Przyczepność to podstawa

Czym właściwie jest przyczepność – naukowa definicja mówi, że "przyczepność na podłożu suchym wynika z dwóch nałożonych na siebie mechanizmów (adhezji oraz sklejania), w których stan nawierzchni jest czynnikiem determinującym. Oba mechanizmy mają miejsce na poziomie molekularnym". Co z tego wynika – otóż to, że o przyczepności decydują zarówno opony jak i podłoże - to oczywiste - mniej oczywiste jest to, że zjawisko zachodzi na poziomie molekularnym, czyli cząsteczkowym, co oznacza, że dwie stykające się powierzchnie o identycznych właściwościach fizycznych będą miały różną przyczepność jeżeli ich skład chemiczny będzie różny. Otwiera to olbrzymie pole badań dla laboratoriów pracujących nad oponami, a w szczególności nad oponami dla Formuły 1.

Niestety pomimo wysiłków naukowców i dużych osiągnięć w wynajdywaniu nowych mieszanek, to w świecie opon wciąż obowiązuje reguła że "przyczepność opony maleje wraz z jej twardością" – co oznacza, że konstruktorzy opon są skazani na poszukiwanie idealnego kompromisu pomiędzy tymi cechami opony. Bardzo przyczepne opony, a takie są używane w F1, są jednocześnie bardzo miękkie – najbardziej miękkie mieszanki na chropowatych torach mogą się całkowicie zetrzeć w ciągu kilkunastu okrążeń i to przy prawidłowo ustawionym zawieszeniu bolidu.

Innym ważnym parametrem opon jest temperatura pracy, przy której opony osiągają najlepszą przyczepność – w Formule 1 to 90-100 stopni Celsjusza. Z temperaturą związane jest ciśnienie - ciśnienie gazu w oponie jest wprost proporcjonalne do jej temperatury – dokładną zależność opisuje prawo gazowe Charlesa, odkryte już w XVIII wieku. Każdy kierowca F1 nawet jeżeli z fizyki miał dwóję, wie co oznacza schłodzenie opon – spadek ciśnienia, utratę przyczepności i w konsekwencji problemy w wyścigu – doświadczył tego Robert Kubica podczas wyścigu w Hockenheim – wolna jazda za safety-car’em spowodowała spadek temperatury opon z twardej mieszanki, to samo spotkało Felipe Massę. Opony z miękkiej mieszanki łatwiej dawały się rozgrzewać i dlatego kierowcy, którzy jechali na nich za samochodem bezpieczeństwa, odnieśli w tym wyścigu sukces.

Znacznie rzadziej zdarza się sytuacja, gdy temperatura opon wzrasta nadmiernie - kto pamięta Grand Prix USA 2005? Zaczęło się od wypadku Toyoty Ralfa Schumachera podczas piątkowego treningu - wstępnie ustalono, że przyczyną wypadku była uszkodzona opona – dalsze badania laboratoryjne wykazały, że opony przygotowane na Grand Prix USA przez firmę Michelin rozgrzewają się nadmiernie na szorstkiej nawierzchni długiego owalu i mogą eksplodować na skutek wzrostu ciśnienia. Zespoły używające opon Michelina zażądały ustawienia dodatkowej szykany w krytycznym miejscu na torze, przeciw czemu zaprotestowało Ferrari (używające opon Bridgestone’a), Po długich dyskusjach z FIA, wszystkie 7 zespołów używających opon Michelina wycofało swoje bolidy z wyścigu i na starcie stanęły ostatecznie tylko 3 zespoły używające opon Bridgestone’a: Ferrari, Jordan i Minardi.

Dzisiaj jedynym dostawcą opon dla F1 jest wyłącznie japoński koncern Bridgestone, który ciężko pracuje by na każde Grand Prix zespoły były zaopatrzone w opony dostosowane do danego toru i by nie powtórzył się skandal, który zdarzył się na Indianapolis.

Pracownicy Bridgestone’a są obecni podczas każdych testów i podczas każdego Grand Prix. Inżynierowie z Bridgestone na początku każdego weekendu wyścigowego sprawdzają powierzchnię toru w wielu punktach – w ten sposób mogą zobaczyć jak nawierzchnia toru zmieniła się od zeszłego roku. Materiał zgromadzony podczas tych początkowych badań stanowi punkt odniesienia do porównań z pomiarami wykonywanymi pomiędzy poszczególnymi sesjami.

Na początku weekendu Grand Prix powierzchnia toru ma zwykle mniejszą przyczepność, wraz z przejazdem każdego bolidu systematycznie wzrasta, ponieważ opony używane w F1 stosunkowo łatwo się ścierają, a drobinki gumy przywierają do nawierzchni toru – mówi się że tor zostaje "nagumowany". Taki tor po wyścigu dosłownie klei się do butów – można się o tym przekonać osobiście na torze Monza, gdzie organizatorzy wpuszczają kibiców na tor po zakończeniu Grand Prix.

Zmiany przyczepności w trakcie weekendu wyścigowego są największe na torach ulicznych lub rzadko używanych takich jak Albert Park w Australii, Monako i tor w Montrealu. Gdy na torze często odbywają się zawody sportów motorowych, to praktycznie zawsze jest on mniej lub bardziej nagumowany.

Na tor wpływa też długotrwałe działanie czasu - bo tak jak wszystko, nawierzchnia toru podlega procesom starzenia, wpływ ma też samo użytkowanie toru, lub jego otoczenie – np. pustynny piasek nawiewany na tor w Bahrajnie. Ciekawie opisał to Dyrektor Działu Opon Sportowych firmy Bridgestone pan Hirode Hamashima w wywiadzie dla portalu formula1.com - gdy tor starzeje się, zdarzają się różne rzeczy, na przykład blaknie kolor asfaltu – tak więc nowe tory są ciemniejsze i przez to bardziej absorbują ciepło (nagrzewają się) niż jaśniejsze starsze tory. Poprzez częste używanie powierzchnia toru staje się gładsza, lecz jednocześnie warstwa bitumiczna ściera się przez kamienie nanoszone na jej powierzchnię. Trudno przewidzieć w jakim stanie zastaniemy nawierzchnię toru przy ponownej wizycie.

Chropowatość toru stanowi podstawę decyzji o wyborze dwóch typów opon na dane Grand Prix spośród czterech, które Bridgestone przygotował na sezon: Supermiękka, Miękka, Średnia i Twarda. Z reguły na dany wyścig wybierane są dwie "sąsiednie" mieszanki, a opony z bardziej miękkiej są oznaczane białym paskiem. Oprócz nawierzchni, przy wyborze typów opon na Grand Prix brany jest także układ toru, ale on zdaniem pana Hamashimy ma mniejsze znaczenie, bo właściwie się nie zmienia - natomiast jest duża różnica pomiędzy skrajnościami nawierzchni odwiedzanych przez nas torów - gładszych jak w Monaco i w Montrealu i bardziej ściernych jak na torach w Silverstone i w Barcelonie. Na pierwszych dwóch torach ulicznych wybrano mieszanki: Supermiękką i Miękką, a w Silverstone i Catalunya, (i również w Hockenheim, na Sepang i Istanbul Park) mieszanki Średnią i Twardą.

Bridgestone dobiera dla toru dwie mieszanki opon, które zdaniem jego inżynierów najlepiej sprawdzą się na danym torze. Reszta należy do zespołów i kierowców - muszą znaleźć takie ustawienie bolidu, dobrać takie ciśnienie w oponach by odpowiednio do przyjętej strategii i spodziewanej pogody, osiągnąć kompromis pomiędzy odpornością opony na zużycie a jej przyczepnością, a de facto to wypracowane ustawienie musi być dobre dla każdej z dwóch rodzajów mieszanki. Nie jest to takie proste jakby się wydawało, czego dowodem było Grand Prix w Hockenheim, gdzie błędy popełnił nawet tak doświadczony team jak Ferrari, który najdłużej w F1 używa opon Bridgestone’a .