همه چیز درباره خودروهای فرمول ۱/موتور،گیربکس،فرمان و ترمز اتومبیل های (F1)
خودروهای فرمول ۱ (Formula 1) پیشرفته‌ترین، سریع‌ترین و گران‌قیمت‌ترین ماشین‌های مسابقه‌ای روی کره زمین هستند که تکنولوژی به کاررفته در آن‌ها گاهی سال‌ها جلوتر از صنعت خودروهای خیابانی است. این خودروها تک‌سرنشین، با بدنه‌ای از جنس فیبر کربن و آیرودینامیک فوق‌العاده پیچیده طراحی می‌شوند تا در پیچ‌ها چسبندگی دیوانه‌واری داشته باشند.
در ادامه، نگاهی همه‌جانبه و تخصصی به ۴ بخش حیاتی این خودروها یعنی موتور، گیربکس، فرمان و سیستم ترمز داریم.
۱. موتور (Power Unit): قلب تپنده هیبریدی
موتور خودروهای فرمول ۱ دیگر فقط یک موتور بنزینی ساده نیست، بلکه یک «واحد قدرت» (Power Unit) بسیار پیشرفته، کم‌مصرف و توربوشارژ است.
-
مشخصات اصلی: موتورهای بنزینی فعلی فرمول ۱ دارای حجم ۱.۶ لیتر (۱۶۰۰ سی‌سی) با آرایش ۶ سیلندر خورجینی (V6) به همراه توربوشارژر هستند که تا دور موتور ۱۵,۰۰۰ دور در دقیقه کار می‌کنند.
-
سیستم‌های بازیابی انرژی (Hybrid System): این موتورها به دو موتور ژنراتور الکتریکی فوق‌پرفشار مجهزند:
-
MGU-K: انرژی اتلافی ناشی از ترمزگیری را به انرژی الکتریکی تبدیل کرده و در باطر‌ی‌ها ذخیره می‌کند.
-
MGU-H: انرژی گرمایی و گازی خروجی از اگزوز (توربین) را مهار کرده و به برق تبدیل می‌کند.
-
-
قدرت خروجی: ترکیب موتور بنزینی و پیشرانه‌های الکتریکی قدرتی معادل بیش از ۱۰۰۰ اسب بخار تولید می‌کند، در حالی که وزن کل خودرو (با احتساب راننده) تنها حدود ۷۹۸ کیلوگرم است (نسبت قدرت به وزن خیره‌کننده!).
۲. گیربکس (Gearbox): تعویض دنده در کسری از ثانیه
گیربکس خودروهای F1 از نوع نیمه‌اتوماتیک ترتیبی (Sequential) با کلاچ فیبر کربنی چندصفحه‌ای است. راننده دنده‌ها را نه با دسته دنده، بلکه با پدل‌های پشت فرمان (Paddle Shifters) تعویض می‌کند.
-
تعداد دنده‌ها: این گیربکس‌ها دارای ۸ دنده جلو و ۱ دنده عقب هستند.
-
سرعت تعویض دنده: تعویض دنده در فرمول ۱ در کمتر از چند صدم ثانیه (حدود ۵۰ الی ۱۰۰ میلی‌ساعت) و کاملاً زیر بار (بدون نیاز به برداشتن پا از روی گاز) انجام می‌شود.
-
وظیفه سازه‌ای: گیربکس در F1 فقط وظیفه انتقال قدرت را ندارد؛ بلکه به عنوان بخشی از شاسی خودرو عمل می‌کند و سیستم تعلیق عقب مستقیماً به محفظه گیربکس پیچ می‌شود.
۳. فرمان (Steering Wheel): کامپیوتر متحرک راننده
فرمان یک خودروی فرمول ۱ شباهتی به فرمان ماشین‌های معمولی ندارد؛ بلکه یک پنل الکترونیکی فوق‌العاده پیچیده است که قیمت آن معادل قیمت یک خودروی لوکس خیابانی است.
-
امکانات روی فرمان: راننده تمام تنظیمات خودرو را از روی فرمان کنترل می‌کند. روی آن دکمه‌ها، کلیدهای چرخشی (Rotary Switches) و یک صفحه نمایشگر دیجیتال قرار دارد که اطلاعات زیر را نشان می‌دهد:
-
دنده درگیر، دور موتور و سرعت لحظه‌ای.
-
تنظیمات دیفرانسیل، تعادل ترمز (Brake Bias) و حالت‌های مصرف سوخت.
-
دکمه DRS (برای باز کردن باله عقب در مناطق مجاز جهت سبقت‌گیری).
-
دکمه رادیو برای ارتباط با تیم (Team Radio) و دکمه آب‌رسانی (نوشیدن آب توسط راننده در طول مسابقه).
-
-
سیستم Quick Release: راننده برای سوار و پیاده شدن باید فرمان را کاملاً جدا کند. این سیستم با یک قفل سریع در کسری از ثانیه انجام می‌شود.
۴. سیستم ترمز (Brakes): توقف از سرعت ۳۰۰ به صفر در چند متر
قدرت توقف یک خودروی فرمول ۱ به اندازه شتاب‌گیری آن وحشتناک است. راننده هنگام ترمزگیری شدید تا ۵ جی (5G) نیروی گرانش را تحمل می‌کند (یعنی انگار ۵ برابر وزن خودش به سمت جلو پرتاب می‌شود).
-
جنس دیسک‌ها: دیسک‌های ترمز از جنس کربن-کربن (Carbon-Carbon Matrix) هستند. این دیسک‌ها برای عملکرد صحیح باید به شدت داغ شوند (دمای کاری آن‌ها بین ۴۰۰ تا ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد است!). در سرعت‌های بالا، رنگ دیسک‌ها در تاریکی کاملاً سرخ و درخشان می‌شود.
-
کالیپرها و لنت‌ها: کالیپرهای ترمز از آلیاژهای بسیار سبک آلومینیوم ساخته شده‌اند.
-
سیستم ترمز با سیم (Brake-by-Wire): در بخش عقب خودرو، سیستم ترمز به صورت الکترونیکی با سیستم بازیافت انرژی (MGU-K) ترکیب شده است تا نیروی ترمز مکانیکی و الکتریکی به طور کاملاً همگام مدیریت شوند.