McLaren F1

Tasarım ve uygulama

Projenin baş mühendisi Gordon Murray'in tasarım konsepti, diğer yüksek performans otomobili tasarımlarıyla aynı temel bileşenlere önem vermekteydi: hafiflik ve yüksek güç. Bu öncelikler, karbon fiber ve kevlar gibi  yüksek teknoloji ürünü; titanyum, altın, magnezyum gibi pahalı materyallerin kullanımını beraberinde getirdi. F1, karbon fiber monokok gövde kullanan ilk üretim otomobili olmuştur. 
McLaren F1 fikri, baş mühendis Murray 1988 İtalya Grand Prix sonrasında evine dönmek için havaalanında uçak beklerken şekillendi. Murray, hazırladığı üç koltuklu spor otomobil taslağını firmanın Formula 1 deneyimi ve teknolojik bilgi birikimini göz önünde tutarak McLaren'in patronu Ron Dennis'e göstererek nihai yol otomobili düşüncesini açıkladı.
Murray'den alıntı: "Bu süre boyunca, Ayrton Senna (son F1 Şampiyonu) ve Honda'nın Tochigi Araştırma Merkezi'ni ziyaret etmeyi başardık. Ziyaret, McLaren'in o dönemki Formula 1 aracında kullandığı motorun Honda olması gerçeğiyle bağlantılıydı. Daha büyük bir motor koymanın daha iyi olacağı düşünceme rağmen Honda NSX'i kullandığım an, kendi aracımı geliştirmek için aklımda olan tüm kıyaslama otomobilleri -Ferrari, Porsche, Lamborghini- aklımdan çıktı. Elbette bizim üreteceğimiz araç, McLaren F1, NSX'den daha hızlı olmalıydı; ancak NSX'in sürüş kalitesi ve yol tutuşu yeni tasarım hedefimiz olmuştu.
Honda motorlarının bir hayranı olarak, daha sonra Honda'nın Tochigi Araştırma Merkezi'ne iki kez daha gitti ve onlardan McLaren F1 için 4,5 litre V10 veya V12 bir motor üretmelerini düşünüp düşünmeyeceklerini sordum. Sordum, ikna etmeye çalıştım, ancak başarısız oldum ve sonunda McLaren F1 bir BMW motoru ile üretildi."
Daha sonra, şasi numaraları 12 ve 13 olan, "Albert" ve "Edward" olarak adlandırılan bir çift Ultima MK3 kit otomobil "deneme tahtası" olarak hazırlanarak önce çeşitli bileşenleri ve kavramları test etmek için kullanılmıştır. 12 numara, 7,4 litrelik Chevrolet V8 motor ile donatılarak BMW V12 motorun torkunun şanzıman üzerindeki etkilerini, ayrıca koltuk ve frenler gibi çeşitli parçaları test etmek için kullanılmıştır. 13 numara ise V12 motora ek olarak egzoz ve soğutma sistemlerini denemek için kullanıldı. Testler sona erdiğinde McLaren, test araçlarını otomobil dergilerinden uzak tutmak ve McLaren F1'in kit otomobillerle bağdaştırılmasını engellemek için iki aracı da yok etti.
McLaren F1 ilk kez 28 Mayıs 1991'de The Sporting Club Monaco'da tanıtıldı. Üretim sürümü, A sütununa monte edilen yan aynalar dışında orijinal prototip (XP1) ile aynı kaldı. Bu araç, ön kısmında gerekli sinyal düzeneğine sahip olmadığı için resmî olarak yola çıkmaya uygun değildi; McLaren bu durumun sonucu olarak araç üzerinde değişiklik yapmak zorunda kaldı. Orijinal prototipte yan aynalar üzerinde yer alan sinyaller, diğer otomobil üreticileri tarafından yıllar sonra kendi modellerinde uygulanmaya başlandı.
Aracın güvenlik seviyesi, kendini ilk kez Nisan 1993'te, Namibya'da test sürüşü sırasında sadece şort ve t-shirt giyen bir test sürücüsünün bir kayaya çarpıp aracın defalarca takla atmasıyla ortaya koydu. Sürücü kazada yara almadı. Yılın ilerleyen döneminde ikinci prototip (XP2) çarpışma testi için özel olarak üretildi; araç çarpışma testinden ön teker yuvası hasar almadan çıkmayı başardı.

Motorun geçmişi

Gordon Murray, aracın motorunun güvenilirliğini ve sürücü ile iletişimini artırmak için atmosferik beslemeli olması gerektiğini düşünüyordu. Turboşarj ve süperşarj gibi aşırı besleme seçenekleri motor gücünü arttırmaktaydı, ancak aynı zamanda motorun karmaşıklığını arttırarak güvenilirliği düşürmekte, ek olarak gaz tepkilerindeki gecikme ve geri bildirim kaybı ile de sürücünün motor üzerindeki kontrolünü güçleştirmekteydi. Murray, ilk tasarımlarını o dönem Formula 1'de en başarılı takım olan McLaren/Honda'nın  kullandığı motordan türetilecek 550 bhp (410 kW; 560 PS) gücünde, 600 mm (23,6 in) blok uzunluğunda ve 250 kg (551 lb) ağırlığında atmosferik bir güç ünitesini düşünerek yaptı.
Honda'nın teklifi reddetmesi üzerine, o dönem Formula 1'e giriş yapmayı planlayan Isuzu'nun bir Lotus şasisi üzerinde test edilen 3.5 V12 Formula 1 motoru McLaren F1'in tasarımcılarına teklif edildi. Ancak tasarım ekibi kendini kanıtlanmış bir tasarıma ve yarış geçmişine sahip safkan bir motor istedi.
Sonunda BMW, motor uzmanı Paul Rosche başkanlığında BMW M motor sporları ekibi tarafından tasarlanmış ve McLaren F1 için özel üretilecek 6,1 L (6064 cc) 60 derecelik V12 motor teklifini sundu. Motor belirtilen 16 kg (35 lb) daha ağır olmasına rağmen 550 bhp'lik (410 kW; 560 PS) özgün isteğe oranla yüzde 14 daha güçlüydü.

Özellikler

Sonuçta ortaya çıkan motor, özel olarak tasarlanmış 6,1 L (6064 cc) 60-derece V12 alüminyum alaşım blok ve silindir başlı, 86 mm (3.4 in) x 87 mm (3,4 in) çap / strok oranına sahip, silindir başına dört subapın çalışmasında maksimum esneklik için üstten zincir tahrikli dört kamlı, kuru karterli bir yapıya sahipti. Murray'in orijinal tasarımında belirttiği 250 kg (551 lb) yerine 266 kg (586 lb) olan motor, ağırlık dezavantajına rağmen istenenden daha güçlüydü. McLaren F1 için ısmarlama tasarlanmış bu motor BMW S70/2 olarak adlandırılmıştır.
Karbon fiber gövde panelleri ve monokok, önemli derecede ısı yalıtımına ihtiyaç duymaktaydı. Murray, motor bölmesini etkili bir ısı yansıtıcı olan altın ile kaplayarak bu soruna çözüm buldu. Karbon bölmeleri motor ısısından yalıtmak için her araçta yaklaşık 25 gr (0.8 ons) altın kullanılmıştır.
Motorun yol versiyonu 7400 devir/dakikada 627 fren beygir gücü (467 kW)  üretmekteydi. BMW S70/2 motoru 10.5:1 sıkıştırma oranına ve 5600 devir/dakikada 480 lb.ft (651 Nm) torka sahipti. Motorun kırmızı çizgisi ve devir kesicisi 7500 devir/dakikaya ayarlanmıştı.
Aracın motorunun üretebileceği en yüksek ham güce oranla, araçların güç/ağırlık oranı performans karşılaştırmak için daha iyi bir yöntemdir. Standart F1 550 HP/ton (403 kW/ton) orana sahipti. F1'le kıyaslanabilecek diğer otomobiller olan Ferrari Enzo 434 HP/ton (314 kW/ton), SSC Ultimate Aero TT 1003 HP/ton (747,9 kW/ton) ve Bugatti Veyron 530,2 HP/ton (395 kW/ton) güç/ağırlık oranlarına ulaşmaktadır.
Motorun kam taşıyıcıları, kapakları, kam mili muhafazaları ve yağ karteri magnezyum döküm yapılmıştır. Hava emiş kontrolü her silindire özel on iki bireysel kelebek vanaya sahiptir. Egzoz sisteminde her birinde bireysel Lambda-Ses sensörleri olan dört Inconel katalizör vardır. Daha yüksek performans için kam milleri BMW M3'te kullanılanBMW VANOS değişken zamanlama sistemi tabanlı bir sisteme sahiptir; bu sistem ile kam milleri sürekli ayarlanarak düşük devirlerde daha çok tork üretilirken yüksek devirlerde artan hava akışı sayesinde motor gücü artmaktadır. Bilgisayar kontrollü bu sistemde, BMW M3'teki 25 derecelik ayarlamaya kıyasla 42 derecelik ayarlama yapılabilmekte, artan hava akışı sayesinde motor gücü artmaktadır.
Yakıtın tamamen atomize olmaını sağlamak için motorda silindir başına iki enjektör kullanılmıştır. İlk enjektör emme subabına yakın konumlandırılarak motorun düşük devirlerde verimli olması sağlanmış, ikinci enjektör ise emme yolu üzerinde  konumlandırılarak yüksek devirlerde güç üretmesi sağlnamıştır. İki enjektör arasında dinamik geçiş motorun elektronik kontrol ünitesi tarafından ayarlanmaktadır.
Her silindir, kendi özel minyatür ateşleme bobinine sahiptir. Kapalı döngülü yakıt enjeksiyon sistemi sıralı olarak çalışmaktadır. Motorun çalışma sisteminin vuruntu sorununu gidereceği düşünüldüğü için motorda vuruntu sensörü yoktur. Pistonlar dövme alüminyumdan yapılmıştır.
Her silindir duvarı aşınmaya ileri seviyede dayanıklı olması için nikasil kaplama olarak üretilmiştir.
1998-2000 yılları arasında Le Mans 24 Saat yarışlarını kazanan BMW V12 LMR yarış otomobili de McLaren F1'de kullanılan S70/2 motorunun farklı bir versiyonunu kullanmıştır.
Motorun geliştirilmesi için ayrılan kısa süre, BMW tasarım ekibinin daha önceki deneyimlerine dayanan denenmiş ve güvenilir teknolojileri kullanmasına sebep olmuştur. Motorda titanyum subaplar, titantum bağlantı rotları gibi o dönem için yeni olan teknolojiler kullanılmamıştır. Değişken emme geometrisi ise motoru gereksiz derecede karmaşıklaştırmamak için kullanılmamıştır.
Motor ortalama 15 L/100 km (15.2 mpg) yakıt tüketimine sahiptir. Aracın yakıt tüketimi en çok 25 L/100 km (9.3 mpg), en az 10 L/100 km (23.4 mpg) düzeyindedir.

Şasi ve gövde

McLaren F1, karbon fiber güçlendirilmiş plastik (CFRP) monokok şasi kullanılan ilk seri üretim yol otomobilidir.  Süspansiyon sistemi, doğrudan CFRP içine yerleştirilmiş alüminyum ve magnezyum bağlantı noktalarıyla şasiye bağlanmıştır.
Sürücü, aracın tam ortasında oturur. Sürücü koltuğunun gerisinde yakıt tankı ve motor bulunmaktadır. Aracın iki yolcu koltuğu, sürücü koltuğunun yanlarında ve biraz gerisinde yer alır. Aracın kapıları kelebek kapı şeklindedir, açıldıklarında yukarı ve dışarı doğru hareket ederler.
Aracın motoru, tam gaz altında yüksek seviyede ısı üretir. CFRP sık sık yüksek ısıya maruz bırakıldığında mekanik dayanım özelliklerini kaybettiği için şasinin motor tarafındaki kısmı karbon fiberden üretilmemiştir.

Süspansiyon

Aracın dinamik tasarımını yapan Steve Randle, süspansiyon sisteminin tasarımından da sorumluydu. Aracın sürüşünün konforlu ancak performans odaklı olması hedeflenmiştir. Aracın "nihai yol otomobili" olarak tasarlanması sebebiyle bir pist otomobilindeki kadar sert ve alçak bir süspansiyon sistemi kullanılmamıştır. Bu tarz bir süspansiyon, yoldan yansıyacak titreşim ve sesi arttıracağı için tercih edilmemiştir.
McLaren F1, ağırlığının mümkün olan en fazla kısmını aracın merkezine yakın konumlandırılması düşünülerek tasarlanmıştır. Motor, yakıt tankı ve sürücü aracın merkezine çok yakın konumlandırılarak aracın sürüş performansını olumsuz etkileyecek kutupsal hareketi azaltılmıştır. F1'in ağırlığının %42'si ön, %58'i arka akstadır; bu rakam yakıt yüküyle %1'den az değişir.
Aracın kütle merkezi ile süspansiyonun hareket merkezi arası mesafe ön ve arka aks arasında aynıdır. Bu sayede ağırlık transferinden kaynaklanacak yol tutuş kaybı minimuma indirilmiştir. Bilgisayar kontrollü dinamik süspansiyon düşünülmüş; ancak ağırlık artışı, aracın daha karmaşık hale gelmesi ve aracın öngörülebilirliğinin kaybı sebebiyle uygulanmamıştır.