خودروهای فرمول ۱: مهندسی خارق العاده در مسیر سرعت
معروفترین و مهم ترین مسابقات اتومبیل راانی بدون شک فرمول 1 (F1) می باشد. در این مسابقه از خودروهای با فناوری بالا در زمینه موتور و آیرودینامیک و سیستم های ایمنی و الکترونیکی و … می باشد. در این مقاله سعی شده است تا شما را با خودروهای فرمول 1 و چگونگی عملکرد آنها آشنا کند.
تاریخچه و تکامل خودروهای فرمول ۱
از سال 1950 میلادی مسابقات فرمول 1 به صورت رسمی آغاز شد. ابتدا خودروها همان خودروهای معمولی بودند .موتور آنها در جلو بود . با پیشرفت های زیاد موتور خودرو ها به سمت وسط و عقب خودرو آورده شد تا تعادل و پایداری بیشتری ایجاد شود.
یکی از کارهای انقلابی که صورت گرفت ساخت باله های و سیستم های آیرودینامیکی در دهه 1970 و 1980 بود. در دهه بعدی یعنی 1990 ترمزهای ضد قفل و همچنین سیستم های الکتریکی مثل کنترل کشش به خودروها ی فرمول 1 اضافه شد.هرساله خودروها به روزتر و کارامدتر می شوند و به همین دلیل هرسال قوانین جدیدی وضع می شود.
طراحی آیرودینامیک: هنر تعادل بین نیروی پایین رونده و کشش
یکی از کارهای مهم در طراحی خودروهای فرمول 1 بحث ایرودینامیک است. ایجاد تعادل بین نیروی پایین رونده (Downforce) و کم کردن میزان کشش (Drag) کاری بسیار سخت می باشد . به این معنی که هم بتوان از باد استفاده کرد تا خودرو به زمین بچسبد و جلوی خودرو در سرعت های بالا بلند نشود و نه آنقدر به زمین بچسبد که سرعت را کاهش و کشش را افزایش دهد.
اجزای کلیدی آیرودینامیک:
– بال جلو (Front Wing): نخستین قطعه ای که باد (جریان هوا) با آن برخورد می کند و مهمترین نقش را در هدایت هوا به بقیه قسمت ها ایفا می کند.
– دیفیوزر (Diffuser): کار این قطعه این است که اولا در عقب و پایین خودرو نصب می شود و با افزایش سرعت جریان هوا زیر خودرو مقدار نیروی پایین رونده را افزایش می دهد.
– بال عقب (Rear Wing): یک قطعه ضروری برای ایجاد نیروی پائین رونده مخصوصا در پیچ ها .
تیم های شرکت کننده در مسابقات مبالغ کلانی صرف ایجاد آیرودینامیک بهتر برای خودروها می کنند. آنها از تونل بادهای پیشرفته و شبیه سازهای کامپیوتری برای طراحی بهتر خودروها استفاده می کنند.
موتورهای فرمول ۱: قلب تپنده ماشین های مسابقه ای
موتورهایی که در خودروهای فرمول 1 استفاده می شود پیچیده ترین و کارآمدترین موتورهای احتراق داخلی می باشند. کمیته برگزاری مسابقات در سال 2014 استفاده از موتورهای شش سیلندر توربو شارژر و سیستم های بازیابی انرژی را برای همه شرکت کنندگان اجباری کرده است.
اجزای اصلی واحد قدرت (Power Unit):
1. موتور V6 توربو: حجم موتور خودروها 1600 سی سی می باشد، قدرت این موتورها به حدود 1000 اسب بخار با گشتاور 15000 دور در دقیقه می باشند. (8 روش‌های موثر تقویت موتور خودرو)
2. سیستم بازیابی انرژی جنبشی (MGU-K): در این سیستم انرژی حاصل از ترمزگیری را ذخیره و استفاده می کند.
3. سیستم بازیابی انرژی حرارتی (MGU-H): استفاده از گرمای توربوشارژر برای تولید انرژی الکتریکی
بازدهی موتورهای فرمول 1 حدود 50% می باشد که بالاتر از خودروهای معمولی که بازده 30% دارند، می باشند. همچنین موتورهای فرمول 1 بسیار قدرتمند تر می باشند.
سیستم سوخت رسانی و نحوه عملکرد آنها
سیستمهای الکترونیکی و کنترل مسابقه
سنسورهای بسیار زیادی در خودروهای فرمول 1 استفاده شده که اطلاعات زیادی را درباره عملکرد موتور، فشار بر روی تایرها ،وضعیت آیرودینامیگ یا مشکلات به وجود آمده را به تیم انتقال می دهد.
فناوری های کلیدی:
– کنترل کشش (Traction Control): این سیستم چسبندگی را افزایش داده و مانع از لغزش و سرخوردن چرخ ها جلوگیری می کند.
– DRS (Drag Reduction System): وظیف آن کاهش کشش در مسیرهای مستقیم است که باعث افزایش سرعت می شود.
– ارتباط رادیویی تیم و راننده: توصیه ها ونکات مهم و استراتژی مسابقه به راننده انتقال داده می شود و راننده هم مشکلات و چالش ها را با تیم درمیان می گذارد.
ایمنی: پیشرفت های چشمگیر در نجات جان رانندگان
با وجود سرعت بالا در این مسابقات و تصادفات سنگین و همچنین بروز حوادث دلخراش مانند مرگ آیرتون سنا ، باعث شد تا در طراحی خودروها ، تغییرات اساسی برای افزایش ایمنی ایجاد شود.
ویژگیهای ایمنی مدرن:
– محافظ هالو (Halo): یک محافظ از جنس تیتانیوم است که از سر راننده در برابر تصادفات محافظت می کند.
– سلول ایمنی (Survival Cell): همان محل نشستن راننده که کابین هم می گویند که از جنس مواد کامپزیتی می باشد که در برابر ضربات محکم بسیار مقاوم می باشد.
– لباس های ضدحریق: تمام رانندگان از لباس های ضد حریق از جنس Nomex برای رانندگی استفاده می کنند تا در برابر حریق مقاوم باشد.
لاستیک های خودروهای فرمول ۱
لاستیک های فرمول یک برخلاف خودروهای معمولی (طول عمر و راحتی لاستیک مدنظر می باشد) ،چسبندگی بالا و حداکثر عملکرد در مسابقه مدنظر می باشد و برای این منظور طراحی و تولید می شوند. در مسابقات و با توجه به شرایط لاستیک ها تعویض می شوند.انتخاب لاستیک و زمان تعویض آنها از مهمترین تصمیمات می باشد.
برای افزایش طول عمر لاستیک خودرو خود می توانید آنها را تمیز نگهدارید و از اسپری واکس لاستیک استفاده نمایید.
مقایسه برندهای معروف لاستیک خودرو: کدام برند برای خودروی شما مناسب‌تر است؟
تأثیر فناوریهای فرمول ۱ بر صنعت خودروسازی
در زیر نمونه های از قطعاتی که ابتدا درخودروهای فرمول 1 استفاده شده و سپس به خودروهای معمولی هم راه پیدا کرده عبارتند از:
– توربوشارژرها
– سیستمهای بازیابی انرژی (KERS)
– تایرهای با عملکرد بالا
– مواد سبکوزن مانند فیبر کربن
چالش های آینده: پایداری و کاهش آلایندگی
یکی از کارهایی که در حال انجام است پیشروی به سمت سوخت های پایدارتر که آلودگی کمتری ایجاد می کنند.قرار است از سال 2026 مقرراتی درباره استفاده از سوخت های مصنوعی و بهره گیری بیشتر از سیستم های الکتریگی وضع شود.
تفاوت بین واکس لاستیک و براق‌کننده لاستیک
نتیجه گیری
با توجه به مطالبی که در این مقاله گفته شد خودروهای فرمول 1 درواقع یک اثر هنری با موتورها و طراحی پیشرفته می باشد تا بتوانند حداکثر بهره روری را داشته باشند.با پیشرفت هایی که در این حوزه به وجود آمده علاوه بر مسابقات ، در خودروسازی هم موٍر بوده است.این مسابقات و خودروها همچنان از نمادهای نوآوری و سرعت می باشند.
About The Author
