دنیای باورنکردنی فرمول یک - قسمت دوم: مشخصات عمومی اتومبیل فرمول یک
دوشنبه, ۱ مهر ۱۳۹۲، ۰۲:۱۳ ق.ظ
مسابقات فرمول یک از بزرگترین رویداد‌های ورزشی، مهندسی و سرگرمی در جهان به شمار می رود. هر دو هفته یک بار، به طور متوسط بیش از ۱۲۰۰۰۰ نفر از نزدیک و بیش از ۳۰۰ میلیون نفر از طریق گیرنده‌های تلویزیون خود شاهد این مسابقات هستند. هر جا این همه انسان وجود دارد، سر و کله شرکت‌های بزرگ نیز پیدا خواهد شد.
حامیان مالی فرمول یک برای حضور همیشگی در جلوی چشم مردم و
معرفی برند خود در مکان‌های شیک و معتبری نظیر مسابقات فرمول یک، صد‌ها
میلیون دلار خرج می کنند. رانندگان فرمول یک از جمله مشهورترین ورزشکاران و
ستارگان جهان هستند و بسیاری از طرفداران و هواداران سرسخت مسابقات، هر دو
هفته یکبار به تماشای رقابت آنان می نشینند.
مشخصات عمومی اتومبیلها
همان طور که پیش تر گفتیم مسابقات فرمول یک در سراسر دنیا از
جذاب‌ترین مسابقات ورزشی به شمار می‌رود. سالانه چند صد میلیون دلار توسط
تیم‌های شرکت‌کننده و حامیان مالی آنها خرج می‌شود و مبالغ مشابهی نیز از
طریق فروش بلیت، تبلیغات، حق پخش تلوزیونی و سایر درآمد‌های جانبی عاید
آنها می‌شود. این مسابقات که از سال ۱۹۵۰ آغاز شده، تا کنون بدون وقفه
ادامه دارد. در این قسمت ما به معرفی ویژگی های بکار رفته در ساخت این
اتومبیلها خواهیم پرداخت.
دقت مهندسی
اتومبیل فرمول 1 از ۸۰ هزار قطعه ساخته می‌شود. این به آن معنی است که اگر اسمبل کردن قطعات با دقت ۹۹.۹ درصد انجام شده باشد، باز هم اتومبیل در هنگام شروع ۸۰ قطعه مشکل‌دار خواهد داشت. طول سیم‌های استفاده شده در اتومبیل فرمول 1 به بیش از یک کیلومتر می‌رسد.
تصویری زیبا از تفکیک قطعات اتومبیل فرمول یک بنز
همچنین دقت بالای مهندسی در طراحی و ساخت سیستم‌های خنک‌کننده ضروری
است، چرا که فشار مایع در شبکه خنک‌کننده آنقدر زیاد است که اگر یکی از
شیرهای سیستم خنک‌کننده پاره شود، کل مایعات این سیستم ظرف یک ثانیه تخلیه
می‌شود.
شاید تصور کنید حالا که یک میلیون دلار خرج موتور این اتومبیلها می شود،
حتما بیش از دو سه سال عمر خواهد کرد. البته باید به شما بگوییم عمر موتور
اتومبیلهای فرمول یک از گل هم کمتر و در حدود دو ساعت است یعنی به اندازه
یک مسابقه!
نمایی زیبا از لحظه شروع مسابقه
طول عمر
عمر تایرهای معمولی در حدود ۶۰ تا ۱۰۰ هزار کیلومتر است. ولی در فرمول 1 اوضاع کمی متفاوت است و عمر تایرهای این مسابقات تنها بین ۹۰ تا ۱۲۰ کیلومتر است. تصور اینکه در زندگی روزانه هر ۱۰۰ کیلومتر نیاز به تعویض لاستیک داشته باشید، بسیار زجر آور است.وزن
اتومبیل فرمول 1 تنها ۵۵۰ کیلوگرم وزن دارد. به عبارت دیگر وزن این اتومبیل نصف وزن پژو 206 است. تصور کنید که در همین وزن قدرتی بیشتر از یک بوگاتی ویرون خوابیده باشد. البته این نکته نیز باید گفته شود که وزن واقعی اتومبیل فرمول یک باز هم کمتر از این مقدار است، اما برای تطابق با قوانینی که حداقل وزن را مشخص کرده‌اند، قطعات بالانس به کف اتومبیل افزوده می‌شود، تا افزایش وزن به گونه‌ای باشد که بیشترین تاثیر را بر حفظ تعادل وسیله نقلیه داشته باشد.برای روشن شدن این مسئله کافی است بدانید که وزن شاسی اتومبیل فرمول
یک تنها در حدود ۳۵ کیلوگرم است و با وجود آنکه ۸۵ درصد حجم اتومبیل فرمول
یک از فیبر کربن تشکیل شده، این مقدار فیبر کربن تنها ۳۰ درصد از وزن
اتومبیل را تشکیل می‌دهد.
لازم به توضیح است از آنجا که نیروی رو به پایین با افزایش سرعت بیشتر
می‌شود، وزن وسیله نقلیه در سرعتهای بالا افزایش می‌یابد. در سرعت ۲۴۰
کیلومتر بر ساعت، وزن اتومبیل فرمول یک به بیش از یک تن می‌رسد.
البته بگذارید در اینجا به سوالی که تا مدتها ذهن خود مرا درگیر کرده بود،
پاسخ دهم و آن این است که چرا اتومبیلهای فرمول یک که سریعترین اتومبیلهای
جهان هستند، حداکثر سرعتی کمتر از اتومبیلهای سوپر اسپورت نظیر بوگاتی
ویرون دارند؟
پاسخ این سوال در دانستن سه نکته است. اول اینکه قوانین مسابقات برای حفظ
ایمنی و جلوگیری از افزایش تصاعدی هزینه‌ها، به شدت از بالا رفتن قدرت و
سرعت موتورها جلوگیری می کنند. برای مثال، بوگاتی موتوری ۱۶ سیلندری با
گنجایش ۸ لیتر دارد. در حالی که موتور اتومبیل فرمول یک، ۸ سیلندری بوده و
گنجایش آن تنها ۲.۴ لیتر است.
دور موتور و توان خروجی محدود شده است. همچنین استفاده از توربوشارژ
از سال ۱۹۸۸ و استفاده از فلزاتی غیر از آلومینیوم و آلیاژهای آهن ممنوع
شده است. بسیاری از قوانین دیگر نیز آیرودینامیک و بدنه را محدود می کنند،
برای مثال بال‌ها نمی توانند از ارتفاع خاصی بیشتر باشند، استفاده از قطعات
متحرک در بدنه به شدت محدود است.
همه این‌ها سبب می شود دست مهندسان و طراحان در بالا بردن سرعت محدود
باشد. جالب است بدانید به علت سختگیرانه شدن قوانین، بعضا سرعت اتومبیلها
در طی زمان کمتر هم شده است. برای مثال حداکثر سرعت اتومبیلها در پیستهایی
که نیروی رو به پایین زیادی لازم دارند، در حدود ۳۰۰ کیلومتر بر ساعت است
که در مقایسه با سال ۲۰۰۵، ده کیلومتر بر ساعت کمتر و در مقایسه با سال
۲۰۰۴، پانزده کیلومتر بر ساعت کمتر شده است.
در پیستهایی که به نیروی رو به پایین کمتری نیاز دارند، سرعت حتی تا
۳۷۰ کیلومتر بر ساعت نیز رسیده است. در خارج از پیست، اتومبیل هوندای سال
۲۰۰۶ با تخلفی بسیار جزئی از قوانین (استفاده از یک سکان متحرک برای حفظ
پایداری) به سرعت ۴۰۰ کیلومتر بر ساعت هم دست یافته است.
نکته دوم این است که در فرمول یک بجای سرعت، شتاب مطرح است. یعنی اگر
اتومبیلی قادر باشد دیرتر ترمز کند یا بتواند در سرعتهای بالاتری پیچ و
قوس‌ها را بپیماید، خود می تواند برگی برنده باشد. سه نوع شتاب در فرمول یک
مبنای کار مهندسان است: شتاب خطی (سرعت گرفتن)، شتاب منفی خطی (ترمز کردن)
و شتاب جانبی (گردش در قوس‌ها).
اگر چه برای مورد اول نیاز است نیروی رو به پایین تا حد امکان به
حداقل برسد، برای ترمز گرفتن و پیچیدن در قوس‌ها باید این نیرو (که در
قسمت‌های بعدی بیشتر به آن خواهیم پرداخت) در حد مناسبی باشد. با مقایسه
شتاب اتومبیلهای فرمول یک با بوگاتی ویرون به نتایج جالبی می رسیم: صفر تا
۱۰۰ و صفر تا ۳۰۰ برای بوگاتی (مدل سوپر اسپورت) به ترتیب ۲.۴۶ و ۱۴.۶
ثانیه است. ولی برای اتومبیل فرمول یک این زمان‌ها به ترتیب ۱.۷ و ۸.۶
ثانیه است.
یعنی زمانی بهترین مدل بوگاتی به سرعت ۳۰۰ کیلومتر بر ساعت می رسد که ۶
ثانیه از رد شدن عقربه سرعت شمار اتومبیل فرمول یک از این سرعت گذشته است.
زمان رسیدن بوگاتی به سرعت ۴۰۰ کیلومتر بر ساعت ۵۵ ثانیه است. که این زمان
به هیچ وجه در مسابقه فرمول یک در اختیار رانندگان قرار ندارد.
در نهایت نکته سوم آنکه مسافت‌های مستقیم پیست‌ها به اندازه‌ای بزرگ نیست
که به رانندگان اجازه دهد به حداکثر سرعت نهایی خود نزدیک شوند. مجموعه این
عوامل سبب می شود که حداکثر سرعت اتومبیلهای فرمول یک کمتر از بوگاتی
ویرون باشد. (۳۷۵ کیلومتر بر ساعت در مسابقه برای اتومبیل فرمول یک در
مقابل ۴۳۱ کیلومتر بر ساعت در رکوردگیری برای بوگاتی ویرون)
فرمان
این فرمان شامل ۲۰ دکمه است که همه تنظیمات، از تنظیم دیفرانسیل تا دکمه محدود کننده سرعت در پیت استاپ (سرعت در پیت استاپ نمی‌تواند از مقدار مشخصی بیشتر باشد)، ارتباطات رادیویی و انتخاب دنده توسط این دکمه‌ها انجام می‌شود. در دوره‌های جدید دکمه "سبقت" به این فرمان افزوده شده است که زمانی که راننده آن را فشار دهد، می‌تواند از وسیله جلویی سبقت بگیرد. البته به شرطی که سر فاصله زمانی خودروی او با خودروی جلویی از یک ثانیه بیشتر نباشد. لازم به توضیح است که در هر مسابقه رانندگان سه فرمان در اختیار دارند.
فرمان اتومبیل بی ام و به همراه توضیحات نحوه عملکرد (برای مشاهده عکس در اندازه واقعی، روی آن کلیک کنید)
ارتباطات
۲۰۰ کانال داده از بیش از ۱۵۰ سنسور، اطلاعات را به صورت لحظه ای (Real time) از وسیله نقلیه به مرکز کنترل منتقل می‌کند. حجم اطلاعات تولیدی در انتهای مسابقه به بیش از ۲۵ گیگابایت می‌رسد. با این احتساب پهنای باند لازم برای ارتباط بین اتومبیل فرمول 1 و مرکز کنترل بالای ۳۲ مگابیت در ثانیه است.جعبه دنده
حکایت جعبه دنده اتومبیل فرمول 1 نیز با جعبه دنده دنیای معمولی بسیار فاصله دارد. برای مثال جعبه دنده اتومبیل بی‌ام و زابر ۲۰۰۸ از ۱۵۰۰ قطعه متفاوت تشکیل شده است و مونتاژ کردن آن ۴۰ ساعت کاری زمان می‌برد.
بیش از ۵۰ نسبت دنده در این جعبه دنده تعبیه شده است و تعویض
دنده در آن ۵۰ بار سریعتر از سرعت پلک‌زدن اتفاق می‌افتد. راننده در هر
مسابقه بسته به پیست باید بین ۲۸۰۰ تا ۴۰۰۰ بار تعویض دنده انجام دهد. در
هنگام مسابقه دمای روغن در جعبه دنده تا ۱۵۰ درجه و دمای اگزوز تا ۹۵۰ درجه
افزایش خواهد یافت.
سطح مقطع و اجزای تشکیل دهنده اتومبیل بی ام و (برای مشاهده عکس در اندازه واقعی، روی آن کلیک کنید)
تصویری زیبا از اتومبیل فراری
