Η Audi εισέρχεται το 2026 στη Formula 1 με δική της εργοστασιακή ομάδα και μονάδα ισχύος η οποία αναπτύσσεται στη Γερμανία. Ένα νέο τεχνικό κανονιστικό πλαίσιο ανοίγει τον δρόμο για μια σημαντική αλλαγή πλεύσης της σειράς αγώνων. Με τη σειρά “TechFocus F1” θα σας παρουσιάζουμε τακτικά τις επόμενες εβδομάδες παρασκηνιακές πληροφορίες και τοποθετήσεις για τη μελλοντική Formula 1. Στο επίκεντρο βρίσκεται αρχικά η μονάδα ισχύος η οποία αναπτύσσεται και δοκιμάζεται στις εγκαταστάσεις της Audi στο Neuburg από την άνοιξη του 2022.
Το 2026 ξεκινάει μια νέα εποχή για τη Formula 1: Οι τεχνικοί κανονισμοί για το πλαίσιο και το σύστημα μετάδοσης κίνησης αλλάζουν ταυτόχρονα εκ βάθρων. Αν και το σύστημα μετάδοσης κίνησης παραμένει υβριδικό, το ποσοστό της ηλεκτρικής ισχύος αυξάνεται σημαντικά. Από το 2026, η μονάδα ισχύος της F1 θα αποτελείται από τον κινητήρα εσωτερικής καύσης V6 (ICE) με αμετάβλητο κυβισμό 1,6 λίτρων και υπερτροφοδότηση, ένα σύστημα Energy Recovery System (ERS) με συσσωρευτή ενέργειας (ES) και μονάδα ηλεκτροκινητήρα/γεννήτριας (MGU-K), καθώς και μια ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου (CU-K). Η περίπλοκη μονάδα MGU-H, η οποία δεν έχει σχέση με την ανάπτυξη της σειράς παραγωγής και μετατρέπει τη θερμότητα των καυσαερίων σε ηλεκτρική ενέργεια, πρόκειται να καταργηθεί.
Σε σύγκριση με τα τρέχοντα συστήματα μετάδοσης κίνησης της F1, η ισχύς του ηλεκτροκινητήρα σχεδόν θα τριπλασιαστεί, καθώς θα αυξηθεί από τα σημερινά 120 kW σε 350 kW. Έτσι η ισχύς του ηλεκτρικού μέρους θα φτάνει σχεδόν στο επίπεδο της ισχύος των περίπου 400 kW του κινητήρα εσωτερικής καύσης. Από το 2026, ο κινητήρας εσωτερικής καύσης θα πρέπει να καταναλώνει λιγότερα καύσιμα απ’ ό,τι στο παρελθόν. Επιπλέον προδιαγράφεται η χρήση βιώσιμων καυσίμων: πρόκειται για ένα βήμα προς τον δεδηλωμένο στόχο της Formula 1 να επιτύχει ως σειρά αγώνων ουδέτερο ισοζύγιο CO2 έως το 2030.
«Η ισχύς του συστήματος παραμένει κοντά στους 1.000 ίππους, όμως η κατανάλωση καυσίμου μειώνεται αισθητά», σημειώνει ο Stefan Dreyer, ο οποίος ως Chief Technical Officer (CTO) είναι επικεφαλής στην ανάπτυξη της μονάδας ισχύος στην Audi Formula Racing GmbH στο Neuburg. Ο Dreyer εξηγεί περαιτέρω: «Οι νέοι τεχνικοί κανονισμοί εστιάζουν κυρίως στη διαχείριση της ενέργειας και αυξάνουν σημαντικά τη συμμετοχή της ηλεκτρικής ισχύος. Για τους κινητήρες εσωτερικής καύσης, πλέον δεν θα συζητάμε για τη μέγιστη ποσότητα καυσίμου που καταναλώνεται ανά ώρα σε κιλά, αλλά για τη μέγιστη ροή ενέργειας καυσίμου ανά ώρα, η οποία μετριέται σε μεγατζάουλ (MJ/h). Από το 2026, αυτή η τιμή θα μειωθεί κατά περίπου 30%, φτάνοντας στα 3.000 MJ/h. Τη μείωση αυτή αντισταθμίζει η αυξημένη ηλεκτρική ενέργεια, καθώς η νέα, ισχυρότερη μονάδα MGU-K επιτρέπει την ανάκτηση πολύ περισσότερης ενέργειας κατά το φρενάρισμα.»
Ο κινητήρας εσωτερικής καύσης θα εξακολουθεί να παίζει σημαντικό ρόλο, παρόλο που έχει υποστεί προσαρμογές λόγω των επιπλέον προδιαγραφών και περιορισμών. Παρά το γεγονός ότι μειώνονται βασικές παράμετροι, όπως η πίεση υπερπλήρωσης και η σχέση συμπίεσης, οι διαδικασίες καύσης οι οποίες σχετίζονται με τις επιδόσεις εξακολουθούν να είναι πολύ απαιτητικές. Η ανάπτυξη καθίσταται ακόμα πιο περίπλοκη λόγω των νέων βιώσιμων καυσίμων που θα χρησιμοποιούνται από το 2026, τα οποία μπορούν να είναι συνθετικής ή βιολογικής προέλευσης. Σε αυτόν τον τομέα όλοι οι κατασκευαστές μονάδων ισχύος μπαίνουν σε εντελώς αχαρτογράφητα νερά, όπου τα καύσιμα μπορούν να αποτελέσουν διαφοροποιητικό και ανταγωνιστικό παράγοντα. Η Audi επέλεξε μια στρατηγική συνεργασία με την BP, και η από κοινού ανάπτυξη των νέων, βιώσιμων καυσίμων έχει ήδη ξεκινήσει από το 2022.
Μεγάλη δυνατότητα εξέλιξης υφίσταται επίσης όσον αφορά στην μπαταρία υψηλής τάσης και τη MGU-K, συμπεριλαμβανομένου του μετατροπέα (CU-K), που αποτελούν βασικά στοιχεία για τη μετατροπή της κινητικής ενέργειας σε ηλεκτρική κατά την πέδηση. «Σε αυτόν τον τομέα δεν υπάρχουν σχεδόν καθόλου περιορισμοί από το τεχνικό κανονιστικό πλαίσιο», αναφέρει ο Stefan Dreyer. «Για παράδειγμα, η χημική σύσταση των στοιχείων, το βάρος των στοιχείων και η γεωμετρία των στοιχείων της μπαταρίας μπορούν να επιλεχθούν ελεύθερα. Επικρατεί ο μέγιστος ανταγωνισμός. Για εμάς αυτό είναι κατ’ αρχήν καλό, επειδή σε αυτόν τον τομέα διαθέτουμε μεγάλη τεχνογνωσία. Σε πρότζεκτ, όπως οι αγώνες Le Mans, Formula E και Dakar, έχουμε ήδη ασχοληθεί εντατικά με υβριδοποιημένα και ηλεκτρικά συστήματα μετάδοσης κίνησης, και έχουμε αναπτύξει ικανότητες για την εξέλιξη της μπαταρίας υψηλής τάσης, της MGU-K, του μετατροπέα και του λογισμικού. Παρ’ όλα αυτά, ως νεοεισερχόμενοι, έχουμε να μάθουμε επιπλέον πράγματα και σε αυτόν τον τομέα.» Τα συνολικά 22 υπερσύγχρονα δυναμόμετρα στις εγκαταστάσεις στο Neuburg προορίζονται για τον κινητήρα εσωτερικής καύσης, για τη δοκιμή των διάφορων εξαρτημάτων υψηλής τάσης, της συνολικής μονάδας ισχύος, καθώς και του συστήματος μετάδοσης κίνησης ως συνδυασμός μονάδας ισχύος και κιβωτίου ταχυτήτων.
Η μπαταρία υψηλής τάσης, για παράδειγμα, πρέπει να αντέχει σε υπερταχείς κύκλους φόρτισης και εκφόρτισης, γι’ αυτό έχει σχεδιαστεί ώστε να έχει εξαιρετικά μεγάλη πυκνότητα ισχύος. Η ομάδα μπορεί έτσι να αποκτήσει πολύτιμη τεχνογνωσία σχετικά με καινούργια υλικά, τεχνολογίες και τρόπους εργασίας. Ιδίως όσον αφορά στο βάρος το οποίο στη Formula 1 αποτελεί πάντα παράγοντα καίριας σημασίας για τις επιδόσεις. Το ίδιο ισχύει και για τον συσσωρευτή ενέργειας, το βάρος του οποίου, συμπεριλαμβανομένων των περιφερειακών εξαρτημάτων και του μετατροπέα για τη MGU-K, πρέπει να είναι μόνο 35 κιλά από το 2026 και έπειτα. Η επίτευξη αυτού του χαμηλού βάρους μπαταρίας αποτελεί μεγάλη πρόκληση για όλους τους κατασκευαστές μονάδων ισχύος: Τα νέα μονοθέσια της Formula 1 πρέπει να γίνουν ελαφρύτερα από την τρέχουσα γενιά αυτοκινήτων, παρ’ όλο που τα μελλοντικά συστήματα μετάδοσης κίνησης προσθέτουν βάρος. Σε αριθμούς, αυτό μεταφράζεται σε μείωση των διαστάσεων των μονοθεσίων: το μεταξόνιο θα μειωθεί κατά 200 mm και το πλάτος κατά 100 mm.
Εκτός από τους τεχνικούς και τους αθλητικούς κανονισμούς, στην ανάπτυξη της μονάδας ισχύος παίζουν μεγάλο ρόλο και οι οικονομικοί κανονισμοί. Εκτός από τη φιλοσοφία του συστήματος κίνησης που προσανατολίζεται σε μεγαλύτερη βιωσιμότητα, ένας ακόμα σημαντικός παράγοντας για την απόφαση της Audi να εισέλθει στη Formula 1 υπήρξε το ανώτατο όριο προϋπολογισμού, το λεγόμενο “Cost Cap”. Το ανώτατο όριο κόστους για τις ομάδες ισχύει ήδη από το 2021. Από το 2023, το Cost Cap ισχύει και για κατασκευαστές οι οποίοι αναπτύσσουν μια μονάδα ισχύος για το 2026, επομένως και για την Audi.
«Ο τρόπος εργασίας έχει αλλάξει δραστικά λόγω αυτού», δηλώνει ο Stefan Dreyer και προσθέτει: «Για κάθε εξέλιξη, κάθε δοκιμή, κάθε προσομοίωση και κάθε εξάρτημα πρέπει να σκεφτόμαστε πολύ καλά σε ποιο αποτέλεσμα θα πρέπει να οδηγηθούμε και εάν το κόστος γι’ αυτό αξίζει. Στους αθλητικούς κανονισμούς, ο αριθμός και οι προδιαγραφές των σημαντικότερων δυναμομέτρων είναι το ίδιο περιορισμένοι με τις ώρες στο δυναμόμετρο. Πρέπει να είναι εκ των προτέρων ξεκάθαρο για ποιο πράγμα τα επενδύουμε, προκειμένου να λαμβάνουμε το μέγιστο αποτέλεσμα.»
Ο Stefan Dreyer δεν συμμερίζεται την ανησυχία ότι από το 2026 η Formula 1 θα είναι λιγότερο θεαματική από πλευράς οδηγικών επιδόσεων, εξαιτίας του προβλεπόμενου από τους κανονισμούς περιορισμού της ισχύος ανά γύρο. «Η Audi Power Unit μας έχει ήδη καλύψει πολυάριθμες προσομοιωμένες αποστάσεις αγώνα στο δυναμόμετρο. Χρησιμοποιούμε γι’ αυτό προφίλ πραγματικών διαδρομών της F1, και τα δεδομένα υπόσχονται παρόμοιους χρόνους γύρων με τους σημερινούς. Εξάλλου, μέλημα όλων των ενδιαφερόμενων μερών – F1, Διεθνούς Ομοσπονδίας Αυτοκινήτου (FIA) και κατασκευαστών – είναι να προσφέρεται στους φίλους του σπορ ένας συναρπαστικός αγώνας. Και γι’ αυτό στην ανάπτυξη καταβάλλουμε τη μέγιστη προσπάθειά μας κάθε ημέρα.»
