خودرو فرمول یک (به انگلیسی: Formula One car) ماشینی است تک صندلی، کابین باز، چرخ باز با بال‌های جلو و عقب بزرگ. دارای موتوری در پشت راننده که در مسابقات فرمول یک مورد استفاده قرار می‌گیرد. آیین نامه‌های مربوط به اتومبیل‌ها فقط مربوط به مسابقات قهرمانی است و مشخص می‌کند که اتومبیل‌ها باید توسط تیم‌های اتومبیلرانی ساخته شوند. اگرچه طراحی و ساخت می‌تواند به خارج از کشور سپرده شود.

ساختار اتومبیل‌های فرمول یک

اتومبیل های فرمول یک، شاهکار تکنولوژی هستند و تکنولوژی طراحی و ساخت آنها با تکنولوژی هواپیما های بزرگ برابری می‌کند. یک اتومبیل پیشرفته فرمول یک در دستان یک راننده ماهر مسافت ۱۰۰ متر را با سرعت ۳۶۰ کلیومتر بر ساعت در عرض ۱ ثانیه می‌پیماید. در این یک ثانیه موتور ۳۰۰ دور می زند. ۱۵۰۰ احتراق رخ می دهد. پیستونها مسافت ۲۵ متر را می‌پیمایند. ۴۵۰ لیتر هوا به داخل موتور مکیده می شود. در عرض ۲.۵ ثانیه اتومبیل از سکون کامل به سرعت ۱۰۰ کیلومتر در ساعت می رسد. راننده می تواند با ترمز گیری سرعت اتومبیل را از ۳۱۰ به ۱۸۵ کیلومتر بر ساعت کم کند. اتومبیل‌های فرمول یک امروزی از کامپوزیت‌های الیاف کربن و مواد بسیار سبک‌ وزن ساخته شده‌اند. از سال ۲۰۲۲ اتومبیل های فرمول یک نباید سبک تر از ۷۹۸ کیلو گرم باشند. با‭ ‬وزن‭ ‬راننده،‭ ‬تایرهای‭ ‬هوای‭ ‬خشک‭ ‬و‭ ‬بدون‭ ‬درنظر‭ ‬گرفتن‭ ‬سوخت‭.‬

موتور ماشین فرمول یک

تا قبل از سال ۲۰۰۶ قدرت ماشین های فرمول یک توسط موتور های بزرگ سه لیتری V10 تامین می شد. بعد از آن قوانین تغییر کرد و از موتور های ۲.۴ لیتری V8 تنفس طبیعی استفاده شد. از فصل ۲۰۱۴، همه خودروهای فرمول یک به موتورهای ۱.۶ لیتری V6 توربوشارژ مجهز شده‌اند. این موتور قدرتی معادل ۱۰۰۰ اسب بخار تولید می‌کند.

بخوانید: توربوشارژ چیست و چگونه کار می‌کند؟

سوخت مورد استفاده

ماشین های فرمول یک در گذشته از سوخت بنزینی سایر خودروها استفاده می کردند. نسل جدید خودروهای F1  با سوخت “E10” – ترکیبی از ۹۰٪ سوخت و ۱۰٪ اتانول تجدید پذیر – کار می کنند. E به معنای اتانولی است که در سوخت مخلوط شده است. ۱۰ درصد اتانولی که به سوخت اضافه می‌شود کاملاً پایدار است. همانند تایرها، سوخت همه ی خودرو ها هم باید یکسان باشد تا مسابقه در شرایط برابر انجام شود. دلیل این کار این است که سوخت هایی که از خود پسماند های جامد سنگین به جا می گذارند وزن خودرو را بالا برده و همان چند گرم هم برای قهرمان نشدن یک خودرو کافی است. در گذشته هیچ محدودیتی برای سوخت گیری و مقدار سوخت خودروها وجود نداشت اما در سال ۲۰۱۴ فدراسیون اتومبیل رانی FIA قانونی را تصویب کرد که طی آن هر خودرو فقط می تواند تا سقف ۱۰۰ کیلوگرم از سوخت را در هر مسابقه استفاده کند.

شاسی

در این اتوموبیل ها شاسی ساخته شده از فیبر کربن است و از آنجا که بر اساس قوانین نباید در عملکرد آیرودینامیک اتومبیل تاثیر داشته باشد، کف آن صاف است. این قطعه انعطاف پذیر، با وزنی حدود ۳۰ کیلوگرم، باید بتواند فشار متناوب آیرودینامیک را تحمل کند که گاه معادل دو تن وزن می شود. در عین حال، چون راننده عملا در داخل شاسی می نشیند، قسمت عمده ای از ایمنی راننده، به استقامت شاسی بستگی دارد.

بدنه

اتومبیل های معمولی تنها به دلیل ضعیف تر بودن موتور نیست که نمی توانند در سرعتی نزدیک به سرعت اتومبیل فرمول یک حرکت کنند. جریان هوایی که در زیر بدنه ماشین در سرعتهای بالا ایجاد می شود، به حدی قوی است که می تواند اتومبیل را به هوا پرتاب کند. از این رو است که طراحی بدنه اتومبیل فرمول یک را، به بال هواپیما تشبیه می کنند؛ البته در جهت معکوس. شکل بدنه، هوا را به بالا و اتومبیل را به پایین می راند و نتیجتا باعث چسبیدن اتومبیل به زمین در سرعتهای بالا و در پیچها می شود. این طراحی به حدی موثر و کارآمد است که بر اساس محاسبات، اتومبیل فرمول یک می تواند بر روی سقف یک تونل حرکت کند بدون آنکه به زمین بیفتد. نقش دیگر بدنه، راندن بخشی از هوای اطراف به سمت رادیاتورهای اتومبیل جهت خنک کردن موتور و سیستمهای هیدرولیک است.

گیربکس

اتومبیل‌های فرمول یک از گیربکس‌های نیمه اتوماتیک استفاده می‌کنند. در آیین‌نامه آمده‌ است که گیربکس‌ها باید ۸ دنده جلو داشته باشند (قبل از ۲۰۱۴-  ۷ دنده بود). یک دنده عقب نیز برای خودروها استفاده می‌شود.

سیستم دی‌آراس

از سال ۲۰۱۱ سیستم دی‌آراس DRS  به فرمول یک اضافه شد که مقاومت هوا را کم می‌کند. طبق آیین‌نامه‌ها، این سیستم در محوطه دی‌آراس (به انگلیسی: DRS zone) فعال می‌شود. برای فعال شدن سیستم راننده‌ها باید در نقطه مشخص شده با خودروی جلویی فاصله‌ای کم‌تر از یک ثانیه داشته باشند.

ترمز

سیستم ترمز اتومبیل فرمول یک، به سیستم ترمز اتومبیل های معمولی شباهت بسیاری دارد؛ اما استفاده از سیستم های مانع از قفل شدن مجاز نیست. دیسک ترمز از فیبر کربن ساخته شده و در درجه حرارت بین ۴۰۰ تا ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد عملکرد مطلوب دارد و بوسیله هوا خنک می شود. عمر دیسک ترمز در حد ۸۰۰ کیلومتر است. هر اتومبیل F1 می‌تواند در حدود ۱۵ متر (۴۹ پا) سرعت خود را از ۱۰۰ به ۰ کیلومتر در ساعت (۶۲ تا ۰ مایل در ساعت) برساند.

سیستم تعلیق در فرمول یک

سیستم‭ ‬تعلیق‭ ‬اتوموبیل‭ ‬فرمول‭ ‬یک‭ ‬همان‭ ‬تجهیزاتی‭ ‬را‭ ‬دارد‭ ‬که‭ ‬یک‭ ‬ماشین‭ ‬معمولی‭ ‬دارد،‭ ‬مانند‭: ‬فنر‭ ‬ها،‭ ‬دامپر‭ ‬ها،‭ ‬بازو‭ ‬ها‭ ‬و‭ ‬میله‭ ‬هایی‭ ‬برای‭ ‬جلوگیری‭ ‬از‭ ‬تاب‭ ‬خوردن‭ ‬ماشین‭.‬ بررسی سیستم تعیلق به تنهایی بحثی بسیار مفصل و طولانی می‌باشد اما اگه بخواهیم به طور ساده موضوع را شرح دهیم؛ اکثر ماشین های فرمول یک از قابلیت سیستم تعلیق دوگانه استفاده می‌کنند. یکی از کار هایی که تیم ها قبل از شروع مسابقه انجام می‌دهند، چک کردن سیستم تعلیق می باشد که هنگام ترمز و گذراندن پیچ ها کنترل ماشین از بین نرود.

تایر‌ها

یکی از مهم ترین بخش‌های یک ماشین فرمول یک تایرهای آن می باشد. چرخ ها تنها چیزی هستند که مسیر مسابقه را لمس می‌کنند. یعنی تمام اجزا مهم مانند موتور، سیستم تعلیق، ترمز ها و… تاثیر خود را توسط تایر ها می گذارند. اگر تایر ها به خوبی عمل نکنند کل مجموعه ماشین خوب عمل نمی کند هر چند که بهترین و برترین اجزا و سیستم را داشته باشد. این تایرها ۱۸ اینچ بوده و حاشیه بسیار کوچکی دارند.

فرمان

فرمان ماشین فرمول یک، شباهت بسیار کمی نسبت به فرمان ماشین های معمولی دارد. این فرمان شامل تعداد زیادی دکمه و سویچ می باشد که شما با نگاه اول به آن گیج می‌شوید. در حین مسابقه راننده تقریبا می تواند هر جنبه از عملکرد ماشین خود را کنترل کند، مانند: تعویض دنده ها، ترکیب سوخت، بالانس ترمز ها و …. آن هم تنها با فشردن یک دکمه. نکته عجیب فرمان ماشین های فرمول یک، آن است که تمام این دکمه ها و سوییچ ها همگی در فرمانی به اندازه نصف فرمان ماشین های معمولی قرار می گیرند.