BMW’nin turbo motorunda kullandığı roket yakıtının öyküsü uzun zamandan beri Formula 1 efsaneleri arasında yer almıştır, ancak burada Almanya’nın savaş çabalarını ve bazı organik kimya ve petrol arıtma tekniklerini içeren daha uzun ve derin bir hikaye var.



Efsaneye Nelson Piquet’in Brabham-BMW’sinin 1983 Sürücüler Şampiyonasını kazanmasına olanak tanıyan atılımla başlayalım: BMW motor sporları teknik şefi Paul Rosche, kimya sanayisi devi BASF ile temas kurdu ve gelişmiş bir yakıt formülasyonunun mümkün olup olmadığını sordu. Küçük bir araştırmadan sonra, II. Dünya Savaşı sırasında Luftwaffe savaşçıları için geliştirilen bir yakıt karışımı ortaya çıkarıldı. Rosche, test için 200 litre yakıt örneği istedi ve dyno’da BMW turbo motorunda test etti:

“Aniden detonasyonlar yok olmuştu. Basıncı ve gücü sorunsuz bir şekilde artırabildik. Dynoda gördüğümüz maksimum turbo basıncı, motorun 1400 beygir gücünden fazlasını ürettiği esnada 5.6 bar’dı. Ya da 1450 beygir gücü, gerçekten bilmiyoruz çünkü bunu ölçemedik – dyno’muz sadece 1400’e kadar çalıştı. ”

Yakıtın oktan sayısını sihirli bir şekilde arttıran Toluen adlı aromatik bir hidrokarbon, dönemin neredeyse tüm yakıtlarında bulunuyordu. Ancak Brabham baş mühendisi Charlie Whiting biraz daha fazlasının olduğunu düşünüyor:

“Yakıtın içinde bazı ilginç malzemeler vardı ve toluen’den bahsediliyordu. Ama bence, toluenden çok daha heyecan verici şeyler vardı. BMW mühendislerinin İkinci Dünya Savaşı’nda kullanılan bir şeye sahip olduklarını biliyorum. Neredeyse kelimenin tam anlamıyla roket yakıtı, ama bileşenlerin tam olarak ne olduğunu bilmiyorum.



Yakıtların kimyasına girmeden önce, burada biraz bağlam kuralım. Mevcut F1 turbo motor yönetmelikleri, birim kütle başına yüksek kalorifik değere sahip ve detonasyona dayanıklı yakıtlar gerektirir. Detonasyon direnci, sıkıştırma oranını arttırır ve bu sayede, her bir piston stroku üzerinden elde edilen gücü arttırır, toplam yakıt kütlesi ve yakıt kütle akış hızı üzerindeki sınırlar, birim kütle başına yüksek bir enerji içeriğine sahip yakıt gerektirir.

Buna karşılık, 1980’lerde kurallar, birim hacim için yüksek kalorifik değere sahip, detonasyona dayanıklı yakıtlar gerektiriyordu. 1984 yılında izin verilen yakıt miktarı sınırlandı, ancak sınırlama kütle yerine yakıt hacmi cinsinden tanımlandı, dolayısıyla yüksek kütle yoğunluğuna sahip yakıt avantajlı hale geldi. Bu zamana kadar diğer ekipler BMW’nin liderliğini takip etmiş ve yüksek oranda aromatik hidrokarbonlar içeren yakıtlar kullanmışlardı.

Bunun önemini anlamak için, dört tip hidrokarbon molekülü ile başlamalıyız:

1- Parafinler (alkanlar)
2- Naphthenler (sikloalkanlar)
3- Aromatikler (areneler)
4- Olefinler (alkenler)

Aromatik bileşikler parafinik bileşiklerden daha yüksek bir karbon-hidrojen oranına sahiptirler ve karbon atomu hidrojen atomundan daha büyük kütleye sahip olduğu için, bu aromatik bileşiklerin daha büyük bir kütle yoğunluğuna ulaşmasını sağlar. Bu özellik, 1980’lerde turbo motor düzenlemeleri için mükemmeldi ve toluen, patlama direnci ve yüksek kütle yoğunluğunu birleştiren en popüler aromatik hidrokarbon oldu. Tolüen, metil-benzen olarak da adlandırılır. Toluen ile yakından ilişkili olan, bir başka benzen varyantı da ksilen’dir. Ksilen, dimetil-benzen olarak da adlandırılır.

Turbo çağında çoğu takım tolüen ve ksilen kullanıyordu. Örneğin Honda 1987 sezonunda %84 seviyesinde tolüen kullanıyordu. Aynı yıl Benetton tarafından kullanılan Cosworth turbo ile ilgili olarak Pat Symonds, “Yakıtlar benzin değildi, benzinin kimyasal bir karışımıydı, toluen ve ksilen.” diyerek Cosworth yakıtının benzen, tolüen ve ksilenin bir karışımı olduğunu onaylıyor.

Ferrari yakıt tedarikçisi AGIP Petroli Ar-Ge başkanı Luciano Nicastro, tolüen ve ksilen bazlı yakıtın, 0.71’lik yoğunluk değerlerine sahip atmosferik dönemin parafinik yakıtlarının aksine 0.85’e kadar yoğunluk değerlerine ulaştığını belirtiyor. “Ağır ürünlerin ateşleme gecikmeleri göz önüne alındığında, bu ateşlemeyi kolaylaştıracak daha uçucu bileşenler eklememiz gerekti”

Renault yakıt tedarikçisi Elf’te çalışan mühendis Jean-Claude Fayard ise, ‘mesitilen’ kullanmış olduklarını iddia ediyor. Alpine-Renault’tan Roy Smith “Güçlü bir oranda mesitilen [trimetil-benzen] içeren yeni bir hidrokarbonlar ailesi bulduk ve 150 °C’lik bir kaynama noktasına sahip olduklarını, ancak yanma kabiliyetinin tolüenden daha yüksek olduğunu gördük” diyor.

Paul Rosche’un, Luftwaffe tarafından kullanılan bir havacılık yakıtı kullandığı gerçeği önemlidir, çünkü Alman 2. Dünya savaşı havacılık yakıtları müttefikler tarafından kullanılandan önemli ölçüde farklıdır.

Bu noktada Charlie Whiting, 1983 BMW yakıtının tolüenden çok daha heyecan verici şeylere sahip olduğu konusunda haklı olabilir. Bunu, yakıtın %97 hidrokarbon olması gerektiğini açıkça belirten ve alkoller, nitro-komponentler veya diğer güç arttırıcı katkı maddelerini yasaklayan kurallara rağmen yaptıklarını varsayarsak, belki de BMW, 1983’te, yakıt kurallarını zorlayarak biraz yaramazlık yapmış olabilir.

Mevcut yakıt kuralları ise aşağıdaki maksimumları şart koşan çok daha düşük bir aromatik içeriğe izin vermektedir.

Aromatikler ağırlıkça %40
Olefinler ağırlıkça %17
Toplam di-olefinler ağırlıkça %1.0
Toplam stiren ve alkil türevleri ağırlıkça %1.0

---

Detonasyon: Ateşlemeden doğan patlatma dalgasının bir patlayıcı madde sütununda birim zamandaki ilerleme miktarı olup değeri m/sn’dir. İçten yanmalı motorlarda, silindir içinde yüksek basınç ve sıcaklık nedeniyle asıl ateşlemenin gerçekleşmesi gereken nokta dışında ikinci bir noktada yakıt hava karışımının ateşlenmesi durumunda kullanılır vuruntu olarak bilinir.

###