Bagaimana Ban Formula 1 Tahan Terhadap Kondisi Lintasan yang Intens

• Pirelli telah menjadi satu-satunya produsen ban F1 sejak 2011.
• Pengujian sedang dilakukan pada perubahan ban F1 untuk tahun 2023, termasuk penambahan senyawa kering keenam.
• Pemanasan kompon karet adalah masalah yang signifikan baik saat ini maupun untuk masa depan F1.

---

Dengan kecepatan mencapai lebih dari 200 mil per jam, kendaraan Formula 1 menghantam ban karet yang bertugas mencengkeram aspal. Sejak 2011, tim-tim F1 mengandalkan Pirelli, pembuat semua ban F1, untuk membuat ban yang dapat menangani tenaga dan downforce yang ganas yang dihasilkan oleh mobil Formula 1.

“Ada keseimbangan dalam banyak pilihan yang kita miliki. Keseimbangan adalah trade-off dari kinerja, daya tahan, dan integritas, ”kata Maurizio Boiocchi, Wakil Presiden Eksekutif Pirelli dan Penasihat Strategis Teknologi dan Inovasi. Mekanik Populer saat berbicara dari kantornya di Italia. “Ini adalah keajaiban yang harus kita kembangkan.”

Sekarang, untuk tahun 2023, Pirelli menambahkan kompon kering keenam ke ban dan melakukan sedikit penyesuaian, sambil meningkatkan understeer di tikungan kecepatan rendah dan menyetel profil keausan, kata Mario Isloa, direktur motorsport Pirelli. Mekanik Populer.

Kondisi intens yang ditempatkan pada ban F1 jauh melampaui apa yang dilalui ban biasa di jalan raya umum. Sebuah ban yang dibuat dari bahan kurang dari 22 pon menahan beban vertikal 2.000 pon, sambil berlari 200 mil per jam, mendukung gaya 3,5 ton, dan menangani gaya longitudinal 5G. Kondisi ini — yang bisa berarti ban menangani gaya enam kali berat kendaraan — memberi tekanan pada ban F1 yang tidak ada di tempat lain, kata Boiocchi. “Kita harus memiliki teknologi khusus untuk melawan kondisi ini.”

Musim 2022 melihat perubahan besar pada ban, dengan F1 memperluas ban dari 13 inci menjadi 18 inci, termasuk dinding samping yang lebih kecil yang lebih sedikit berubah bentuk. Ban baru dirancang dari bawah ke atas, dengan profil, struktur, dan kompon yang segar. Ban 18 inci mengurangi panas berlebih dengan tambalan kontak yang lebih merata ke tanah. Ini juga memungkinkan stabilitas dan konsistensi yang lebih besar, yang meningkatkan rasa.

Memahami Slick F1

Pada tahun 2022, Pirelli menciptakan lima slick berbeda, masing-masing dengan komponnya sendiri — diberi label C1 hingga C5, dengan C1 yang paling keras — bersama dengan dua ban hujan, satu ban tengah, dan ban basah penuh. Selama setiap balapan, F1 mengalokasikan tiga dari lima varietas cuaca kering untuk digunakan. Dengan aturan rumit yang menentukan ban yang digunakan, semua pembalap harus menggunakan dua senyawa kering yang berbeda selama balapan.

Untuk tahun 2023, bersiaplah menyambut senyawa kering keenam, ditempatkan di antara kekerasan C1 dan C2 saat ini.

Struktur internal di semua dry slick tetap sama, penting untuk menjaga keseimbangan kendaraan. Saat penggantian ban dilakukan, tim hanya “mengelola” kelembutan kompon alih-alih seluruh pengaturan kendaraan, kata Boiocchi.

Ban F1 terbuat dari manik-manik logam, bagian terdalam ban, dan bangkai serat tekstil. Itu diisi dengan nitrogen, bukan udara untuk tekanan yang andal sepanjang balapan. Sebuah ikat pinggang membungkus bangkai. Dari sana, kompon luar, kira-kira setebal setengah sentimeter, terhubung ke sabuk dan mengikat ban ke permukaan penggerak.

Slicks balap F1 yang terkenal memastikan kontak paling banyak dengan tanah. Kisaran senyawa, yang Boiocchi gambarkan sebagai “campuran komponen yang sangat kompleks”, termasuk karet alami dan sintetis, bahan pengisi, dan bahan tambahan, semua bagian dari resep yang membantu memberikan cengkeraman.

Isola mengatakan setiap senyawa memiliki bahan unik untuk menentukan kekerasan ban.

Perbedaan Senyawa

Compound 1, yang akan berganti nama menjadi Compound 0 pada tahun 2023, adalah yang paling sulit dalam jangkauan dan dirancang untuk memberikan ketahanan maksimal terhadap panas dan kekuatan ekstrem, mampu menjalankan tugas yang lama dengan penurunan performa yang minimal. Sebaliknya, Compound 5 adalah yang paling lembut, umumnya dirancang untuk sirkuit paling lambat (namun tidak selalu) dengan keausan dan degradasi rendah di mana cengkeraman maksimum diperlukan dari karet. Ini paling banyak terlihat di sirkuit jalan raya atau di mana aspalnya sangat mulus.

Compound 2 umum digunakan di sirkuit baru, di mana situasinya relatif tidak diketahui, sementara Compound 4 populer untuk sirkuit dengan tingkat keparahan rendah, “di mana pemanasan cepat diperlukan untuk segera mencapai performa puncak,” menurut situs web Pirelli. Compound 3 digunakan pada setiap event, terkadang yang paling keras dari ketiga compound tersebut, terkadang yang paling lembut, dan terkadang jatuh di tengah.

Dengan “cengkeraman sangat penting”, permukaan memainkan peran kunci dalam pemilihan ban untuk tim, kata Boiocchi. Cengkeraman mekanis, bagian penting dari ban keras, adalah kemampuan ban menyatu dengan kekasaran jalan aspal. Pegangan berperekat, yang diandalkan untuk ban terlembut, adalah pegangan kimiawi yang dihasilkan antara kompon dan jalan.

Semakin halus permukaannya, semakin kecil area di aspal yang dapat ditembus kompon untuk menciptakan cengkeraman mekanis pada ban. Tim akan membuat keputusan senyawa mana yang mereka gunakan dalam perlombaan berdasarkan perangkat yang memindai permukaan untuk menentukan frekuensi kekasaran.

“Anda memiliki cengkeraman yang lebih rekat pada senyawa yang lebih lunak, sedangkan senyawa yang lebih keras lebih mengandalkan cengkeraman mekanis atau aspal dengan kekasaran yang lebih tinggi,” kata Isola.

Menambahkan Senyawa Keenam

F1 akan menambah tiga balapan untuk tahun 2023, sehingga jumlah total sirkuit menjadi 24. Pirelli menambahkan kompon kering keenam untuk menyamai peningkatan tipe aspal. Isola mengatakan mereka menemukan perbedaan antara senyawa C1 dan C2 lebih jelas daripada pergeseran C2 dan C3.

“Dengan enam senyawa,” kata Isola, “tim siap bereaksi. Mungkin pada permukaan dengan tingkat keparahan tinggi kita membutuhkan C0, C1, dan C2. Tingkat stres [on tires] tumbuh dan berkembang dan kita bereaksi dengan senyawa yang lebih keras.”

Pentingnya Suhu

Temperatur memainkan peran kunci dalam menghasilkan cengkeraman dari kompon berbahan dasar karet, dan panas berlebih selalu menjadi diskusi saling menguntungkan. Ban harus melakukan pemanasan untuk menghasilkan karakteristik yang diperlukan, termasuk dalam “jangkauan kerja”. Misalnya, aditif polimer yang dicampur ke dalam senyawa hampir seperti kaca saat dingin, tetapi saat memanas, ia menawarkan cengkeraman yang ideal. “Ini [compound] desain bekerja pada berbagai suhu, sehingga cengkeraman Anda dimaksimalkan, ”kata Boiocchi.

Tim menggunakan selimut ban untuk menghangatkan ban sebelum memasangnya. Aturan baru pada tahun 2022 membatasi suhu selimut hingga 70 derajat Celcius — turun dari 100 derajat — semua bagian dari upaya F1 untuk mengurangi listrik selama balapan dan akhirnya menghentikan penggunaan selimut sama sekali. Boiocchi mengatakan bahwa perubahan ini membutuhkan formula senyawa baru. “Membuat senyawa untuk memanaskan sangat mudah,” katanya, “[but] sulit untuk dihentikan. Ini adalah tantangan yang kita miliki untuk masa depan.”

Setiap senyawa menawarkan rentang kerja yang berbeda. Semakin ringan permukaannya, semakin sedikit energi yang dimasukkan ke dalam ban, menghasilkan lebih sedikit panas. Senyawa yang lebih keras menawarkan ban yang lebih kaku, yang menangani lebih banyak energi dari lintasan. Ini sama dengan lebih banyak panas, memberikan ban yang lebih keras jangkauan kerja yang lebih tinggi. Isola mengatakan bahwa perhatian terhadap ban lunak pada permukaan dengan tingkat keparahan rendah membuat ban memanas hingga kisaran kerja, sedangkan ban keras pada permukaan dengan tingkat keparahan tinggi menjadi cepat panas dan harus mengurangi panas berlebih.

“Cengkeraman ban adalah fungsi dari temperatur,” kata Isola. “Kami mencoba merancang senyawa dengan jangkauan kerja yang luas sebanyak mungkin. Kami memindahkan jendela kerja ini tergantung di mana kami ingin menggunakan ban.”

Ban Basah F1

Pirelli juga membuat dua jenis ban basah, masing-masing untuk jumlah curah hujan yang berbeda di permukaan lintasan, pengamplasan atau lainnya. Ban “menengah” memiliki tapak 3,4 hingga 5 milimeter, memungkinkan kendaraan yang melaju hampir 200 mil per jam mampu menumpahkan 25 hingga 30 liter air per detik.

Untuk cuaca yang lebih parah lagi, Pirelli menawarkan apa yang dulu disebut “versi monsun”. Sekarang hanya disebut “basah penuh”, dengan lebih agresif pola tapak lebih dalam dari perantara yang dapat memindahkan 65 hingga 75 liter air per detik. Basah penuh juga memiliki senyawa yang lebih lembut daripada ban kering.

Versi basah penuh jarang digunakan karena pada saat tim beralih ke basah penuh, balapan sering ditandai berhenti merah untuk kondisi keselamatan yang mencakup peningkatan risiko hydroplaning dan penurunan jarak pandang.

Bersamaan dengan pola tapak, kedua ban basah tersebut memiliki diameter yang sedikit lebih besar untuk menaikkan kendaraan “sedikit lebih tinggi untuk menghindari lantai mobil terciprat air dan membuat kendaraan hilang kendali.”

Pekerjaan di balik layar ban F1 tidak pernah berhenti. “Ban bukanlah produk yang mudah,” kata Boiocchi. “Ini adalah produk yang sangat sensitif terhadap banyak kondisi, suhu, permukaan, gaya berkendara. Detail apa pun sangat penting di bidang kami dan apa yang kami pelajari dari Formula 1 sangat berguna untuk melakukan yang lebih baik pada produk performa terbaik kami.”