مشاهده نسخه کامل
: merikh_merikh
29-07-2009, 22:46
۶ ارديبهشت ۱۳۸۸
آنچه موجب پیچیدگی بیش از حد اتومبیل فرمول یک می‌شود، عملکردی است که از آن انتظار می‌رود.
این اتومبیل باید بتواند ظرف دو تا سه ثانیه از حالت سکون به سرعت ۱۰۰ کیلومتر در ساعت برسد و در مواردی در همین زمان، سرعت خود را از بیش از ۳۲۰ کیلومتر در ساعت به یک‌چهارم برساند. اتومبیل فرمول یک همچنین باید بتواند با سرعت بیش از ۲۰۰ کیلومتر در ساعت، کمتر از ۶۰ درجه و با سرعت حدود ۱۰۰ کیلومتر در ساعت بیش از ۱۳۰ درجه تغییر مسیر بدهد.
موتور و جعبه‌دنده
موتورهای هشت سیلندر فرمول‌یک (۲۴۰۰ سی‌سی حجم) به قدرت‌هایی بیش از ۷۱۰ اسب‌بخار دست یافته‌اند اما از سال 2007 دور موتور به ۱۹ هزار دور در دقیقه محدود شده است. این در حالی است که وزن موتور کمتر از ۹۰ کیلوگرم است و وزن کل اتومبیل باید کمتر از 605 کیلوگرم باشد. به‌عنوان مقایسه یک موتور اتومبیل‌های طراحی شده برای مصارف عمومی ممکن است حدود ۲۰۰۰ سی‌سی حجم، ۱۳۰ اسب بخار قدرت و دور موتوری معادل ۶ هزار دور در دقیقه داشته باشد.
البته از آنجا که هدف اصلی موتور فرمول یک تولید حداکثر سرعت است، مصرف آن به بیش از ۶۰ لیتر در ۱۰۰ کیلومتر هم می‌رسد، در حالی‌که اتومبیل معمولی کمتر از ۱۰ لیتر در هر ۱۰۰ کیلومتر مصرف دارد.
جعبه‌دنده، یکی از پیچیده‌ترین اجزای اتومبیل فرمول یک محسوب می‌شود. بیش از ۲۰۰ سنسور وضعیت موتور را می‌سنجند و با استفاده از ابزارهای کمکی، بهترین زمان برای تغییر دنده را مشخص می‌کنند. تغییر دنده به‌وسیله پدالی انجام می‌شود که پشت فرمان به نحوی نصب شده که راننده با فشار انگشتان می‌تواند دنده را عوض کند.
در دو فصل اخیر، تکنولوژی ساخت جعبه‌دنده به اندازه‌ای تغییر کرده است که تغییر دنده در داخل جعبه دنده در زمانی در حد چند هزارم ثانیه انجام می‌شود.
برای به حرکت درآوردن اتومبیل در دنده یک (هنگام آغاز مسابقه) هم از پدالی مشابه پشت فرمان اتومبیل استفاده می‌شود که حکم کلاچ را دارد.
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 انعطاف‌پذیر با وزنی حدود ۳۰ کیلوگرم، باید بتواند فشار متناوب آیرودینامیک را تحمل کند که گاه معادل دو تن وزن می‌شود. در عین حال، چون راننده عملا در داخل شاسی می‌نشیند، قسمت عمده‌ای از ایمنی راننده به استقامت شاسی بستگی دارد.
بدنه
اتومبیل‌های معمولی، تنها به دلیل ضعیف بودن موتور نیست که نمی‌توانند در سرعتی نزدیک به سرعت اتومبیل فرمول یک حرکت کنند. جریان هوایی که در زیر بدنه ماشین در سرعت‌های بالا ایجاد می‌شود به حدی قوی است که می‌تواند اتومبیل را به هوا پرتاب کند. از این رو است که طراحی بدنه اتومبیل فرمول یک را، به بال هواپیما تشبیه می‌کنند؛ البته در جهت معکوس. شکل بدنه، هوا را به بالا و اتومبیل را به پایین می‌راند و در نتیجه باعث چسبیدن اتومبیل به زمین در سرعت‌های بالا و در پیچ‌ها می‌شود.
این طراحی به حدی موثر و کارآمد است که بر اساس محاسبات، اتومبیل فرمول‌یک می‌تواند 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.
سیستم فنربندی
مانند اتومبیل‌های عادی، کار این سیستم ثابت نگه داشتن فاصله کف اتومبیل با زمین و جذب ارتعاشات است اما در حالی‌که سیستم فنربندی اتومبیل معمولی، محدوده حرکتی تقریبا ۳۰ سانتی‌متری ایجاد می‌کند. در اتومبیل فرمول یک، این محدوده حرکت به سه سانتی‌متر در چرخ‌های جلو و شش سانتی‌متر در چرخ‌های عقب کاهش می‌یابد. برخلاف اتومبیل‌های عادی، قرار نیست که این سیستم در اتومبیل‌های فرمول‌یک، اسباب راحتی راننده را فراهم کند. سیستم فنربندی قابل تنظیم است و مثلا در هوای بارانی، امکان انعطاف‌پذیری بیشتر به سیستم داده می‌شود.
لاستیک و ترمز
در حالی‌که لاستیک اتومبیل‌های معمولی بیش از ۱۵هزار کیلومتر کار می‌کنند، لاستیک اتومبیل فرمول‌یک به‌گونه‌ای ساخته شده که حداکثر ۲۰۰ کیلومتر کار کند. در این لاستیک‌ها ترکیبات کربن، گوگرد و روغن به کار گرفته شده که هرچه میزان روغن بیشتر باشد، لاستیک نرم‌تر خواهد شد.
لاستیک‌ها باید حرارتی بین ۹۰ تا ۱۱۰ درجه سانتی‌گراد داشته باشند نتیجتا پیش از آغاز مسابقه، درجه حرارت آنها را به‌وسیله پتوهای برقی مخصوص در ۹۰ درجه ثابت نگه می‌دارند. سیستم ترمز اتومبیل فرمول‌یک، به سیستم ترمز اتومبیل‌های معمولی شباهت بسیاری دارد اما استفاده از سیستم‌های مانع از قفل شدن مجاز نیست. دیسک ترمز از فیبر کربن ساخته شده و (بسته به پیست‌های مختلف) در درجه حرارت بین ۴۰۰ تا ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد عملکرد مطلوب دارد و به‌وسیله هوا خنک می‌شود. عمر دیسک ترمز در حد ۸۰۰ کیلومتر است.
فرمان و سیستم هدایت
فرمان یک اتومبیل فرمول‌یک، وظیفه‌ای بسیار بیشتر از تعیین جهت حرکت اتومبیل را بر عهده دارد.
از فرمان که برای ورود و خروج راننده از جای خود بیرون آورده می‌شود، برای کنترل حدود ۱۲ مشخصه مختلف عملکرد اتومبیل استفاده می‌شود.
ساخت هر فرمان حدود ۴۰ هزار دلار هزینه در بر دارد و به‌وسیله دکمه‌های روی فرمان، راننده می‌تواند مایعات بنوشد (قمقمه از طریق یک لوله به داخل کلاه ایمنی متصل است)، با مسؤولان فنی تیم از طریق رادیو صحبت کند، مسابقه را شروع کند و تنظیمات مربوط به سیستم کنترل کشش و موتور را تغییر دهد. اتومبیل فرمول‌یک، مجهز به سیستم هدایت هیدرولیک است؛ نیم دور چرخش فرمان برای تغییر جهت حرکت اتومبیل در یک پیچ ۹۰ درجه کافی است.
carx1.com
آنچه موجب پیچیدگی بیش از حد اتومبیل فرمول یک می‌شود، عملکردی است که از آن انتظار می‌رود.
این اتومبیل باید بتواند ظرف دو تا سه ثانیه از حالت سکون به سرعت ۱۰۰ کیلومتر در ساعت برسد و در مواردی در همین زمان، سرعت خود را از بیش از ۳۲۰ کیلومتر در ساعت به یک‌چهارم برساند. اتومبیل فرمول یک همچنین باید بتواند با سرعت بیش از ۲۰۰ کیلومتر در ساعت، کمتر از ۶۰ درجه و با سرعت حدود ۱۰۰ کیلومتر در ساعت بیش از ۱۳۰ درجه تغییر مسیر بدهد.
موتور و جعبه‌دنده
موتورهای هشت سیلندر فرمول‌یک (۲۴۰۰ سی‌سی حجم) به قدرت‌هایی بیش از ۷۱۰ اسب‌بخار دست یافته‌اند اما از سال 2007 دور موتور به ۱۹ هزار دور در دقیقه محدود شده است. این در حالی است که وزن موتور کمتر از ۹۰ کیلوگرم است و وزن کل اتومبیل باید کمتر از 605 کیلوگرم باشد. به‌عنوان مقایسه یک موتور اتومبیل‌های طراحی شده برای مصارف عمومی ممکن است حدود ۲۰۰۰ سی‌سی حجم، ۱۳۰ اسب بخار قدرت و دور موتوری معادل ۶ هزار دور در دقیقه داشته باشد.
البته از آنجا که هدف اصلی موتور فرمول یک تولید حداکثر سرعت است، مصرف آن به بیش از ۶۰ لیتر در ۱۰۰ کیلومتر هم می‌رسد، در حالی‌که اتومبیل معمولی کمتر از ۱۰ لیتر در هر ۱۰۰ کیلومتر مصرف دارد.
جعبه‌دنده، یکی از پیچیده‌ترین اجزای اتومبیل فرمول یک محسوب می‌شود. بیش از ۲۰۰ سنسور وضعیت موتور را می‌سنجند و با استفاده از ابزارهای کمکی، بهترین زمان برای تغییر دنده را مشخص می‌کنند. تغییر دنده به‌وسیله پدالی انجام می‌شود که پشت فرمان به نحوی نصب شده که راننده با فشار انگشتان می‌تواند دنده را عوض کند.
در دو فصل اخیر، تکنولوژی ساخت جعبه‌دنده به اندازه‌ای تغییر کرده است که تغییر دنده در داخل جعبه دنده در زمانی در حد چند هزارم ثانیه انجام می‌شود.
برای به حرکت درآوردن اتومبیل در دنده یک (هنگام آغاز مسابقه) هم از پدالی مشابه پشت فرمان اتومبیل استفاده می‌شود که حکم کلاچ را دارد.
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 انعطاف‌پذیر با وزنی حدود ۳۰ کیلوگرم، باید بتواند فشار متناوب آیرودینامیک را تحمل کند که گاه معادل دو تن وزن می‌شود. در عین حال، چون راننده عملا در داخل شاسی می‌نشیند، قسمت عمده‌ای از ایمنی راننده به استقامت شاسی بستگی دارد.
بدنه
اتومبیل‌های معمولی، تنها به دلیل ضعیف بودن موتور نیست که نمی‌توانند در سرعتی نزدیک به سرعت اتومبیل فرمول یک حرکت کنند. جریان هوایی که در زیر بدنه ماشین در سرعت‌های بالا ایجاد می‌شود به حدی قوی است که می‌تواند اتومبیل را به هوا پرتاب کند. از این رو است که طراحی بدنه اتومبیل فرمول یک را، به بال هواپیما تشبیه می‌کنند؛ البته در جهت معکوس. شکل بدنه، هوا را به بالا و اتومبیل را به پایین می‌راند و در نتیجه باعث چسبیدن اتومبیل به زمین در سرعت‌های بالا و در پیچ‌ها می‌شود.
این طراحی به حدی موثر و کارآمد است که بر اساس محاسبات، اتومبیل فرمول‌یک می‌تواند 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.
سیستم فنربندی
مانند اتومبیل‌های عادی، کار این سیستم ثابت نگه داشتن فاصله کف اتومبیل با زمین و جذب ارتعاشات است اما در حالی‌که سیستم فنربندی اتومبیل معمولی، محدوده حرکتی تقریبا ۳۰ سانتی‌متری ایجاد می‌کند. در اتومبیل فرمول یک، این محدوده حرکت به سه سانتی‌متر در چرخ‌های جلو و شش سانتی‌متر در چرخ‌های عقب کاهش می‌یابد. برخلاف اتومبیل‌های عادی، قرار نیست که این سیستم در اتومبیل‌های فرمول‌یک، اسباب راحتی راننده را فراهم کند. سیستم فنربندی قابل تنظیم است و مثلا در هوای بارانی، امکان انعطاف‌پذیری بیشتر به سیستم داده می‌شود.
لاستیک و ترمز
در حالی‌که لاستیک اتومبیل‌های معمولی بیش از ۱۵هزار کیلومتر کار می‌کنند، لاستیک اتومبیل فرمول‌یک به‌گونه‌ای ساخته شده که حداکثر ۲۰۰ کیلومتر کار کند. در این لاستیک‌ها ترکیبات کربن، گوگرد و روغن به کار گرفته شده که هرچه میزان روغن بیشتر باشد، لاستیک نرم‌تر خواهد شد.
لاستیک‌ها باید حرارتی بین ۹۰ تا ۱۱۰ درجه سانتی‌گراد داشته باشند نتیجتا پیش از آغاز مسابقه، درجه حرارت آنها را به‌وسیله پتوهای برقی مخصوص در ۹۰ درجه ثابت نگه می‌دارند. سیستم ترمز اتومبیل فرمول‌یک، به سیستم ترمز اتومبیل‌های معمولی شباهت بسیاری دارد اما استفاده از سیستم‌های مانع از قفل شدن مجاز نیست. دیسک ترمز از فیبر کربن ساخته شده و (بسته به پیست‌های مختلف) در درجه حرارت بین ۴۰۰ تا ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد عملکرد مطلوب دارد و به‌وسیله هوا خنک می‌شود. عمر دیسک ترمز در حد ۸۰۰ کیلومتر است.
فرمان و سیستم هدایت
فرمان یک اتومبیل فرمول‌یک، وظیفه‌ای بسیار بیشتر از تعیین جهت حرکت اتومبیل را بر عهده دارد.
از فرمان که برای ورود و خروج راننده از جای خود بیرون آورده می‌شود، برای کنترل حدود ۱۲ مشخصه مختلف عملکرد اتومبیل استفاده می‌شود.
ساخت هر فرمان حدود ۴۰ هزار دلار هزینه در بر دارد و به‌وسیله دکمه‌های روی فرمان، راننده می‌تواند مایعات بنوشد (قمقمه از طریق یک لوله به داخل کلاه ایمنی متصل است)، با مسؤولان فنی تیم از طریق رادیو صحبت کند، مسابقه را شروع کند و تنظیمات مربوط به سیستم کنترل کشش و موتور را تغییر دهد. اتومبیل فرمول‌یک، مجهز به سیستم هدایت هیدرولیک است؛ نیم دور چرخش فرمان برای تغییر جهت حرکت اتومبیل در یک پیچ ۹۰ درجه کافی است.
carx1.com