Ελαστικά – Τα είδη φθοράς των ελαστικών

Στον μηχανοκίνητο αθλητισμό, τα ελαστικά αποτελούσαν ανέκαθεν ένα αναπόσπαστο κομμάτι των μονοθεσίων. Δεν είναι λίγες οι φορές που η νίκη και η ήττα είναι αποτέλεσμα καλής ή κακής διαχείρισης των ελαστικών.

Η απόδοση, η διαχείριση και η λειτουργία των ελαστικών αποτελούν σημαντικότατο τομέα πάνω στον οποίο εργάζονται πιλότοι και ομάδα, ώστε να πετύχουν τα μέγιστα δυνατά αποτελέσματα. Πολλές φορές ακούμε από τους σχολιαστές διάφορους όρους που αφορούν τα ελαστικά, όπως ‘tyre degradation’, ‘tyre wear’, ‘blistering’, ‘graining’. Δυστυχώς, για πολλούς φιλάθλους, οι παραπάνω όροι αποτελούν άγνωστες λέξεις, καθώς αδυνατούν να κατανοήσουν και να διαχωρίσουν τα είδη φθοράς των ελαστικών.

Πως, όμως, λειτουργούν τα ελαστικά;

Τα ελαστικά για να μπορέσουν να αποδώσουν, πρέπει να έρθουν σε σωστή θερμοκρασία λειτουργίας. Ανάλογα με το είδος του ελαστικού (σκληρή, μαλακή, μεσαία γόμα) απαιτείται και το αντίστοιχο “παράθυρο θερμοκρασίας”. Υπερθέρμανση ή χαμηλή θερμοκρασία μπορούν να δημιουργήσουν προβλήματα στα ελαστικά, όπως έλλειψη πρόσφυσης ή εκτεταμένη φθορά. Ο τρόπος οδήγησης ενός πιλότου και η ικανότητά του να διαχειρίζεται τα ελαστικά του, όπως και το στήσιμο του μονοθεσίου είναι παράγοντες βαρύνουσας σημασίας για το πόση “ζωή” έχει ένα ελαστικό.

Μερικοί παράγοντες που επηρρεάζουν την ζωή των ελαστικών και την απόδοσή τους είναι το tyre camber (κλίση του ελαστικού), stiff/soft suspension (δύσκαμπτη/εύκαμπτη ανάρτηση), differential (διαφορικό), καθώς και η ομαλή οδήγηση (smooth driving) του πιλότου. Επίσης, σημαντικό ρόλο παίζουν οι θερμοκρασίες του οδοστρώματος (surface temperature), όπως και η τραχύτητα της κάθε πίστας (abrasive track).

Για τις παραπάνω ρυθμίσεις, μπορείτε να διαβάσετε εδώ.

pirelli
Οι 3 γόμες που χρησιμοποιούνται σήμερα, από την Pirelli. SOFT (μαλακή γόμα), MEDIUM (μεσαία γόμα), HARD (σκληρή γόμα).
Ποιά είδη φθοράς αντιμετωπίζουν οι πιλότοι με τα ελαστικά τους;

Τα είδη φθοράς των ελαστικών είναι 2. Tyre Degradation και Tyre Wear.

Tyre Degradation (αποδόμηση της χημικής σύστασης του ελαστικού, σταδιακή μείωση της απόδοσής του):

Όπως εξηγήσαμε πιο πάνω, τα ελαστικά για να λειτουργήσουν πρέπει να έρθουν στην σωστή θερμοκρασία λειτουργίας. Ή καλύτερα στο σωστό “παράθυρο θερμοκρασιών”, το διάστημα, δηλαδή, εκείνο μέσα στο οποίο κάθε θερμοκρασία θεωρείται ιδανική για την λειτουργία του ελαστικού. Ενδεικτικά, αναφέρουμε ότι η SOFT (μαλακή γόμα) λειτουργεί ιδανικά μεταξύ των 85-90 °C (σε γενικές γραμμές).

Το ελαστικό, λοιπόν, περνάει από διάφορες “φάσεις” ή καλύτερα, περνάει από “κύκλους θερμότητας” (Heat cycles). Ξεκινάει κρύο, ζεσταίνεται στις θερμαινόμενες κουβέρτες, ζεσταίνεται από τους πιλότους στην πίστα και ξανά από την αρχή. Αυτοί οι “κύκλοι”, όμως, δημιουργούν προβλήματα στο ελαστικό. Ένα ελαστικό αποτελείται από διάφορα μόροια που λέγονται πολυμερή. Αυτά, με τις δυνάμεις που ασκούνται και την ενέργεια που απορροφούν μέσω της θερμότητας, μεταβάλουν το σχήμα τους και αλλάζουν ιδιότητες, αρχίζοντας σιγά σιγά να αλλοιώνονται (στην Αγγλική γλώσσα, η παραπάνω διαδικασία περιγράφεται με το ρήμα ‘degrade’). Χαρακτηριστικά, το ελαστικό χάνει την ικανότητά του να παραμορφώνεται, να υπακούει στις δυνάμεις που ασκούνται από την άσφαλτο και γίνεται τελείως δύσκαμπτο. Έτσι το ελαστικό αρχίζει να χάνει την λειτουργικότητά του και τα χαρακτηριστικά του και καθίσταται πρακτικά “μη χρησιμοποιήσιμο” (unusable). Κοινώς, το ελαστικό φτάνει στο τέλος της “χημικής” ζωής του.

Ένας κίνδυνος που αντιμετωπίζουν οι πιλότοι, κατά τη διάρκεια καθεστώτος αυτοκινήτου ασφαλείας, είναι και αυτός. Εκτεταμένο tyre degradation, λόγω συνεχόμενων αυξομειώσεων στις θερμοκρασίες. Επίσης, η συνεχής υπερθέρμανση λειτουργεί αρνητικά στην διάρκεια των δομικών ιδιοτήτων του ελαστικού.

Το συγκεκριμένο ελαστικό είναι από το 2015. Παρουσιάζει υψηλά επίπεδα tyre degradation, χωρίς τεράστια εμφανή φθορά. Αποτέλεσμα της πολυχρησίας και των πολλών “κύκλων”.
Tyre Wear (φθορά ελαστικού):

Η φθορά ελαστικού αποτελεί πονοκέφαλο για κάθε πιλότο και ομάδα. Μέσω του στησίματος του μονοθεσίου και του τρόπου οδήγησης, γίνεται συνεχώς προσπάθεια για επέκταση της ζωής των ελαστικών και ελαχιστοποίηση της φθοράς που αυτά υφίστανται. To tyre wear χωρίζεται στις εξής υποκατηγορίες: tyre graining, tyre blistering, , tyre marbling, tyre tearing, tyre flatspot, tyre puncture.

Tyre graining (εξογκώματα):

Αυτό το είδος φθοράς συμβαίνει όταν το ελαστικό αποτυγχάνει να δώσει την σωστή πρόσφυση. Ως αποτέλεσμα, το ελαστικό ολισθαίνει, αυξάνοντας την εξωτερική θερμοκρασία στο πέλμα του ελαστικού. Αυτό δημιουργεί εξογκώματα στο πέλμα του ελαστικού (tyre tread), τα οποία έρχονται σε άμεση επαφή με το οδόστρωμα, μειώνοντας εκ νέου, δραματικά, την πρόσφυση. Μόλις τα εξογκώματα αποκολλήσουν το φθαρμένο ελαστικό, αφήνουν ‘τρύπες’. Καθώς τα κομμάτια που αποκολλώνται από το ελαστικό είναι ζεστά και κολλώδη, τείνουν να κολλούν πάνω στο ελαστικό, μειώνοντας δραματικά την πρόσφυση. Τέτοια ζημιά είναι συνδεδεμένη και με την πλαγιολίσθηση (drift). Γόνιμο έδαφος για τέτοιου είδους ζημιά, υπάρχει κυρίως όταν τα ελαστικά είναι κρύα και δεν έχουν ζεσταθεί σωστά. Τα πίσω ελαστικά φθείρονται κυρίως από εξόδους αργών στροφών, όπως αυτές στην Σιγκαπούρη, αλλά και στροφές μεσαίας ταχύτητας. Κυρίως, συμβαίνει όταν συνολικά δεν μπορεί να ζεσταθεί το εσωτερικό του πέλματος μέσα στον γύρο.

tyre graining
Το συγκεκριμένο ελαστικό παρουσιάζει έντονα εξογκώματα (tyre graining). H φωτογραφία είναι σε μεγέθυνση.
Tyre blistering (φουσκάλες):

Οι φουσκάλες αποτελούν σύνηθες παράπονο των πιλότων. Ο συγκεκριμένος τύπος θφοράς συμβαίνει όταν το ελαστικό υπερθερμαίνεται αρκετά στο εσωτερικό του (ενώ στο tyre graining η υπερθέρμανση συμβαίνει επιφανειακά). Εξαιτίας της υπερθέρμανσης αυτής, φουσκάλες αέρα δημιουργούνται ανάμεσα στο πέλμα του ελαστικού και τον σκελετό του (tyre carcass). Σε ακραίες περιπτώσεις, μπορεί να οδηγήσει μέχρι και σε αποκόλληση του πέλματος, άρα πλήρη αστοχία του ελαστικού. Κύριες πηγές υπερθέρμανσης των εμπρός ελαστικών είναι τα συνεχόμενα σκληρά φρεναρίσματα, όπως και οι εκτεταμένες στροφές μεγάλης ταχύτητας (βλ. τελευταία στροφή στην πίστα της Καταλονίας). Τα πίσω ελαστικά υπερθερμαίνονται εσωτερικά κυρίως λόγω των συνεχόμενων φρένων με έμφαση στα πίσω φρένα.

tyre blistering
Το συγκεκριμένο ελαστικό παρουσιάζει έντονα σημάδια tyre blistering. Παρατηρείται και μερική αποκόλληση του πέλματος.
Tyre marbling ή tyre marbles (κομμάτια ελαστικού):

Όπως εξηγήσαμε προηγουμένως, ένα αποτέλεσμα του tyre graining είναι η αποκόλληση κομματιών από το πέλμα του ελαστικού. Αρκετά από τα αποκολλημένα κομμάτια καταλήγουν στις άκρες της πίστας, συγκεκριμένα σε σημεία εκτός της αγωνιστικής γραμμής. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται tyre marbling, η εναπόθεση, δηλαδή, κομματιών ελαστικού στην πίστα. Τα κομμάτια αυτά κάνουν τα συγκεκριμένα σημεία της πίστας να έχουν εμφανώς μειωμένη πρόσφυση. Ως αποτέλεσμα, οι πιλότοι έχουν έναν λόγο επιπλέον να μην αφήνουν την αγωνιστική γραμμή. Το φαινόμενο δυσκολεύει ιδιαίτερα τους πιλότους της πίσω γραμμής (backmarkers). Αυτό, επειδή είναι αναγκασμένοι να αφήνουν την γραμμή τους λόγω των μπλε σημαιών. Ως φίλαθλοι, μπορούμε να παρατηρήσουμε το συγκεκριμένο φαινόμενο ως “μαύρες γραμμές” στις άκρες της πίστας.

tyre marbling
Το tyre marbling είναι ο κύριος λόγος που οι πιλότοι μπορεί να δυσκολεύονται να προσπεράσουν οδηγώντας εκτός της αγωνιστικής γραμμής.
Tyre tearing (σχίσιμο του ελαστικού):

Η ζημιά αυτή συναντάται ως φθορά στην επιφάνεια του πέλματος του ελαστικού. Συμβαίνει όταν το ελαστικό δεν χρησιμοποιείται σωστά, όπως η οδήγηση με βρόχινα σε στεγνό ή η οδήγηση σε φθαρμένες επιφάνειες ή εκτός οδοστρώματος. Προκαλεί πολύ “νευρικές” αντιδράσεις από το μονοθέσιο, ειδικά σε καταστάσεις πέδησης ή επιτάχυνσης. Όταν συμβαίνει, παρατηρούνται μικρά επιφανειακά σκασίματα, κατά μήκος του πέλματος του ελαστικού, συγκεντρωμένα σε μία συνεχόμενη “γραμμή”. Το πέλμα δεν χάνει την πρόσφυση άμεσα, ωστόσο, χάνει τα δομικά του χαρακτηριστικά πολύ γρήγορα με αποτέλεσμα να μην μπορεί πλέον να αντέξει τις δυνάμεις που του ασκούνται. Άλλοι παράγοντες που επηρρεάζουν είναι οι συνθήκες, ελλειπής προετοιμασία του ελαστικού (θερμοκρασία κλπ), καθώς και λανθασμένες ρυθμίσεις στο μονοθέσιο (ακραίες ρυθμίσεις στο tyre camber για παράδειγμα).

tyre puncture
Ξανά, στην φωτογραφία του μονοθεσίου του 4 φορές πρωταθλητή, Sebastian Vettel, βλέπουμε στο εμπρός δεξιό ελαστικό το tyre tearing.
Tyre flatspot (‘επίπεδο σημείο’ στα ελαστικά):

Το συγκεκριμένο είδος συμβαίνει σχεδόν αποκλειστικά στα μπροστινά ελαστικά και εξ ολοκλήρου λόγω κλειδώματος των τροχών κατά την πέδηση. Τα μονοθέσια δεν έχουν το σύστημα ABS (Anti-lock Braking System). Αυτό σημαίνει πως είναι αποκλειστική ευθύνη του πιλότου να μην “κλειδώσει” τους τροχούς του, όταν φρενάρει. Όταν ένας πιλότος κλειδώσει τους τροχούς του, το σημείο του πέλματος που είναι σε επαφή με το οδόστρωμα τρίβεται με αποτέλεσμα να καταστρέφεται και να αφήνει ένα επίπεδο σημείο στη θέση του. Αυτό δημιουργεί τεράστια προβλήματα, όπως κραδασμούς, πολλές φορές ικανούς να διαλύσουν την ανάρτηση (όπως οδυνηρά έμαθε ο Kimi Raikkonen το 2005), επιπλέον καταπόνηση στα ελαστικά, και μεγαλύτερη ευκολία για εκ νέου κλείδωμα των τροχών. Ελαστικά που είναι καταπονημένα είναι ιδιαίτερα επιρρεπή, καθώς είναι ευκολότερο για τον πιλότο να κλειδώσει τους τροχούς του.

tyre flatspot
Ένα σύγχρονο ελαστικό με εμφανές το flatspot. Ο Kimi Raikkonen είναι από τα μεγαλύτερα “θύματα” του συγκεκριμένου τύπου φθοράς.
Tyre puncture (διάτρηση ελαστικού ή κλατάρισμα):

Ίσως ο χειρότερος εφιάλτης κάθε πιλότου. Η διάτρηση των ελαστικών συμβαίνει κυρίως μετά από επαφή με κάποιο μέρος μονοθεσίου, είτε από εκτεταμένη υπερθέρμανση στο εσωτερικό του σκελετού του ελαστικού, είτε λόγω κάποιου άλλου τύπου φθοράς που αναφέρθηκε παραπάνω. Από την ομάδα, συνήθως εντοπίζεται παρατηρώντας στα δεδομένα ταχεία απώλεια πίεσης. Σε αυτές τις περιπτώσεις, ο πιλότος είναι αναγκασμένος να μπει εσπευσμένα στα pits. Λόγω της επαφής του μονοθεσίου με το οδόστρωμα, μία διάτρηση μπορεί να έχει ως συνέπεια την πρόκληση δομικών ζημιών και καταπόνησης στο μονοθέσιο. Μεγάλο παράδειγμα του παραπάνω αποτελεί ο Fernando Alonso. Στον αγώνα στο Baku, 2018, ο Ισπανός είδε το μονοθέσιό του να πληγώνεται, χάνοντας το 20% της συνολικής κάθετης δύναμής του. Όλα αυτά, λόγω δύο διατρήσεων στα ελαστικά του.

tyre puncture
Το διάτρητο εμπρός αριστερό ελαστικό του Sebastian Vettel. Η ζημιά που προκαλείται στο μονοθέσιό του είναι εμφανής και στην αεροτομή του Γερμανού πολυπρωταθλητή.
Συμπερασματικά

Κάθε πιλότος, ομάδα και μηχανικός αφιερώνουν μεγάλο μέρος χρημάτων και χρόνου στην κατανόηση του τρόπου λειτουργίας των ελαστικών. Σκοπός είναι η μεγιστοποίηση της εξαγόμενης απόδοσης και η επέκταση της ζωής του ελαστικού, η διάρκεια, δηλαδή, που η απόδοση των ελαστικών παραμένει στο μέγιστο.

Η ικανότητα των πιλότων να διαχειρίζονται τα ελαστικά τους, να τα φέρνουν γρήγορα στην σωστή θερμοκρασία λειτουργίας, καθώς και το πόσο φιλικοί είναι προς αυτά με την οδήγησή τους, αποτελούν σημαντικούς παράγοντες για την επιτυχία τους. Δεν είναι, άλλωστε, λίγες οι φορές που η νίκη και η ήττα έχουν κριθεί από την καλή ή μη διαχείριση των ελαστικών.

Μηχανικοί και πιλότος εργάζονται κάθε τριήμερο για να βρουν το κατάλληλο στήσιμο για το μονοθέσιο, ώστε να πάρουν την καλύτερη δυνατή απόδοση σε συνδυασμό με την μέγιστη διάρκεια ζωής.

Η F1 οφείλει να μαθαίνει από τα λάθη του παρελθόντος (Indianapolis 2005) και να αποφεύγει παρόμοια φαινόμενα, όπως αστοχίες των ελαστικών (Silverstone 2020). Μπορεί οι εποχές που οι προμηθεύτριες εταιρίες ελαστικών ‘πολεμούσαν’ για την υπεροχή να έχουν περάσει, πιθανόν ανεπιστρεπτί, ωστόσο, βλέπουμε ακόμα και σήμερα την ανάγκη για καλύτερα, ποιοτικότερα ελαστικά που θα ανεβάσουν τον ανταγωνισμό στο άθλημα.

Διαβάστε όλα τα νέα της Formula 1 εδώ, ενώ πλέον μπορείτε να μας βρείτε στο InstagramYouTube και Twitter.

Νίκος Δαφνομήλης

Μεγάλος φίλαθλος της Formula 1 από το 2005. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τον τεχνικό τομέα του αθλήματος και θαυμαστής όλων των ωραίων που έχει να προσφέρει. Μεγάλος φαν και του MotoGP. O μηχανοκίνητος αθλητισμός είναι ένας μαγικός κόσμος!

F1RACINGNEWS