Silniki w F1 – jaka jest ich historia? Od surowej mocy do nowoczesnych hybryd

Formuła 1 to królowa motorsportu, która od dekad wyznaczała kierunki rozwoju technologii jednostek napędowych. Na przestrzeni lat silniki w F1 przechodziły dynamiczne zmiany – od prostych konstrukcji, przez erę turbo, aż po współczesne, hybrydowe układy V6. Poznajmy bliżej jak wyglądała historia silników w F1 i sprawdźmy, jak wpłynęła na oblicze całej serii wyścigowej.

Epoka pionierów F1 – kiedy technika spotkała się z odwagą

W pierwszych latach F1 silniki miały układ R4 i R6 i były montowane z przodu bolidu. Niemal od razu rozpoczęto eksperymenty z większymi pojemnościami. W 1954 roku wprowadzono regulacje ograniczające pojemność do 2,5 litra, co skłoniło zespoły do wyboru wolnossących jednostek w układach R6, V8 oraz V12.

Przełom nastąpił w 1959 roku, gdy Cooper zaprezentował bolid z silnikiem umieszczonym centralnie. Ten układ szybko stał się standardem, ponieważ poprawił wyważenie bolidów i ich prowadzenie. Kolejne zmiany regulacyjne wprowadziły limit pojemności do 3,0 litrów, co sprawiło że silniki F1 zaczęły być projektowane głównie jako V8 i V12.

1500 koni, 220 litrów paliwa, zero litości – era turbo w F1

To jedna z najciekawszych epok w historii silników w F1. Na początku nic nie wskazywało na to, aby dominacja silników V8 marki Ford-Cosworth z lat 70. miała nagle się zakończyć. Wszystko zmieniło się w 1982 roku, gdy BMW i Brabham zaczęli poważnie inwestować w silniki turbo. Efekty były spektakularne – najmocniejszy silnik w historii F1, BMW M12/13 (1.5 turbo R4), osiągał w kwalifikacjach ponad 1500 KM przy 5,5 bara doładowania przez co do dziś pozostaje najmocniejszym silnikiem w dziejach F1. Dla porównania – w tym czasie na polskich drogach królował Fiat 126p o mocy 23 KM.

Oczywiście silniki te miały swoje wady. Ogromne zużycie paliwa wymusiło wprowadzenie limitu 220 litrów na wyścig, co zmusiło kierowców do oszczędzania go podczas wyścigu. Turbo lag sprawiał, że bolidy były trudne w prowadzeniu, a częste awarie związane z wysokimi temperaturami dodatkowo utrudniały rywalizację. W drugiej połowie dekady stopniowo ograniczano ciśnienie doładowania i pojemność zbiorników paliwa, co doprowadziło do zakazu silników turbo w 1989 roku.

Symfonia V10 – dźwięk który pokochał świat

Po wprowadzeniu zakazu na silniki turbodoładowane, zmieniono regulację dotyczącą pojemności, w tym przypadku na 3.5 litra. Zespoły po raz kolejny zaczęły konkurować w zaprojektowaniu najlepszego silnika, początkowo w różnych układach: V8, V10 i V12. Szybko jednak okazało się, że złotym środkiem pomiędzy niezawodnością, mocą i masą  jest silnik V10. 

Era V10 stała się synonimem spektakularnego widowiska. Jednostki napędowe osiągały 700–800 KM, kręciły się bardzo wysoko i dzięki temu miały ikoniczny dźwięk, który do dzisiaj wspominany jest przez wiernych fanów, jak i samych kierowców, dodatkowo często są one uważane za najlepsze silniki F1 w historii. Bolidy były lekkie i szybkie, a kierowcy w pełni kontrolowali ich moc.

Technologia na sterydach – od kontroli trakcji po KERS

Pod koniec lat 90. ponownie zmieniono pojemność – zmniejszono ją do 3.0 litrów. W tym momencie jednostki napędowe były bardzo zaawansowane technologicznie, posiadały elektronikę sterującą między innymi mapami silnika czy systemem kontroli trakcji. Dodatkowo silniki w F1 osiągały wtedy ponad 950KM. W 2005 roku na Monzie zanotowano rekord toru, ustanowiony przez Kimiego Räikkönena, na jego okrążeniu średnia prędkość wynosiła 257,5 km/h. Prędkości zaczęły osiągać niepokojące wartości. Nastąpił kolejny etap w którym historia silników w f1 miała kolejny raz obrać inny kierunek.

Ze względu na chęć ograniczenia kosztów i zwiększenia bezpieczeństwa, w 2006 roku wprowadzono  pojemność 2.4 litra i silniki o układzie V8. Spowodowało to obniżenie mocy do 750–800 KM. Zakazano kontroli trakcji oraz systemów wspomagających. Te kroki można uznać za pierwsze w kierunku bardziej ekologicznej przyszłości. 

W roku 2009 wprowadzono KERS, czyli układ odzyskiwania energii z hamowania. Pozwalał on na odzyskanie 80 KM mocy, którą można było wykorzystać przez 6,67 s na okrążenie. System ten zależnie od lat cieszył się zmienną popularnością, był stosowany w różnych formach do 2013 roku, łącznie ze zrezygnowaniem z niego w roku 2010. Jednak w latach 2012–2013 KERS miały wszystkie zespoły i był on kluczowym elementem strategii zespołu, można powiedzieć że już wtedy silniki w F1 to były miękkie hybrydy. Ale prawdziwa rewolucja miała dopiero nadejść.

Hybrydowa rewolucja – najbardziej skomplikowany silnik F1

Dotarliśmy do jednej z największych rewolucji w historii. Zrezygnowano z silników V8. Nowe jednostki były znacznie mniejsze (mowa o samym silniku) i bardziej ekologiczne. Wprowadzono silnik 1.6 Turbo w układzie V6 z hybrydą. Silnik stał się bardzo skomplikowany ze względu na dołożenie układów odzyskujących energię nie tylko z hamowania, ale również z układu cieplnego. 

Pierwszy nosi nazwę MGU-K. Działa on jak KERS z poprzednich lat, jednak odzyskana moc znacząco wzrosła – do 160 KM – i można ją wykorzystać przez 33 sekundy na okrążenie. 

Drugi to MGU-H. Całkowicie nowy system, który odzyskuje energię cieplną ze spalin i może ją przekazać albo do baterii, albo do turbosprężarki, co niweluje turbo laga.

Początkowo jednostki miały około 600–850 KM z silnika spalinowego i 160 KM z hybrydy. Prawdą jest, że były one wolniejsze niż poprzednie V8, jednak ogromny rozwój technologiczny silników w F1 spowodował, że w 2017 roku te jednostki napędowe zaczęły ponownie bić rekordy prędkości – przy większym i cięższym bolidzie. Ich moce zaczęły sięgać 1100 KM.

Nowa era czy krok wstecz? Przyszłość silników w F1 i dylematy 2026 roku

W roku 2026 wejdą nowe regulacje dotyczące hybryd. Silnik spalinowy pozostanie w pojemności 1.6 i układzie V6, jednak jego moc zostanie ograniczona do 545 KM. Największą zmianą będzie usunięcie MGU-H, co bardzo uprości konstrukcję, a MGU-K zostanie znacząco wzmocnione – aż do 475 KM. 

Obecnie niektóre zespoły wyrażają obawy, że nowe regulacje mogą znacząco negatywnie wpłynąć na widowisko. Sugerują, że na torach z długimi prostymi może brakować mocy, co spowoduje zmniejszenie prędkości pod koniec prostych lub wymuszone wcześniejsze hamowanie w celu odzyskania energii. 

Pojawiają się również spekulacje, że FIA, widząc jak problematyczne nowe silniki mają być, rozważa alternatywne rozwiązanie. Plan miałby wyglądać następująco:

Jeśli tak by się stało, byłby to niesamowity zwrot w historii silników w F1. Takie zmiany na pewno ucieszyłyby kierowców, jak i fanów, jednak na ostateczną decyzję i potwierdzenie tych plotek musimy zaczekać.

Korekta: Nicola Chwist

Źródło zdjęcia wyróżniającego: unsplash.com