خودروهای فرمول یک

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 100 متر را با سرعت 360 کلیومتر بر ساعت در عرض 1 ثانیه می‌پیماید. در این یک ثانیه موتور 300 دور می زند. 1500 احتراق رخ می دهد. پیستونها مسافت 25 متر را می‌پیمایند. 450 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 310 به 185 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 798 کیلو گرم باشند. با‭ ‬وزن‭ ‬راننده،‭ ‬تایرهای‭ ‬هوای‭ ‬خشک‭ ‬و‭ ‬بدون‭ ‬درنظر‭ ‬گرفتن‭ ‬سوخت‭.‬

موتور ماشین فرمول یک

تا قبل از سال 2006 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 2.4 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 90٪ سوخت و 10٪ اتانول تجدید پذیر – کار می کنند. E به معنای اتانولی است که در سوخت مخلوط شده است. 10 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 2014 فدراسیون اتومبیل رانی FIA قانونی را تصویب کرد که طی آن هر خودرو فقط می تواند تا سقف 100 کیلوگرم از سوخت را در هر مسابقه استفاده کند.

شاسی

در این اتوموبیل ها شاسی ساخته شده از فيبر کربن است و از آنجا که بر اساس قوانين نبايد در عملکرد آيروديناميک اتومبيل تاثير داشته باشد، کف آن صاف است. اين قطعه انعطاف پذير، با وزنی حدود ۳۰ کيلوگرم، بايد بتواند فشار متناوب آيروديناميک را تحمل کند که گاه معادل دو تن وزن می شود. در عين حال، چون راننده عملا در داخل شاسی می نشيند، قسمت عمده ای از ايمنی راننده، به استقامت شاسی بستگی دارد.

بدنه

اتومبيل های معمولی تنها به دليل ضعيف تر بودن موتور نيست که نمی توانند در سرعتی نزديک به سرعت اتومبيل فرمول يک حرکت کنند. جريان هوايی که در زير بدنه ماشين در سرعتهای بالا ايجاد می شود، به حدی قوی است که می تواند اتومبيل را به هوا پرتاب کند. از اين رو است که طراحی بدنه اتومبيل فرمول يک را، به بال هواپيما تشبيه می کنند؛ البته در جهت معکوس. شکل بدنه، هوا را به بالا و اتومبيل را به پايين می راند و نتيجتا باعث چسبيدن اتومبيل به زمين در سرعتهای بالا و در پيچها می شود. اين طراحی به حدی موثر و کارآمد است که بر اساس محاسبات، اتومبيل فرمول يک می تواند بر روی سقف يک تونل حرکت کند بدون آنکه به زمين بيفتد. نقش ديگر بدنه، راندن بخشی از هوای اطراف به سمت رادياتورهای اتومبيل جهت خنک کردن موتور و سيستمهای هيدروليک 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

سيستم ترمز اتومبيل فرمول يک، به سيستم ترمز اتومبيل های معمولی شباهت بسياری دارد؛ اما استفاده از سيستم های مانع از قفل شدن مجاز نيست. ديسک ترمز از فيبر کربن ساخته شده و در درجه حرارت بين ۴۰۰ تا ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد عملکرد مطلوب دارد و بوسيله هوا خنک می شود. عمر ديسک ترمز در حد ۸۰۰ کيلومتر 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 18 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.