カーボンカーボンカーボンカーボン・カーボン・カーボン・ブレーキ ディスクは何ですか。

カーボンカーボンブレーキディスクはカーボンマトリックスで埋め込まれるカーボン繊維からなされる複合材料です。繊維は張力および剛さを、マトリックスがそれらを結合し、負荷を移す間提供します。この組合せは大体1本部である材料をですけれども高温で例外的な強さを保ちます。製造プロセスは通常プレフォームにカーボン繊維の生地を編むことを含んでいます、そしてカーボン前方ガス(鉄のメートルの化学薬品の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の火の

その結果は、軽量で熱伝導率が高い、熱膨張率が低く、熱衝撃に対する優れた抵抗を示すだけでなく、軽量で高熱伝導性、低熱膨張、そして優れた抵抗性を発揮するブレーキディスクです。これらの特性は、温度が1,000 °Cを超えることができるアプリケーションに一意に適しているカーボンカーボンディスクです。フォーミュラ1では、1980年代初頭に導入したため、そのようなディスクはデファクト規格になっています。

フォーミュラ1の歴史と採用

カーボンカーボンブレーキは、1982年に初めて、ブラバハムチームによって開拓されたフォーミュラ1に登場しました。 彼らの即時の利点は、従来のスチールディスクを使用して、競合他社よりも後でそして硬化する能力でした。 1980年代半ばまでに、技術はほぼすべてのチームによって採用されました。 製造および設計の改良は、重量を減らし、熱放散を改善し、耐久性を高めました。 今日、単一のF1ディスクは、我々は1 kg未満の重量を量り、比較可能なスチールディスクが重量を削減し、重量を削減し、重量を削減し、耐久性を高めました。 今日、単一のF1ディスクは、重量を削減します。

カーボンブレーキの進化は、フォーミュラ1のより広い技術腕のレースを映します。各シーズン、チームはフェード抵抗、変調および冷却効率の余分な利益を捜します。現在のディスクの生成は、300 km / h以上から100 km / h未満のブレーキサイクルを1,500以上耐えることができます。

鋼鉄および陶磁器のブレーキ上の主利点

  • :熱抵抗:]カーボンカーボンカーボンディスクは、最大1,200 °Cの温度で構造の完全性と摩擦係数を維持し、鋼の融点を超えて。これにより、F1車はフェードなしで繰り返し極端な速度からブレーキを鳴らすことができます。
  • 低い重量:] 完全なカーボン カーボン ブレーキの組み立て(discs、パッドおよび callipers)は鋼鉄の同等で15 kgまで保存できます。この減少はunsprungの固まりの処理、加速および牽引を改善します。
  • ブレーキフェード:] カーボンカーボンの高比熱容量は、材料が急速な温度のスパイクなしでエネルギーの大量吸収を意味します。 効率的な熱伝導と組み合わせ、これは、持続的な重いブレーキングの下でフェードを最小限に抑えます。
  • 一貫したパフォーマンス:]を適切に寝たと、カーボンカーボンディスクは、広い温度ウィンドウに著しく一貫した停止電力を提供します。 ドライバーは、ラップ後の予測可能なペダルフィールラップに依存することができます。
  • 超硬変:]]カーボンカーボンカーボンの摩擦特性は、ブレーキング力の微細な制御を可能にし、コーナーにブレーキをかけるトレイルのブレーキングと重量の転送の管理に不可欠です。

道路車で使用される現代のカーボンセラミックブレーキと比較して、カーボンカーボンディスクはより短い寿命を持ち、より慎重な操作手順を必要とするが、より軽く、より高い熱負荷を処理します。

サーマル・ダイナミクスとエンジニアリング・チャレンジ

方式1ブレーキシステムによって生成される巨大な熱を管理することは複雑な工学の仕事をしています。最高の減速では、ブレーキディスクは数秒で1,000 °Cを超える温度に達することができます。カーボンカーボン素材は、隣接するコンポーネントを傷つけないように、この熱をすぐに消散しなければなりません。チームは、フロントウィングとサイドポッドからチャネルエアを係数ディスクとカチパに直接引き出すことを、精巧な冷却ダクトを設計しています。ディスク自体は、数百のドリルを回すことも、または、ブレーキが不足するような温度を低減することができます。

別の熱挑戦は熱衝撃です。運転者が高速からブレーキを鳴らし、そしてすぐにパドルに当たれば、急速な温度変化はマイクロ割れを引き起こすことができます。より高い密度のカーボン マトリックスを使用して、保護コーティングを適用するのような現代製造の技術は、そのような失敗の発生を減らしました。

レース戦略とドライバー性能への影響

カーボン・カーボン・ブレーキの採用は直接競争の作戦に影響を及ぼしました。後でコーナーにブレーキをかける機能は運転者がより容易に取り、より積極的に位置を擁護することを可能にします。 スケート・ブレーキはブレーキで巨大な信頼を要求し、運転者はカーボン・カーボン ディスクの一貫した咬合ポイントそしてフェードの抵抗に頼ります。 重いブレーキがかかる地帯が付いている回路では、Monzaの第一のチカンかモナコのグランド ホテルのヘアピンのような–よくブレーキがかかる運転者によく来るかよくよくあるべき大きい時間との違いはブレーキが来ます。

さらに、カーボンカーボンブレーキの軽量性は、コーナーから加速するのを助ける、全体的な車両慣性を低下させます。この効果は、燃料負荷が高いときにレースの初期部分で特に顕著です。チームは、ブレーキ温度を全体的なタイヤ管理の一環として管理します。攻撃的なブレーキは、フロントタイヤを過熱することができますが、慎重なブレーキは、動作窓にタイヤを得るために十分な熱を発生させることはできません。ブレーキとカーボンブレーキは、ブレーキとカーボンバランスをとります。

制限事項と運用上の制約

カーボンカーボンブレーキディスクは、その利点にもかかわらず、欠点なしではいません。 最も重要な制限はコストです。 ディスクとパッドの1セットは、何千ユーロの費用を払うことができ、チームはレースの週末に複数のセットを使用するかもしれません。 製造は遅く、エネルギー集中的であり、高温炉と複数の浸水サイクルを必要とする。 さらに、カーボンカーボンディスクは温度の排出に敏感であり、熱すぎる(> 1,200C)や、または温度変化が低下するの後に、または、または摩擦が変化することができない。

もう一つの挑戦は摩耗です。カーボンカーボンディスクは競争の条件の下で鋼鉄より大いに長く持続しますが、それらはまだ時間とともに劣化します。摩擦表面は身に着け、ディスクは次第に固まります。チームは、ディスク厚さを監視し、それらが指定の内で残っていることを保障するためにセッション間の重量を量ります。湿気のような環境要因は、塵を追跡します、また性能に影響を与えることができます。これらの理由のために、カーボンカーボン ブレーキは細心の維持を要求し、専門の競争の制御された環境に最もよい適します。

未来の展開:カーボンカーボンカーボンカーボンカーボンを超えて

方式1は、持続可能性とコストの封入に向けるにつれて、ブレーキ技術は進化し続けています。 一つの有望な方向は、炭化ケイ素の摩耗抵抗と硬度の大きい炭素性能を組み合わせるカーボンシリコンカーバイド(C/SiC)複合複合材です。 これらの材料は、長期にわたる寿命と温度変化に対する感度が低下し、季節ごとに必要なディスクセットの数を潜在的に削減することができます。

別の研究領域は、ハイブリッドパワーユニットから再生ブレーキを統合するブレーキバイワイヤーシステムです。現代のF1車では、MGU-K(モータージェネレータユニット - キネティック)は、ブレーキの間にエネルギーを収穫することができ、ディスク上の熱負荷を軽減します。再生と摩擦ブレーキの間の相互作用は、予測可能なペダル感触を確実にするために慎重に調整する必要があります。将来の規制は、さらにエネルギーの回復を可能にし、潜在的にカーボンカーボンディスクのサイズと重量を減らすことができます。

リサイクルや環境への影響も考慮されています。カーボンカーボン成分を抑制することは困難ですが、カーボン繊維を回収するピロリシスなど、新たなプロセスが開発されています。フォーミュラ1を含むいくつかのレースシリーズは、使用したブレーキ材料を再使用または再利用する方法を探求しています。

コンテンツ

カーボンカーボンブレーキディスクは、フォーミュラ1テクノロジーの礎となり、スポーツを定義する極端な減速と高いコーダリング速度を実現します。低重量、高熱許容、および一貫した性能の組み合わせは、他のブレーキング材料によって比類しないものです。コスト、メンテナンス、および動作温度の感度、複合材料の継続的な革新、および、ハイブリッドエネルギーの回復の約束の継続的な革新は、その能力を拡張します。チームやドライバーにとって、カーボンカーボンカーボンブレーキディスクは単なるコンポーネントではありません。それは、運転者と信頼性の要因です。

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