForrás: Getty Images/2020 Getty Images/Peter Fox

A festés szintén fontos eleme annak, hogy a csapat elkerülje az autó túlmelegedését. Az emberek többségének – teljesen érthető módon – ilyenkor az autó külső megjelenése, színösszeállítása jut eszébe, ugyanakkor a kocsit nem csupán a látható helyeken festik le.

A McLaren esetében a motor és a kipufogó köré épített burkolatot belülről ezüstszínű festékkel vonják be, ami rendkívüli módon ellenáll a magas hőmérsékletnek, akár több mint 500 °C-os tartományban is.

George Skyes, a beszállító partner AkzoNobel termékmenedzsere elárulta, az Intertherm 50-es kódnevű festék nagyon vékony szilikon réteget, valamint alumínium színezőanyagot tartalmaz, ez utóbbi adja az ezüstös árnyalatot.

„Az alumíniumnak rendkívül alacsony a sugárzó képessége, így a beérkező hő nagy részét visszaveri. Ez az oka annak, hogy például a maratonfutókra ilyen fóliát terítenek [a célba érés után]. A takaró nem engedi ki az általuk leadott hőt, így jobban tudják szabályozni testhőmérsékletüket” – magyarázta Skyes.

Az elmélet helyességéről mindenki megbizonyosodhat, akár otthon is. Ehhez csak az arc elé kell tartani az alufóliát, és érezni lehet, ahogyan az infravörös sugarak felmelegítik azt.

A speciális festék ráadásul az autó tömegét sem növeli meg jelentősen, hiszen egy rétege csupán 25 mikrométernyi, azaz 25 ezredmilliméternyi vastagságú. Ahhoz, hogy ezt az értéket igazán kontextusba lehessen helyezni, elég annyit tudni, hogy az emberi hajszál vastagsága körülbelül 75 mikrométer.

A felület ugyan visszaveri a hőt, azonban elszigetelni nem képes azt. Emiatt a McLarennek szüksége volt valamire, ami képes meggátolni a továbbterjedését. A megoldás a kerámia bevonat lett.

Sainz és Norris bízik benne, hogy a csúcstechnológiáknak köszönhetően valóban kevés meghibásodást kell elszenvedniükForrás: McLaren

„A karbonszálakra előbb rézből készült kötőanyagot teszünk, és csak utána rakjuk rá a kerámia bevonatot. Ezzel elkerüljük, hogy a magas hőmérséklet miatt a szénszál rétegei széttöredezzenek, valamint az olvadást is megelőzzük. Emellett a vibrációnak is ellenáll” – tette hozzá Foster.

A hatékony szigetelés kétségtelenül szükséges, viszont nem elégséges, mivel előfordul, hogy valamelyik alkatrész annyira közel van a kipufogó egy különösen forró részéhez, hogy azt a hőt muszáj máshova eljuttatni.

Ehhez olyan anyagokat kell használni, amelyek nagyon jó vezetők, hogy elkerüljék a túlmelegedés miatti automatikus leállást.

Hatalmas extra teljesítményre tehetünk szert, ha az áramlások szerkezetét megfelelően alakítjuk ki, és az MCL35-öst megvédjük a túlmelegedéstől. Mindez azonban hatalmas erőfeszítést jelent a tervezés során”

– zárta le gondolatait Foster. A McLaren idei autója február 19-én, a barcelonai tesztek nyitónapján gurul először pályára. Ekkor vélhetően a wokingiak is tisztább képet kaphatnak arról, hogy jó munkát végeztek-e, nem csak az autó hűtésének terén.

KAPCSOLÓDÓ CIKKEK