Οδήγηση και σωματική αντοχή στην F1

Ο αγώνας αυτοκινήτων Grand Prix εκπροσωπεί την αιχμή του δόρατος της μηχανικής, εφαρμόζοντας υλικά και τεχνολογία στον σχεδιασμό και κατασκευή ενός μονοθέσιου που απαντώνται μόνο στην διαστημική αεροναυπηγική. Παρόλη την τεράστια εστίαση στο αυτοκίνητο, το οποίο και κοστίζει εκατομμύρια ευρώ να αναπτυχθεί, η βελτίωση της ψυχολογικής και φυσιολογικής απόδοσης του οδηγού είναι κάτι που συχνά παραβλέπεται χάνοντας έτσι μια μοναδική ευκαιρία για ενίσχυση της απόδοσης του πακέτου οδηγός-μονοθέσιο.Για παράδειγμα, επιφανειακά η συμμετοχή σε έναν αγώνα F1 είναι αρκετά μικρότερη σωματική πρόκληση από την ποδηλασία στο Tour de France, αλλά μια προσεκτικότερη ματιά μας αποκαλύπτει πως αυτό δεν είναι αλήθεια. Οδηγώντας σε ένα Grand Prix ασκούνται στον οργανισμό ακραίες απαιτήσεις πάνω στη δύναμη, την φυσική κατάσταση και τη νοητική συγκέντρωση, το οποίο και μπορεί να σπρώξει ακόμα και τους καλύτερα προπονημένους οδηγούς στα όρια των σωματικών δυνατοτήτων. Το σώμα και οι δυνάμεις

                        Η στολή anti-G του F22

Η πλέον προφανή πρόκληση στην Formula 1 είναι η διαχείριση των τεράστιων δυνάμεων που ασκούνται στον οργανισμό. Η μέτρηση γίνεται σε συσχετισμό με την δύναμη την βαρύτητας (g) η οποία σε ουδέτερη κατάσταση είναι 0g στον οριζόντιο άξονα. Η επιτάχυνση, η επιβράδυνση και η φυγόκεντρος στις στροφές πιέζουν τον οδηγό ασκώντας φορτίο που σε ένα πολιτικό αυτοκίνητο επιδόσεων όπως η Ferrari 488 κινείται μεταξύ 0.7g στην στην επιτάχυνση, 1g στο φρενάρισμα και 1-1,2g στις στροφές. Αντιθέτως, ένα μονοθέσιο του 2016 ασκεί έως 2.8g στην επιτάχυνση, 5g στο φρενάρισμα και 6g στις στροφές. Οι δυνάμεις αυτές επηρεάζουν όλο το σώμα αλλά κυρίως το κεφάλι μιας και υποστηρίζεται αποκλειστικά από τον λαιμό. Στις γρήγορες στροφές όπως η Copse στο Silverstone ή 130R της Suzuka η πλευρική δύναμη που πιέζει τον λαιμό είναι λίγο λιγότερη από το συνολικό βάρος του οδηγού. Το μέγεθος των πλευρικών G είναι κάτι μοναδικό στην Formula 1 μιας και τα αεροπλάνα πιέζουν τον πιλότο κυρίως κατά μήκος και όχι πλευρικά. Παρόλα αυτά, στα έντονα φρεναρίσματα οι δυνάμεις που δέχεται ο οδηγός είναι όμοιες με αυτές των πιλότων μαχητικού. Η πιέσεις αυτές λοιπόν προκαλούν απότομες αλλαγές στα υγρά του οργανισμού, που γύρο στα 6g κάνουν ένα προπονημένο άτομο να λιποθυμήσει. Οι σημερινοί πιλότοι μαχητικών μπορούν να εκτεθούν με ασφάλεια μέχρι 10g μειώνοντας την εναλλαγή υγρών με στολές συμπίεσης (anti-g) αλλά η χρησιμοποίησή τους στην F1 έχει δύο μειονεκτήματα. Έχουν μεγάλο βάρος, σε ένα άθλημα που ελάττωσή του είναι εμμονή, και πιο σημαντικό στις θετικές επιταχύνσεις προκαλεί μεγαλύτερη πίεση από ό,τι πρέπει με αποτέλεσμα ο οδηγός να μην μπορεί να αναπνεύσει πλήρως και να κατακρατείται το διοξείδιο του άνθρακα στο σώμα. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται «ατελεκτασία επιτάχυνσης». Ατελεκτασία (ατελής έκταση) είναι το φαινόμενο κατά το οποίο οι πνεύμονες συμπιέζονται, οι κυψελίδες συγκολλούνται και η αναπνοή δυσκολεύει σημαντικά. Οι πνεύμονες λοιπόν δεν μπορούν να εμπλουτίσουν με οξυγόνο το αίμα, φτάνοντάς τους ακόμα και σε μερική κατάρρευση. Η αντίδραση του οργανισμού καθώς προσπαθεί να τους γεμίσει με αέρα προκαλεί τον λεγόμενο «βήχα Raptor» μιας και πρώτη φορά παρατηρήθηκε στους πιλότους των F22.

Τα υπερβολικά μεγάλα φορτία που γεννιούνται στα σύγχρονα μονοθέσια, προϋποθέτει οι οδηγοί να έχουν αυξημένη μυϊκή δύναμη. Αυτή συμπεριλαμβάνει κυρίως δύο μυϊκές κινήσεις: την ισομετρική ή στατική συστολή (αυξάνεται η τάση του μυός, αλλά δεν παράγεται κίνηση) και την εκκεντρική ή πλειομετρική συστολή (η τάση του μυός είναι σταθερή και το μήκος του μεταβάλλεται (επιμηκύνεται) ενεργώντας ενάντια στην αντίσταση). Και οι δύο τύποι ενεργοποίησης των μυών προκαλούν πολύ μεγάλες μυϊκές δυνάμεις σε γρήγορες ή με αναταράξεις πίστες. Η παραγωγή αυτών των δυνάμεων προκαλεί την μυϊκή «καταστροφή» και όχι το γαλακτικό οξύ. Μαζί έρχεται πόνος, αδυναμία και διαταραχές στην νευρομυϊκή επικοινωνία προκαλώντας λανθασμένη αντίληψη της θέσεως του άκρου και το πόση δύναμη πρέπει να βάλει ο οδηγός. Ως αποτέλεσμα, καθώς ο αγώνας προχωράει, γίνεται όλο και πιο δύσκολο να βάλει την σωστή δύναμη στο γκάζι κατά την έξοδο των στροφών όπως και να πετύχει το ιδανικό φρενάρισμα στην είσοδο. Ένα διακριτό αποτέλεσμα της νευρομυικής διαταραχής των μυών είναι το οδηγικό λάθος, το σπινάρισμα στην έξοδο των στροφών ή το μπλοκάρισμα τους αντίστοιχα στην είσοδο.

Κλιματισμός

Η θερμότητα είναι ένα ακόμα πρόβλημα που πρέπει να λύσουν οι οδηγοί της Formula 1, και που μειώνει σημαντικά την ικανότητα οδήγησης. Οι κινητήρες των σημερινών μονοθεσίων έχουν απόδοση γύρο στο 40% στη μετατροπή της χημικής ενέργεια των καυσίμων σε μηχανική. Τι σημαίνει αυτό; Πως ένας κινητήρας που παράγει 750 άλογα πρέπει να αποβάλει περισσότερα από 300.000 Watts θερμότητας ώστε να μην υπερθερμανθεί. Που ισούται με την εξουδετέρωση της θερμότητας 150 οικιακών φούρνων! H θερμότητα αυτή των κινητήρων εξαπλώνεται μέχρι τον οδηγό, προσθέτοντας και αυτό στο θερμικό του φορτίο – που είναι πρόβλημα ακόμα και στα κρύα κλίματα μιας και ο οδηγός από μόνος του παράγει αρκετή. Βέβαια οι άνθρωποι είναι σαφώς λιγότερο αποτελεσματικοί από μια μηχανή F1 μετατρέποντας λιγότερο από 25% της πρόσβασιμης ενέργειας σε μηχανική. Αυτό σημαίνει πως το 75% της ενέργειας από υδατάνθρακες ή λίπος που θα μπορούσε να είναι μυϊκή δύναμη μεταλλάσσετε σε θερμική.

Οι ενεργειακές ανάγκες του οργανισμού κατά την διάρκεια ενός αγώνα δεν έχουν υπολογιστεί άμεσα αλλά ένα καλό δείγμα πήραμε από τον καρδιακό παλμό. Αυτός μας έδειξε πως οι μέσες ανάγκες είναι γύρο στα 150 Watts σε ένα Grand Prix 90 λεπτών (πολλές φορές οι οδηγοί διατηρούν 200 παλμούς το λεπτό για όλη την διάρκεια του αγώνα!), το οποίο και είναι σημαντικά λιγότερο από ό,τι παρατηρήθηκε σε επαγγελματίες ποδηλάτες. Για παράδειγμα, στο προαναφερόμενο Tour de France, οι αγωνιζόμενοι έχουν ανάγκη πάνω από 400 Watts στην ίδια χρονική διάρκεια με έναν αγώνα Formula 1. Όμως, παρόλο τις χαμηλότερες ανάγκες σε ενέργεια, ο οδηγός του μονοθεσίου πρέπει να αποβάλει 500 Watts θερμότητας ώστε να μείνει δροσερός, ένα τέταρτο ενός οικιακού φούρνου δηλαδή. Στην ποδηλασία μπορούν εύκολα να το πετύχουν μιας και τα εκτεθειμένα χέρια, πόδια, στέρνο και πρόσωπο λειτουργούν πολύ αποτελεσματικά στην αποβολή θερμότητας. Αντίθετα στην F1 το σώμα του οδηγού είναι τελείως καλυμμένο με πυρίμαχη στολή Nomex® και κράνος, τα οποία και μειώνουν δραστικά την ικανότητα για αποτελεσματική ψύξη ακόμα και στα 300 χιλιόμετρα την ώρα! Ολες αυτές οι πηγές θερμότητας κάνουν την προσπάθεια να παραμείνει κρύος ο οδηγός ιδιαίτερα δύσκολη. Ειδικά σε πίστες που εξ ορισμού οι θερμοκρασίες περιβάλλοντος είναι υψηλές όπως στη Μαλαισία, μπορεί να φτάσουν την θερμοκρασία του οδηγού πάνω από 40C. Τόσο υψηλή υπερθερμία που ανεβάζει την θερμοκρασία του εγκεφάλου διαταράσσοντας την λειτουργεία του μπορεί να φτάσει μέχρι την θερμοπληξία, κάτι πολύ επικίνδυνο για έναν οδηγό σε αυτό το επίπεδο οδήγησης μιας και η παραμικρή γνωσιακή διαταραχή έχει σοβαρές συνέπειες. Το αργό φρενάρισμα για παράδειγμα στο τέλος της ευθείας είναι μια ευκαιρία για προσπέρασμα. Αν βγει εκτός ιδανικού φρεναρίσματος στο μήκος ενός αμαξιού στα 280 χιλιόμετρα/ω σημαίνει πως άργησε να πατήσει το πεντάλ 50 millisecond, λιγότερο από ένα τέταρτο του χρόνου που χρειάζεται για να ανοιγοκλείσουμε τα μάτια μας. Οπότε και οι μικρότερες λανθασμένες εκτιμήσεις έχουν καταστροφικά αποτελέσματα!

Ο ιδρώτας είναι το μεγάλο μας όπλο ενάντια στην υπερθέρμανση (ο άνθρωπος είναι τόσο αποδοτικός στην εφίδρωση συγκριτικά με όσα ζώα την χρησιμοποιούν– πάνω από 1000x – που ουσιαστικά είναι ο μόνος οργανισμός που ιδρώνει). Με την κατάλληλη προπόνηση ο ρυθμός εφίδρωσης είναι ανάμεσα σε 2 και 2,5 λίτρα ανά ώρα. Αυτό σημαίνει πως στην διάρκεια ενός μέσου αγώνα οι οδηγοί χάνουν 3 με 4 λίτρα ιδρώτα, γύρο στο 5% του βάρους τους. Επιβαρυντικός παράγοντας είναι η μειωμένη ικανότητα του οδηγού να λαμβάνει υγρά στην διάρκεια του Grand Prix, μιας και δεν ξεπερνάει τα 500ml. Αυτό σημαίνει πως τερματίζουν με αφυδάτωση πολύ μεγαλύτερη από τους ποδηλάτες που μόλις τελείωσαν 200km μέσα στα βουνά του Tour de France. Αφυδάτωση τέτοιας έκτασης έχει συνέπεια με μειωμένη ψύξη του οργανισμού, υψηλότερες θερμοκρασίες στο αίμα που πηγαίνει στον εγκέφαλο όπως και υψηλή θερμοκρασία του εγκεφάλου αυτό καθαυτού. Όταν θερμαίνεται τόσο πολύ ο μεταβολισμός η λειτουργεία του διαταράσσεται με την εγκεφαλική βλάβη να μην είναι μακριά. Έρευνες έδειξαν πως αφυδάτωση μόνο 2% (λιγότερο από 1,5 λίτρα υγρού) είναι αρκετή να προκαλέσει πρόβλημα σε οπτικοκινητικές λειτουργίες, στην βραχυπρόθεσμη μνήμη και την προσοχή – λειτουργίες βασικές για την οδήγηση ενός μονοθέσιου. Οπότε οι μεγάλες απώλειες λόγο ιδρώτα μαζί με αυξημένη εγκεφαλική θερμοκρασία μπορούν να προκαλέσουν μειωμένη γνωσιακή απόδοση στα τελευταία στάδια ενός Grand Prix. Τα οδηγικά λάθη όπως χάσιμο του apex, προβλήματα στην κρίση, αποτυχία ενεργοποίησης του περιοριστή ταχύτητα στην γραμμή των πιτ ή εκδρομές εκτός πίστας είναι πιθανόν να προέρχονται από τις πιο πάνω αιτίες.

Δροσερά, ξηρά Grand Prix μειώνουν αισθητά τις φυσιολογικές απαιτήσεις καθώς οι δυνάμεις που πιέζουν τον οδηγό είναι λιγότερες, όπως χαμηλότερη είναι και η θερμοκρασία που πρέπει να αποβάλει. Όμως, καθώς η βροχή πέφτει, οι ψυχολογικές απαιτήσεις αυξάνονται. Η χαμηλή ορατότητα κάνει τα σημείο που χρησιμοποιεί για φρενάρισμα δυσδιάκριτα και η θέση του στην πίστα βρίσκεται πιο δύσκολα, δημιουργώντας έτσι ακόμα μεγαλύτερες απαιτήσεις για συγκέντρωση. Προσθέστε σε αυτό και την αλλαγή την αγωνιστικής γραμμής, τον τρόπο οδήγησης και την ανάγκη αυξημένης προσοχής και θα καταλάβετε γιατί οδηγοί γνωστοί για την ικανοτητάς τους στην βροχή, όπως ο Ayrton Senna και ο Michael Schumacher, έκρυβαν κάτι περισσότερο από μαστορικές κινήσεις στο τιμόνι.

                        Ο James Hunt προπονείται σκληρά

Μέχρι τα μέσα του 1980 η προπόνηση φυσικής κατάστασης ήταν κάτι ασυνήθιστο στο motorsport. Χαρακτηριστική η περίπτωση των Γάλλων οδηγών που όλοι έτρωγαν απαραίτητα μεσημεριανό συνοδευόμενο υποχρεωτικά με κρασί και αμέσως μετά πήγαιναν για χρονομετρημένα δοκιμαστικά. Όπως μας λέει ο Bobby Rahal «Φυσική κατάσταση; Ας γελάσω. Δεν κάνω και πολλά πράγματα πέρα από το να οδηγώ.»  Την μεγάλη αλλαγή (και σε αυτό) την έφερε ο Ayrton Senna. Μεγάλος υποστηρικτής της γυμναστικής, πυροδότησε μια μεγάλη στροφή στο θέμα φυσική κατάσταση στον μηχανοκίνητο αθλητισμό στα τέλη του ’80, τέτοια που άλλαξε την οπτική στο θέμα από την Formula 1 μέχρι τα Indy Car. Περιγράφοντας την καθημερινή του προπόνηση ο Senna ανέφερε πως κάθε μέρα στις 8:30πμ άρχιζε με τρέξιμο 15 χιλιομέτρων που συνεχιζόταν με ασκήσεις για τον λαιμό και τα άλλα άκρα μαζί με προσεκτική διατροφή, κάτι ανήκουστο για την εποχή –  Ο Gilles Villeneuve βέβαια συνέχισε να καταναλώνει τα αγαπημένα του burger με τηγανιτές πατάτες και milkshake –  Παίρνοντας την σκυτάλη από τον Βραζιλιάνο, ο Schumacher πήγε την προπόνηση των οδηγών της Formula 1 σε νέα επίπεδα, με χαρακτηριστική την μηδαμινή πτώση της απόδοσής του ακόμα και στο τέλος του αγώνα.

Η κατανόηση των σωματικών αναγκών του πιλότου είναι κάτι περισσότερο από ακαδημαϊκό ενδιαφέρον για την Formula 1. Καταλαβαίνοντας τα όρια του οδηγού, η ομάδα μπορεί να τα βελτιώσει έχοντας ένα καλύτερο πακέτο οδηγού-μονοθέσιου. Κάθε ομάδα έχει φυσικά το δικό της πρόγραμμα φυσικής κατάστασης, που εστιάζει μεταξύ άλλων στην προπόνηση αντίστασης (κυρίως με βάρη) για αύξηση μυϊκής δύναμης και μείωση τον τραυματισμών. Το αερόβιο κομμάτι έχει στόχο όχι μόνο την αποτελεσματική καρδιοαναπνευστική λειτουργεία αλλά και τον έλεγχο της εφίδρωσης ώστε οι πιλότοι να μπορούν να αντέξουν χρονοβόρους ζεστούς αγώνες ευκολότερα. Δυστυχώς όμως η «κλασσική» προπόνηση φυσικής κατάστασης δίνει ένα συγκεκριμένο εύρος προσαρμογής  στις ανάγκες ενός Grand Prix. Οι μεγάλες ομάδες δίνουν στον οδηγό πλεονεκτήματα πέρα από τα στενά όρια βελτίωσης της φυσιολογικής κατάστασης του οργανισμού και ενός ανταγωνιστικού μονοθέσιου.

Ηγέτης στον τομέα υποβοήθησης του οδηγού ενάντια στις σωματικές καταπονήσεις είναι η McLaren. Όντας η πρώτη ομάδα που πειραματίστηκε με ένα σύστημα ψύξης για τον οδηγό, κατέληξε σε μια ελαφριά κατασκευή κατάλληλη μόνο για το κεφάλι. Παρόλα αυτά, αποδείχθηκε πολύ αποτελεσματική ελαχιστοποιώντας το ρίσκο για εγκεφαλική υπερθερμία δίνοντας μεγάλη άνεση στους οδηγούς της.

                        Οι ανάγκες της διαφήμισης

Για να βοηθήσουν τους οδηγούς πριν τα Grand Prix, οι ομάδες τους δίνουν ροφήματα ηλεκτρολυτών και υδατανθράκων. Η πρακτική αυτή έγινε ο πιο συνηθισμένος τρόπος διατήρησης των επιπέδων γλυκόζης στο αίμα (ζωτικό για τον εγκέφαλο) και αντικατάστασης μερικών από των υγρών και ηλεκτρολυτών που χάνονται καθώς ιδρώνουν. Πολλά «αθλητικά» ποτά όπως το Red Bull περιέχουν καφεΐνη, το οποίο είναι και το σημαντικότερο συστατικό υπεύθυνο για την βελτίωση της ετοιμότητας και των χρόνων αντίδρασης. Αλλά έρχεται με μερικά μεγάλα μείον: είναι διουρητική – οπότε χειροτερεύει την αφυδάτωση – και μειώνει την ακρίβεια σε εργασίες που χρειάζονται υψηλή γνωσιακή ικανότητα, κάτι που είναι επιβλαβής για την συνολική απόδοση.

Για να αντιμετωπιστούν αυτά τα μειονεκτήματα πλέον υπάρχουν διαθέσιμα συμπληρώματα διατροφής που παρέχουν μερικά από τα πλεονεκτήματα της καφεΐνης με ελάχιστες παρενέργειες.  Έχουν την δυνατότητα να βελτιώνουν την ενυδάτωση πριν του αγώνα και ταυτόχρονα να αυξάνουν την γνωσιακή επίδοση ειδικά σε αγχωτικές καταστάσεις όπως ένας αγώνας Formula 1. Πρόσθετες δοκιμές από μερικές κορυφαίες ομάδες έδειξαν πως υπάρχει ένα φάσμα συστατικών που είναι χρήσιμα στην μείωση της αφυδάτωσης και της μυϊκής ζημιάς και που υπάρχουν ήδη στα τρόφιμα αλλά είναι σε πολύ μικρές ποσότητες και δεν κάνουν την απαιτούμενη διαφορά. Η λήψη των συστατικών αυτών σε μεγαλύτερες ποσότητες έδειξε τόσο σημαντικά πλεονεκτήματα που πλέον οι «συνταγές» βρίσκονται υπό εκτίμηση για ιδία χρήση από τον στρατό της Μεγάλης Βρετανίας. Ποιος είπε πως η αιχμή της τεχνολογίας στην Formula 1 σταματάει στις ίνες άνθρακα;