Hoe de FIA inspecteert of auto’s voldoen aan de crash-testvereisten

De FIA voert uitgebreide crashtests uit om de veiligheid van Formule 1-auto’s te waarborgen. Elk chassis moet voor het seizoen een reeks tests doorstaan bij de FIA. Alleen na certificering mag een auto deelnemen aan races.

De tests simuleren verschillende ongevalscenario’s, waaronder frontale, zijwaartse en achterwaartse botsingen. De snelheden tijdens de tests variëren van 36 tot 54 kilometer per uur

Deze snelheden lijken laag, maar geven de meest nauwkeurige resultaten voor het meten van impactabsorptie. Bij een frontale botsing mag een coureur bijvoorbeeld niet meer dan 60G ervaren binnen 0,03 seconde na impact.

Naast het chassis worden ook onderdelen als de stuurkolom getest. In totaal voert de FIA 18 verschillende tests uit om de veiligheid van F1-auto’s te garanderen.

Uitvoering van crashtests

Het testproces omvat verschillende stappen en specifieke procedures die nauwkeurig worden gevolgd. Allereerst wordt de auto voorbereid voor de test. Alle relevante onderdelen die de uitkomst van de test kunnen beïnvloeden, worden op de teststructuur gemonteerd.

De auto wordt stevig bevestigd aan een trolley via de motorbevestigingspunten, maar op een manier die de impactweerstand niet verhoogt. De brandstoftank wordt gevuld met water om het gewicht te simuleren.

Een belangrijk onderdeel van de test is het gebruik van een dummy. Deze weegt minstens 75 kg en wordt vastgemaakt met veiligheidsgordels zoals beschreven in Artikel 14.4 van de technische reglementen. De dummy moet echter ook in staat zijn om vrij naar voren te bewegen in de cockpit wanneer de gordels los zijn.

Brandblussers, zoals beschreven in Artikel 14.1, worden ook geïnstalleerd. Voor de frontale botstest wordt een specifiek gewicht en snelheid gehanteerd. Het totale gewicht van de trolley en de teststructuur moet 780 kg (+1%/-0) bedragen.

“De tests zijn de afgelopen 15 jaar veel strenger geworden,” aldus Jo Bauer, technisch afgevaardigde van de FIA bij races en waarnemer bij crashtests. “Na de tests op de achterkant was de volgende stap de invoering van het zijdelingse intrusie-paneel, dat er kwam na een zwaar ongeval met Mario Haberfeld in een F3000-race in Barcelona in 2000.”

De impactsnelheid moet minimaal 15 meter per seconde zijn. Deze parameters zijn zorgvuldig gekozen om realistische crashomstandigheden na te bootsen.

De weerstand van de teststructuur wordt gemeten tijdens de impact. Er zijn specifieke criteria waaraan moet worden voldaan:

• De gemiddelde vertraging over de eerste 150 mm vervorming mag niet hoger zijn dan 5g.
• De gemiddelde vertraging van de trolley gedurende de hele impact mag niet hoger zijn dan 40g.
• De piekvertraging in de borst van de dummy mag niet hoger zijn dan 60g voor een cumulatieve periode van meer dan 3ms.

Deze criteria zijn ontworpen om ervoor te zorgen dat de auto voldoende energie absorbeert tijdens een crash, terwijl de krachten die op de coureur worden uitgeoefend binnen veilige grenzen blijven.

Na de impact wordt de structuur grondig geïnspecteerd. Alle structurele onderdelen van de ‘overlevingscel’ moeten zichtbaar intact blijven.

Geteste onderdelen

Deze tests zijn ontworpen om de veiligheid van coureurs in verschillende ongevalscenario’s te waarborgen. Het chassis, oftewel de overlevingscel, vormt het hart van deze tests.

De overlevingscel ondergaat meerdere tests om de integriteit bij verschillende soorten impacts te evalueren:

• Frontale botstest
• Zijdelingse impacttest
• Achterwaartse botstest
• Rolstructuurtest
• Belastingtests op verschillende punten van de overlevingscel

Naast het chassis worden ook andere kritieke veiligheidscomponenten getest:

• Stuurkolom: Deze wordt onderworpen aan een specifieke impacttest om te verzekeren dat het de krachten bij een frontale botsing kan weerstaan.
• Halo: Dit beschermingssysteem voor het hoofd van de coureur moet extreme belastingen kunnen doorstaan.
• Impactstructuren: De voor-, zij- en achterkant van de auto hebben speciale structuren die energie moeten absorberen bij een botsing.
• Brandstoftank: Deze wordt getest op lekbestendigheid en structurele integriteit.
• Veiligheidsgordels: De bevestigingspunten en de sterkte van de gordels worden gecontroleerd.

In 2014 werd een revolutionair nieuw systeem geïmplementeerd dat effectief werkt ongeacht de hoek van impact. Dit systeem is het resultaat van een jaar lange samenwerking tussen het FIA Institute en teams.

“Bij de Grand Prix van Oostenrijk in 2002 was Takuma Sato betrokken bij een vrij spectaculair ongeval waarbij de achterste impactstructuur van Nick Heidfeld’s Sauber de zijkant van Sato’s Jordan raakte,” herinnert Charlie Whiting zich. “Dit ongeval was zeer onthullend en leidde tot verdere verbeteringen in de zijdelingse impactbescherming.”

De FIA voert in totaal 18 verschillende tests uit op F1-auto’s. Sommige structuren worden meerdere keren op verschillende manieren getest. Dit uitgebreide testprogramma zorgt ervoor dat elk aspect van de veiligheid grondig wordt geëvalueerd.

Een voorbeeld van de specifieke testprocedures is de frontale botstest:

Normen en eisen

Deze standaarden zijn vastgelegd in Artikel 13 van de Technische Reglementen, dat zich uitstrekt over pagina’s 103 tot 117. Dit uitgebreide document beschrijft in detail de vereisten waaraan teams moeten voldoen om hun auto’s veilig te laten verklaren voor competitie.

De crashtests omvatten verschillende specifieke gebieden:

• Overlevingscel frontale impacttest
• Rolstructuurtests
• Belastingtests voor de overlevingscel
• Zijdelingse impactstructuur
• Frontale impactstructuur
• Achterwaartse impactstructuur
• Stuurkolom impacttest
• Hoofdsteun belastingtest

De FIA schrijft voor dat alle tests moeten worden uitgevoerd “in overeenstemming met FIA Testprocedure 01/00, in aanwezigheid van een technisch afgevaardigde van de FIA en met behulp van meetapparatuur die naar tevredenheid van de technisch afgevaardigde van de FIA is gekalibreerd.”

Een voorbeeld van de specifieke eisen is de frontale impacttest. Hierbij gelden de volgende criteria:

• De gemiddelde vertraging over de eerste 150 mm vervorming mag niet hoger zijn dan 5g.
• De gemiddelde vertraging van de trolley gedurende de hele impact mag niet hoger zijn dan 40g.
• De piekvertraging in de borst van de dummy mag niet hoger zijn dan 60g voor een cumulatieve periode van meer dan 3ms.

Voor de zijdelingse impacttest is in 2014 een revolutionair nieuw systeem geïmplementeerd. Dit systeem werkt effectief ongeacht de hoek van impact, wat een significante verbetering is ten opzichte van eerdere designs.

De FIA eist ook dat als het ontwerp van een auto tijdens het seizoen significant wordt gewijzigd, de betreffende onderdelen opnieuw een crashtest moeten ondergaan. Dit zorgt ervoor dat de veiligheid gewaarborgd blijft, zelfs als teams hun auto’s doorontwikkelen tijdens het seizoen.

Een ander belangrijk aspect is de test van de stuurkolom. Hierbij wordt een object dat het hoofd van de coureur symboliseert met een snelheid van 25 kilometer per uur tegen het stuur geschoten.

De kolom moet de krachten op de juiste manier opvangen om goedgekeurd te worden. De FIA voert in totaal 18 verschillende tests uit op de auto’s. Sommige structuren worden meerdere keren op verschillende manieren getest.

Dit uitgebreide testprogramma zorgt ervoor dat elk aspect van de veiligheid grondig wordt geëvalueerd.