-
سیستم بازیافت انرژی جنبشی
KERS چیست؟
واژه KERN اختصار سیستم بازیافت انژری جنبشی است. این دستگاه انرژی جنبشی را بازیافت می کند که در گرمای ناشی از عملکرد ترمز اتومبیل می باشد. این انرژی ذخیره شده و در زمان مورد نیاز تبدیل به توان می شود و موجب بهبود شتاب گیری اتومبیل می شود.
این دستگاه چگونه کار می کند؟
این سیستم اصولاً به دو روش کار می کند – باتری (برقی) و فلایویل یا چرخ لنگر (مکانیکی). در سیستم های الکتریکی، یک موتور – ژنراتور در سیستم انتقال نیروی اتومبیل نصب شده است که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی و بر عکس تبدیل می کند. زمانی که انرژی مهار می شود، در داخل یک باتری ذخیره شده و در زمان مورد نیاز آزاد می شود.
در سیستم های مکانیکی، انرژی ترمز برای به گردش درآوردن یک فلایویل (چرخ لنگر) کوچک به کار گرفته می شود که می تواند تا 80.000 دور در دقیقه سرعت بگیرد. زمانی که نیاز به توان اضافی باشد، این فلایویل به چرخ های عقب اتومبیل وصل می شود. انرژی مکانیکی بر خلاف سیستم الکتریکی، دچار تغییر حالت نمی شود و به این ترتیب کارآیی بهتری دارد.
روش دیگری نیز وجود دارد که KERS هیدرولیکی است. در این روش انرژی ترمز برای بارگذاری فشار هیدرولیک مورد استفاده قرار می گیرد که این فشار هیدرولیک در زمان مورد نیاز به چرخ ها منتقل می شود.
آیا در قوانین، هیچگونه محدودیتی در استفاده از KERS وجود دارد؟
در حال حاضر قوانین به این گونه سیستم ها اجازه ارسال حداکثر 60 کیلووات توان (حدود 80 اسب بخار) را می دهند، و ظرفیت ذخیره انرژی نیز در حد 400 کیلوژول محدود شده است. به این معنی که این 80 اسب بخار در هر دور، تنها تا 6.67 ثانیه در اختیار راننده می باشد که می تواند آن را در یک نوبت مورد استفاده قرار دهد و یا به تفکیک و در نقاط مختلف پیست از آن استفاده نماید. این سیستم موجب بهبود زمان دورهای مسابقه در حدود 0.1 تا 0.4 ثانیه می شود.
انرژی ذخیره شده چگونه توسط راننده آزاد می شود؟
بر اساس قوانین، آزاد سازی این انرژی تماماً در کنترل راننده می باشد. یک کلید افزایش توان بر روی فرمان اتومبیل قرار دارد که توسط راننده فشرده می شود.
چرا سیستم KERS ابداع شده است؟
اهداف این سیستم دو جنبه دارد. نخست تشویق به توسعه فن آوری های فرمول یک مورد استفاده در اتومبیل های عادی و دوستدار محیط زیست؛ و دوم کمک به سبقت گرفتن در مسابقه. راننده ای که در تعقیب رقیب خود می باشد، می تواند با استفاده از کلید افزایش توان و کمک این سیستم از اتومبیل مقابل خود سبقت بگیرد، و راننده جلویی نیز می تواند با کمک همین کلید، از این تله فرار کند. البته بر اساس قوانین، محدودیت هایی در استفاده از این سیستم و در نتیجه در تاکتیک ها وجود دارد – در چه زمان و در کجا می توان از انرژی KERS استفاده کرد.
آیا اتومبیل های مجهز به سیستم KERS از اتومبیل های فاقد این سیستم سنگین تر هستند؟
خیر. یک سیستم KERS عادی حدود 35 کیلوگرم وزن دارد. اتومبیل های فرمول یک باید حداقل 620 کیلوگرم وزن داشته باشند (با احتساب راننده)، اما تیم ها به شکل سنتی اتومبیل خود را به شکل قابل توجهی سبک تر از این مقدار می سازند و برای رسیدن به این حد نصاب وزنی، از وزنه های تعادل شنی با وزن تا 70 کیلوگرم استفاده می کنند. به این ترتیب تیم هایی که از سیستم KERS استفاده می کنند، از وزنه های شنی سبکتری استفاده می کنند که البته آزادی عمل کمتری هم برای توزیع وزن اتومبیل دارند. رانندگان سنگین وزن تر به همین دلیل از امتیاز کمتری برخوردار هستند، و برای برطرف کردن این مساله، قوانین در فصل 2010 ، حداقل وزن اتومبیل را 15 کیلوگرم افزایش داده اند.
آیا تیم ها مؤظف به استفاده از این سیستم هستند؟
استفاده از سیستم KERS اجباری نیست. در واقع بر اساس یک توافق غیر رسمی در سال 2010، تیم ها از این سیستم استفاده نمی کنند، اما این امر به معنای آن نیست که در آینده شاهد بازگشت آن نباشیم.
-
لجستیک
برای تیم های فرمول یک، یکی از بزرگترین نبردها در آخر هفته مسابقه یا روز آزمایش، حتی پیش از حرکت اتومبیل به پایان می رسد: تلاش گسترده لجستیکی مورد نیاز برای رساندن تمامی تجیزات تیم به پیست. این برنامه چنان گسترده است که برای این ورزش، شریک لجستیک رسمی مسابقات انتخاب شده است: شرکت دی .اچ. ال (DHL). البته هر تیمی که در مسابقات قهرمانی جهان فرمول یک فدراسیون بین المللی اتومبیلرانی شرکت می کند، سالیآنه حدود 160.000 کیلومتر (100.000 مایل) مسافت را بین مکان های مسابقات و آزمایشات طی می کند.
عملیات لجستیک تنها جابجا کردن افراد و تجهیزات به مقصد مورد نظر نمی باشد. محل اقامت در هتل باید یافت و رزرو شود (هر تیم تا 100 اتاق نیاز دارد)، خودروهای مورد نیاز باید اجاره شوند و تجهیزات مورد نیاز تیم در پیست – از تجهیزات توقفگاه پیت گرفته تا اتاق های سیار رانندگان و واحدهای پذیرایی و تمرین باید آماده شوند.
نکته با اهمیت دیگر در این عصر دیجیتال، برقراری ارتباط اطلاعاتی ایمن میان تیم و مقر آن می باشد که امکان سنجش از دور و ارسال سایر اطلاعات را میسر می کند (مهندسان با بررسی این اطلاعات از هر گونه مساله احتمالی، حتی در زمان برگزاری مسابقه، آگاه می شوند). تمامی این فرآیند در بر گیرنده عملیات گسترده ای می باشد.
بیشتر تجهیزات تیم در مسابقات اروپایی از طریق حمل و نقل جاده ای و بوسیله کامیون های کمرشکن جابجا می شوند که چهره ای آشنا در توقفگاه های اروپایی هستند. تمامی تجهیزات مورد نیاز مسابقه برای آخر هفته بار می شوند: اتومبیل ها، قطعات یدکی و ابزار آلات. بیشتر تیم ها سه دستگاه اتومبیل، یک شاسی یدکی و تعدادی موتور یدکی به علاوه مجموعه کاملی از سایر قطعات یدکی با خود حمل می کنند. تایرها، سوخت و برخی از سایر تجهیزات، جداگانه و توسط شرکای فنی و پیمانکاران محلی تأمین می شوند.
برای مسابقات خارج از اروپا که نیاز به استفاده از حمل و نقل هوایی دارند، عملیات لجستیک به شکل چشمگیری پیچیده تر می شود (در حال حاضر تمامی تیم های فرمول یک در اروپا مستقر هستند)، چرا که تجهیزات باید توسط هواپیما حمل شوند. تیم ها به جای استفاده از کانتینرهای معمول هوایی، از صندوق های اختصاصی حمل خود استفاده می کنند. این صندوق ها به شکلی طراحی و ساخته شده اند که از تمامی فضای موجود در محل بار هواپیما استفاده کنند.
در حال حاضر بیشتر تیم ها از هواپیماهای باری چارتر شده توسط مدیریت فرمول یک (FOM) استفاده می کنند که از مبادی لندن و مونیخ، به هر مقصدی پرواز می کنند که مسابقه در آنجا برگزار می شود. زمانی که برنامه مسابقات نیازمند به پرواز به طور متوالی باشد، زمان کافی برای بازگشت تجهیزات تیم ها به "خانه" وجود ندارد، یعنی از هر مسابقه ای مستقیماً به محل بعدی می روند. و این امر به معنای آماده سازی و حمل قطعات بسیار بیشتری می باشد.
از آنجا که تعداد مسابقات خارج از اروپا به گسترش خود ادامه می دهند، عملیات لجستیک مورد نیاز برای حمل و جابجایی تیم ها و تجهیزات نیز به موازات آن گسترش می یابد. میزان مسافت طی شده توسط هر تیم فرمول یک پیش از این بیان شد و این شوخی نیست که این مقادیر، با یک عملیات متوسط نظامی برابری می کند.
-
سبقت گرفتن
از آنجا که تنها یک راننده در رده بندی، در صدر اتومبیل ها قرار می گیرد، و تمامی رقبا در پی رفتن بر روی سکوی پیروزی می باشند، سبقت گرفتن در مسابقه اهمیتی حیاتی می یابد. سبقت گرفتن در ساده ترین مفهوم خود یعنی عبور و پیش افتادن از یک رقیب روی پیست.
این امر در زمان استارت مسابقه گراندپری، در زمان ورود به پیچ اول – یا در زمان خود مسابقه امکان پذیر است. هر چند که بیشتر شاهد "سبقت در خط پیت" هستیم (یعنی یک اتومبیل به واسطه عملکرد بهتر و کوتاه مدت تر در توقف پیت نسبت به رقیب، موقعیت خود را در پیست بهبود می بخشد)، و این امر متأثر از استراتژی مسابقه می باشد. بیشتر افراد سبقت گرفتن را به معنی عبور یک اتومبیل در زمان مسابقه بر روی پیست، از دیگری می دانند.
این نوع سبقت گرفتن ناشی از تفاوت سرعت اتومبیل ها می باشد: اتومبیل عقبی به مقدار کافی از اتومبیل جلویی سریع تر حرکت می کند و از آن عبور می کند. هر چقدر این تفاوت سرعت بیشتر باشد، سبقت گرفتن راحت تر است. از آنجا که اتومبیل های فرمول یک از لحاظ کارآیی بسیار به یکدیگر شبیه هستند، سبقت گرفتن تنها با تفاوت بسیار اندکی در سرعت میسر می باشد – و نیاز به مهارت، مسوولیت و شهامت دارد.
یکی از مهمترین عوامل در سبقت گرفتن در فرمول یک، کارآیی آیرودینامیک می باشد. زمانی که یک اتومبیل به تدریج به رقیب جلویی خود نزدیک تر می شود، در "حباب" هوای متلاطم پشت آن قرار می گیرد. این امر دو اثر به همراه دارد، یک اثر مثبت و یک اثر منفی. در مسیر مستقیم این حباب "کشش" ایجاد می کند و از مقاومت هوا در برابر اتومبیل پشتی، اندکی می کاهد (در برابر هر چیز دیگری که در آن قرار داشته باشد) و برتری اندکی در کارآیی آن ایجاد می کند – به همین دلیل نیز شاهد هستیم که هر اتومبیلی، قبل از اقدام به سبقت گرفتن، از فاصله نزدیک رقیب جلویی خود را تعقیب می کند.
اما اثر آیرودینامیک دوم در سر پیچ ها مشکل ساز است، چرا که کاهش جریان هوای مؤثر بر روی باله های اتومبیل پشتی، از نیروی رو به پایین آیرودینامیک و در نتیجه میزان چسبندگی به شدت می کاهد – یعنی اتومبیل عقبی به طور معمول باید فاصله خود را با رقیب جلویی بیشتر کند، یا از خط پیچ متفاوتی، در مسیر "هوای کافی" عبور کند.
با این حال سبقت گرفتن تنها مربوط به قدرت اتومبیل نمی باشد. معمولاً حرکات موفقیت آمیز سبقت در زمان ترمز اتفاق می افتند – یا در زمان اوج "حباب کشش" در سر پیچ، یا به این دلیل ساده تر که اتومبیل و راننده پشتی توان بیشتری را در ترمزها در اختیار دارند. به همین ترتیب، اگر راننده ای از میزان چسبندگی بالاتری برخوردار باشد (یا اعتماد به نفس بیشتری در شرایط لغزنده تر داشته باشد)، آنگاه ممکن است در میانه پیچ و با استفاده از خط سیر کاملاً متفاوتی نسبت به رقیب جلویی – و معمولاً با حرکت به "سمت بیرون پیچ"، موفق به سبقت شود.
در مبارزه برای سبقت، بهترین دفاع راننده جلویی، توانایی و امتیاز وی در انتخاب نقاط ترمز و خطوط پیچ است. یک راننده ماهر می تواند با استفاده از روش رانندگی "دفاعی" خود، رقیب عقبی را پشت سر خود نگاه دارد. برای این منظور، راننده جلویی زاویه ورود اتومبیل عقبی را به پیچ می بندد، یعنی محلی که سبقت برای رقیب پشتی امکان پذیر است. به این ترتیب راننده جلویی در زمان ورود به پیچ، تنها خط خود را عوض می کند (بدون آن که عامدانه مسیر اتومبیل پشتی را مسدود کند) و این روشی کاملاً صحیح در مسابقه است و راننده ای که در اتومبیل ضعیف تری قرار دارد، با این روش می تواند رقیب پر سرعت تر خود را در پی خود نگاه دارد. بستن زاویه اتومبیل عقبی در پیچ ها همچنین ممکن است راننده عقبی را وادار کند تا از رأس متأخرتر پیچ استفاده کند – و حتی در صورت موفقیت در سبقت – اتومبیل وی را به بیرون پیچ ببرد و به این ترتیب اتومبیل کم سرعت تر دوباره پیش می افتد! اما اثر جانبی این رانندگی دفاعی این است که سرعت هر دو راننده را کم می کند، و به همین دلیل شاهد هستیم که معمولاً اتومبیل جلویی این رقابت تنگاتنگ را رها می کند.
میزان سهولت در سبقت گرفتن، و این امر که چه مقدار سبقت لازم است تا یک مسابقه، رقابتی و هیجان انگیز باشد، بحث های بی پایانی را در محیط های فرمول یک برمی انگیزاند. توافقات اخیر حاکی از این واقعیت است که سبقت گرفتن در حال حاضر بسیار سخت می باشد و باید بر تعداد سبقت ها افزوده گردد – و به همین دلیل فدراسیون بین المللی اتومبیلرانی وارد عمل شده است و استفاده از کلید "افزایش قدرت" KERS را معرفی کرده که راننده را قادر می سازد توانی اضافه را برای مدتی محدود در اختیار داشته باشد، و استفاده از باله های متحرک جلو را مجاز شمرده که به این ترتیب رانندگان می توانند از نزدیک و بدون احتمال کاهش چشمگیر نیروی رو به پایین، به تعقیب رقیب جلویی بپردازند.
سبقت های جذاب مسابقات فرمول یک را به اوج هیجان خود می رسانند – و سبقت های ضعیف نیز انتقاد برانگیز هستند. مهارت بی نظیر رانندگان امروز مسابقه موجب شده تا همه توانایی رقابت بسیار نزدیک و منصفانه و بدون اصطکاک را داشته باشند، اما مسوولان رسمی مسابقات نیز تمامی اقدام به سبقت ها را از نزدیک نظاره می کنند و هر حرکت خطرآفرین، حمله یا دفاعی، موجب فراخوانی راننده به حضور ناظران و جریمه می شود.
-
توقف های پیت
در مسابقات فرمول یک، رانندگان بیشتر مورد توجه قرار می گیرند، اما این مسابقات، حتی در زمان خود مسابقه نیز، ورزشی تیمی می باشد. در توقف های پیت جدید، زمان بندی بسیار دقیق و میلیمتری اجرای عملیات برای هر تیمی بسیار حیاتی می باشد تا بتواند استراتژی خود را به موفقیت برساند – تعویض تایرهای اتومبیل، تعویض قطعات آسیب دیده و تنظیم باله های جلو تنها در چند ثانیه انجام می شوند.
اما در گذشته چنین نبوده است. توقف های پیت تا پایان سال های 1970 به طور معمول بی برنامه، طولانی و غالباً بی نظم بودند – به ویژه زمانی که (در غیاب امکان ارتباط اتومبیل با پیت) راننده ای بدون برنامه قبلی برای توقف به پیت می رفت. سابقه توقف های پیت جدید به فصل 1994 برمی گردد که طی آن و با انجام تغییراتی در قوانین ورزشی، سوخت گیری در جریان مسابقه مجاز شمرده شد. تا پایان سال 2009 که سوخت گیری مجدد در جریان مسابقه دوباره ممنوع اعلام شد، توقف رانندگان در پیت، اثری نفس گیر بر روی سرعت و کارآیی ایشان داشت.
"مرد آب نبات چوبی" راننده را به سمت پیت خود هدایت می کند. این نام برگرفته از شمایل ویژه علامت بلندی است که نشان "توقف / دنده یک" را بر خود دارد و در مقابل اتومبیل قرار می گیرد. اتومبیل در موقعیتی دقیق متوقف می شود و جلو و عقب آن به سرعت توسط جک بالا می رود. سه مکانیک وظیفه تعویض چرخ را بر عهده دارند، یک نفر با استفاده از تفنگ بادی پر سرعت، پیچ چرخ را باز کرده و می بندد، یک نفر چرخ کهنه را برمی دارد و یک نفر نیز چرخ جدید را در جای خود می گذارد.
سایر مکانیک ها در زمان توقف ممکن است سایر تنظیمات را انجام دهند. برخی تغییرات با سرعت بسیار بالایی انجام می شوند – همچون تغییر زاویه باله های جلو و عقب برای افزایش یا کاهش میزان نیروی رو به پایین. سایر عملیات همچون تعویض قطعات آسیب دیده بدنه، به طور معمول زمان بیشتری می برند – هر چند که کله مخروطی های دماغه جلو که به طور معمول بیشتر از همه قطعات آسیب می بینند، به شکلی طراحی و ساخته می شوند که در سریع ترین زمان ممکن تعویض شوند.
در پیست هایی که خار و خاشاک و آشغال زیادی دارند، به طور معمول شاهد هستیم که مکانیک ها در زمان توقف به جمع آوری این اقلام و پاک کردن ورودی های هوای اتومبیل می پردازند تا کارآیی رادیاتورها به مخاطره نیافتد. و همیشه یک مکانیک آماده به کار به همراه استارتر موتور برقی، در عقب اتومبیل مستقر می شود تا در صورت خاموش شدن موتور اتومبیل، به سرعت وارد عمل شود.
مکانیک ها پس از پایان عملیات عقب می روند و دستان خود را بالا می گیرند. کنترل حرکت و خروج اتومبیل از پیت بر عهده "مرد آب نبات چوبی" است تا اطمینان یابد اتومبیل دیگری از خط پیت عبور نمی کند، هر چند برخی تیم ها به جای آب نبات چوبی، اینک از سیستم های چراغ کنترل ترافیک نیمه اتوماتیک استفاده می کنند. تخصص بالای مکانیک ها موجب شده تا زمان توقف برای تعویض تایر به کمتر از پنج ثانیه برسد.
-
کنترل مسابقه
در طول آخر هفته ای که مسابقه گراندپری برگزار می شود، کنترل مسابقه در قلب فرمول یک قرار دارد و مسوولیت دیده بانی و نظارت بر تمامی مراحل تمرین، رده بندی و مسابقه را بر عهده دارد.
امکانات و تسهیلات مورد استفاده در پیست های مختلف با یکدیگر تفاوت دارند، اما همگی باید از برخی امکانات اصلی و کلیدی برخوردار باشند تا مدیر مسابقه فدراسیون بین المللی اتومبیلرانی و همکاران وی را قادر سازند تا برای رعایت کلیه جوانب ایمنی، قانونی و برنامه زمان بندی، تصمیمات صحیح را اتخاذ نمایند.
سیستم تلویزیون مدار بسته اختصاصی، تمامی بخش های پیست را تحت نظر دارد و تصاویر آن را از طریق صفحات نمایش پوشش می دهد. به این ترتیب در صورت بروز هر گونه مشکلی، محل آن به سرعت شناسایی شده و تصمیمات لازم اتخاذ می گردد.
اطلاعات زمان بندی نیز از همین طریق در اختیار تیم ها قرار می گیرد (در طول مسابقه، این اطلاعات در بخش "زمان بندی زنده" وب سایت Formula1.com نیز در دسترس می باشند). با این همه مدیر مسابقه به جریان تکمیلی و بسیار کامل تری از اطلاعات چون تله های سرعت خط پیت، دسترسی دارد تا از ایمنی و قانونی بودن تمامی بخش ها اطمینان یابد.
همچنین تماس رادیویی و تلفنی با مقرهای مارشال های اصلی، خودروی ایمنی، خودروی کمک های پزشکی و مرکز پزشکی برقرار است تا در صورت بروز هر گونه مشکل عمده ای، مدیر مسابقه تماس دائمی خود را با افراد مربوط حفظ نماید. ورود خودروی ایمنی در زمان نیاز و خروج آن در زمان مناسب، در حوزه اختیارات کنترل مسابقه می باشد.
مدیر مسابقه از کمک و همکاری دیگر کارکنان فدراسیون بین المللی اتومبیلرانی، و همچنین کارکنان محلی پیست مسابقه برخوردار است. یکی از حیاتی ترین مسوولیت های کنترل مسابقه، رجوع به مباشران مسابقه در وقایعی است که در آن رانندگان از قواعد تخطی کرده یا قوانین ورزشی حاکم بر مسابقه را زیر پا گذاشته اند. رایج ترین جریمه در اینگونه وقایع، drive-through می باشد که راننده خاطی مؤظف است بدون برنامه قبلی و بدون توقف، از خط پیت عبور کند.
برای مسایل انضباطی جدی تر و مهم تری چون یافتن مقصر اصلی در یک تصادف یا برخورد اتومبیل ها، ارزیابی به پایان مسابقه، و نه در جریان آن، موکول می شود تا تیم ها فرصت کافی برای دفاع از رفتار راننده خود داشته باشند. در صورت بروز حوادث بسیار جدی – یا زمانی که شرایط مسیر مسابقه خطرآفرین شود (به عنوان مثال در زمان بارندگی بسیار شدید) – مدیر مسابقه مسوولیت و اختیار متوقف کردن مسابقه را دارا می باشد.
آرامش حرفه ای مردان و زنانی که کنترل مسابقه را در گراندپری بر عهده دارند، موجب شده تا مسابقات به طور معمول به روان ترین شکل ممکن برگزار شوند و مسایل و مشکلات به سرعت تحت کنترل و مهار در آیند.
-
استراتژی مسابقه
نیمی علمی، نیمی جادویی – برای پیروزی در مسابقات – و البته باخت در آن، نیاز به یک استراتژی صحیح می باشد. متغیرهای این معادله به اندازه کافی ساده هستند: ذخیره بنزین و فرسودگی تایر. اما از اینجا به بعد، اوضاع بسیار پیچیده تر می شود.
هنر جادویی استراتژی مسابقه دائماً در حال تحول است، اما زمانی که تغییرات اساسی در قوانین رخ می دهد، از دوره های انتقال مشخصی عبور می کند. در سال 1994 ، کمی پس از آن که سوخت گیری مجدد در مسابقه، بار دیگر غیر مجاز اعلام شد، طراحان استراتژی تیم ها متوجه شدند در برخی از پیست ها، توقف دو یا سه باره، امتیازات بیشتری از یک توقف دارد.
دلیل این امر نیز این بود که اتومبیل با ذخیره کمتر سوخت، و با استفاده از تایرهای نرم و چسبنده تر، اما کم دوام تر، سریع تر می توانست حرکت کند (چرا که وزن کمتری را حمل می کرد). تفاوت کارآیی اتومبیل در این حالت در حدی بود که می توانست زمان توقف حدوداً 30 ثانیه ای در پیت را جبران کرده و پوشش دهد.
این امر موجب شد تا تیم ها به دقت بر روی این مساله کار کنند که راننده آنها در چه زمانی پس از توقف پیت باید روی پیست برگردد. به این ترتیب اتومبیلی که در پشت یک رقیب کندتر اما سرسخت به دام می افتاد، می توانست زودتر به توقف پیت برود و سپس به پیست باز، بازگشته و با سرعت بیشتری مسیر خود را ادامه دهد، تا زمانی که اتومبیل کندتر به توقف پیت رفته، با اطمینان از آن پیش افتد – که به "پیش افتادن در خط پیت" مشهور است. به این ترتیب برنامه های زمان بندی سخت و دقیق توقف پیت کنار گذاشته شدند و سیستم بازنده "پنجره های" پیت استاپ مورد استفاده قرار گرفتند که عدد دورهایی را بر خود داشتند که اتومبیل می توانست در آن ها به توقف پیت برود تا بهترین نتیجه استراتژیک را کسب کند.
تعیین تنها یک تأمین کننده برای تایرها در سال 2007 تیم ها را بار دیگر واداشت تا استراتژی مسابقه خود را بازبینی کنند. چرا که تمامی رقبا از یک نوع تایر استفاده می کردند و هر دو راننده هر تیم می باید از مشخصات تایرهای خشک تأمین شده در طول مسابقه استفاده می کردند. در فصل 2010، سوخت گیری مجدد دوباره ممنوع شد و تیم ها ناگزیر از بازبینی مجدد در برنامه مسابقه خود شدند.
فارغ از تغییراتی که در قوانین پدید می آید، برخی عوامل هستند که همیشه باید مورد نظر قرار گیرند. اطلاعاتی همچون پیش بینی وضع هوا، امکان سبقت در یک پیست خاص، طول خط پیت و حتی خطرات تصادف که حضور اتومبیل ایمنی را در پی دارد، همه در زمان تعیین استراتژی باید مورد محاسبه قرار گیرند. و البته و طبق معمول، شانس یکی از بزرگترین عوامل در پیروزی باقی می ماند.
-
فرمان
رانندگان فرمول یک فرصتی برای تمرکز بر روی کلیدهای کنترل پر دردسر یا جستجو برای یافتن عقربه های مخفی ندارند. به همین دلیل کنترل ها و ابزارهای سنجش یک اتومبیل فرمول یک جدید تقریباً تمامی به روی فرمان اتومبیل نقل مکان کرده اند – رابط حیاتی بین راننده و اتومبیل.
فرمان اتومبیل های اولیه فرمول یک مستقیماً از روی خودروهای عادی گرفته شده بودند، به طور معمول از جنس چوب ساخته می شدند (که استفاده از دستکش رانندگی را اقتضا می کرد)، و چون محدودیتی در فضای داخلی وجود نداشت، قطر این فرمان ها در بزرگترین حد ممکن بود تا به تلاش کمتری برای چرخیدن نیاز داشته باشد. اما با پیشرفت های سریع در طراحی و کاهش ارتفاع اتومبیل و تنگ تر شدن کابین راننده در سال های 1960 و 1970، فرمان ها کوچک تر شدند تا در فضای محدود و جمع و جور کابین قرار گیرند.
با ورود دسته های مشهور تعویض دنده نیمه اتوماتیک، فرآیند تجمع و تمرکز کنترل ها در نزدیک ترین فاصله ممکن به انگشتان راننده آغاز شد. اولین کلیدهایی که بر روی فرمان اتومبیل مستقر شدند، کلید "خلاص" (که برای خلاص کردن دنده در زمان چرخش خودرو به دور خود بسیار حیاتی است)، و کلید فشاری صحبت کردن با سیستم رادیویی داخل اتومبیل بودند.
این فرآیند با گذشت زمان ادامه یافت. در اکثر اتومبیل های فرمول یک، به استثنای پدال های گاز و ترمز، تمامی کنترل ها بر روی فرمان قرار دارند. کلیدها بیشتر عملکرد "روشن/خاموش" دارند، همچون سیستم محدود کننده سرعت در خط پیت، در عین حال کلیدهای کنترل چرخشی، عملکردهای با تنظیم چندگانه را بر عهده دارند، همچون برنامه کنترل کشش موتور، ترکیب سوخت و حتی توزیع نیروی ترمز از چرخ های جلو به عقب – تمامی عملکردهایی که راننده برای تغییر شرایط در طول مسابقه نیاز دارد، بر روی فرمان متمرکز شده اند. از آخرین افزوده های این مجموعه، "کلید افزایش توان" است که نیروی اضافی و موقت را در اتومبیل های مجهز به سیستم KERS مهیا می کند و کلیدهای کنترل باله متحرک جلو.
ابزار سنجش نیز بر روی فرمان قرار دارند، و برای این منظور معمولاً از یک صفحه نمایش کریستال مایع (LCD) استفاده می شود و چراغ اخطار بسیار درخشان "تعویض دنده" نیز راننده را از بهترین زمان برای تعویض دنده آگاه می کند. یک سیستم مارشالی GPS نیز بر طبق قوانین بر روی فرمان نصب شده که امکان ارتباط راننده با کنترل مسابقه را فراهم می کند. این سیستم چراغ های اخطار رنگی را نمایش می دهد که مربوط به پرچم های مارشال های روی پیست می باشد و راننده را از نزدیک شدن به منطقه خطر، همچون منطقه تصادف در پیش رو آگاه می سازد.
فرمان اتومبیل های فرمول یک در محدوده سه چهارم یک دور حرکت می چرخند، بنابراین نیازی به شکل کامل دایره ندارند و تنها شامل دو بریدگی می باشند که برای استقرار دستان راننده پیش بینی شده اند.
یکی از پیچیدن ترین قطعات فنی در یک اتومبیل فرمول یک، رابط قفلی خودکاری است که فرمان را به ستون فرمان متصل می کند. این رابط باید به اندازه کافی قدرتمند باشد تا نیروی چرخش فرمان را تحمل کند، و در عین حال باید رابطه بین کنترل های روی و فرمان و اتومبیل را نیز برقرار سازد. مطابق قوانین فدراسیون بین المللی اتومبیلرانی، راننده باید بتواند در پنج ثانیه از اتومبیل خارج شود و تنها باید فرمان اتومبیل را جدا کند – به همین دلیل نیازی حیاتی به یک سیستم آزادسازی سریع وجود دارد.
اتومبیل های فرمول یک امروزه به سیستم های تقویت فرمان مجهز هستند تا از نیروی منتقل شده از فرمان بکاهند. این امر موجب شده تا طراحان به کاهش ابعاد فرمان اتومبیل ادامه دهند. فرمان یک اتومبیل فرمول یک عادی قطری حدود نصف فرمان خودروهای عادی دارد.
-
سیستم تعلیق
سیستم تعلیق یک اتومبیل فرمول یک جدید شامل رابط حیاتی است که بین اجزای مختلفی قرار داد که در کنار یکدیگر، کارآیی اتومبیل را تأمین می کنند. سیستم تعلیق توان تولیدی موتور، نیروی رو به پایین حاصل از باله ها و مجموعه آیرودینامیک و چسبندگی تایرها را مهار می کند و ترکیب مؤثر و کارآمد این عوامل را در کنار یکدیگر میسر می سازد تا مجموعه ای پر سرعت را بر روی پیست به نمایش بگذارند.
آسایش سرنشین، بر خلاف خودروهای عادی، محلی از اعراب ندارد – محدوده حرکت فنرها و کمک فنرها بسیار محدود هستند تا ضربات ناشی از ناهمواری ها و جدول کنار پیست را در سریع ترین زمان ممکن پراکنده کنند. انرژی ضربه در فنرها جذب می شود و کمک فنرها در حرکت برگشت خود آن را آزاد می کنند و اجازه شکل گرفتن نیروی نوسانی را نمی دهند. همانند گرفتن توپی که در حال جست و خیز است.
پس از ممنوعیت استفاده از سیستم تعلیق "فعال" با کنترل کامپیوتری در سال 1990، تمامی عملکرد سیستم تعلیق اتومبیل های فرمول یک باید بدون دخالت الکترونیکی انجام گردد. اتومبیل ها به سیستم تعلیق با "رابط چندگانه" در جلو و عقب مجهز هستند، که عموماً مشابه ترکیب جناغی دوبل در برخی خودروهای عادی می باشد. طول بازوهای تعلیق در بالا و پایین نابرابر است تا بهترین کنترل ممکن را در زاویه خمیدگی که چرخ در زمان پیچیدن به خود می گیرد، مهیا کند. از آنجایی که نیروی جانب مرکز موجب غلطیدن بدنه می شود، شعاع مؤثر بیشتر بازوهای تعلیق پایینی موجب می شود بخش زیرین تایر (دید از جلو) بیشتر از بخش بالایی آن به بیرون کج شود، و این امر برای به حداکثر رساندن چسبندگی تایر بسیار حیاتی است.
فنرهای اتومبیل فرمول یک بر خلاف خودروهای عادی، مستقیماً بر روی بازوی تعلیق سوار نمی شوند، بلکه با استفاده از میله های فشاری و اهرم های دو طرفه به کار گرفته می شوند (همچون بادامک های روی میل سوپاپ) تا حالت ارتجاعی متغیری داشته باشند – در آغاز وارد آمدن فشار نرم تر عمل می کنند، اما با فشرده شدن بیشتر، فنرها سخت تر می شوند. اتصالات سیستم تعلیق امروزه از فیبر کربن ساخته می شوند تا استقامت بیشتر و وزن کمتری داشته باشند. این امر برای کاهش "جرم غیر مجهز به فنر" حیاتی است – وزن قطعاتی که میان فنرها و سطح روی پیست قرار دارند.
سیستم تعلیق اتومبیل های فرمول یک جدید، با دقت زیادی قابل تنظیم است. تنظیم اولیه برای هر پیست و بر اساس شرایط جوی (تنظیمات شرایط بارانی و خیس بسیار نرم تر عمل می کنند) و تجربیات سال های گذشته انجام می شود، که تنظیمات اولیه فنر و کمک فنر را تعیین می کند. این تنظیمات ممکن است بر اساس اولویت های راننده و کارآیی تایرها تغییر کند، همانگونه که هندسه سیستم تعلیق نیز تحت برخی شرایط خاص می تواند دچار تغییر شود. این تنظیمات به الزامات آیرودینامیک پیست، شرایط جوی و اولویت راننده برای کندفرمانی یا تیزفرمانی وابسته است – یعنی در زمان گذر از آستانه چسبندگی، نخست چرخ های جلو چسبندگی خود را از دست دهند یا چرخ های عقب.
-
آزمایش
از آنجایی که ورزش اتومبیلرانی فرمول یک به طور روزافرونی فنی تر می شود، تمرینات آزمایشی نیز با اهمیت تر می شوند. اصل قدیمی جفت و جور شدن با اتومبیلی که به طور غریزی طراحی و ساخته شده، مدت ها است که جای خود را به آزمایش اصولی هر قطعه و ساختار اصلی داده است – هم قبل و هم بعد از ساخته شدن کامل اتومبیل آماده مسابقه.
بخش عمده این فعالیت های آزمایشی دور از دید افراد عادی و در دل کارخانجات سازندگان و در تجهیزات تونل باد انجام می شود. زمانی که اتومبیل ها مونتاژ می شوند، آشکارترین نوع آزمایش، روی پیست و با رانندگان واقعی در پشت فرمان آغاز می شود. در اینجا است که توانایی های اصلی می توانند برای اولین بار و به شکل صحیح مورد ارزیابی قرار گیرند – در گذشته، بسیاری از اتومبیل هایی که "روی کاغذ" عالی به نظر می رسیدند، روی پیست نمایش بسیار ضعیفی را به اجرا می گذاشتند. آزمایش روی پیست – که غالباً در روز جمعه پیش از هر گراندپری انجام می شود – محلی است که تحولات یکنواختی که بر روی اتومبیل های فرمول یک و در طول عمر آنها اتفاق می افتد، آغاز می شود؛ بهبود دائم جزئیات کوچک و تنظیمات.
در نیمه دهه اول قرن 21، برنامه آزمایش معمول فرمول یک تبدیل به یکی از وظایف اصلی نیروی انسانی و لجستیک شد. بسیاری از تیم ها از چندین راننده آزمایشی استفاده می کنند تا از باری که بر روی دوش رانندگان مسابقه است بکاهند. هئیت حاکم مسابقات فرمول یک، با آگاهی از هزینه های رو به رشد و سنگین تیم ها که به طور تغییر ناپذیری به بهبودهایی می انجامد که برای طرافداران ناپیدا و بی معنی می باشد، ممنوعیت های آزمایش سخت و رو به افزایشی را تحمیل کرده است.
اصلاح قوانین در سال 2008، تنها 30.000 کیلومتر مسافت آزمایش در هر فصل را برای هر سازنده مجاز دانست، که بخش اعظم آن در زمان آزمایش های چند تیمی (معمولاً سه روز به طول می انجامد) و در پیست های مسابقه مورد تأیید فدراسیون بین المللی اتومبیلرانی در سراسر اروپا انجام می شود، که در آن هر تیمی می تواند بخشی از هزینه ها را تقبل کرده و اتومبیل های خود را وارد آزمایش کند. به علاوه تیم ها جلسات در بسته ای را برقرار می کنند که در آن می توانند تجهیزات و نوآوری های مخفی آینده خود را به قضاوت بگذارند.
در سال 2009، مسافت مجاز آزمایش به 15.000 کیلومتر تقلیل یافت و آزمایش های در طول فصل نیز ممنوع شدند. به این ترتیب تیم ها تنها در ماه های فوریه و مارس پیش از آغاز فصل مسابقات، فرصت کافی برای آزمایش های خود دارند. این امر موجب شد تا سه ساعت تمرین روز جمعه پیش از مسابقه گراندپری تبدیل به زمان بسیار ارزشمندی شود، چرا که تنها فرصت واقعی تیم ها برای آزمایش پیشرفت های در طول فصل خود بر روی پیست می باشد.
-
استارت مسابقه
استارت مسابقه گراندپری یکی از هیجان انگیزترین لحظات در تمامی ورزش ها می باشد. مبارزه ای بی امان برای کسب سریع ترین امتیاز در شبکه ای مملو از اتومبیل های پرقدرت، و رانندگان با مهارت، که همگی در تلاش هستند تا زودتر به پیچ اول برسند.
این امر البته بسیار منطقی است، چرا که استارت هر مسابقه ای یکی از بهترین فرصت ها برای بهبود موقعیت است، و البته در پیست هایی چون موناکو، یکی از معدود فرصت ها برای سبقت گرفتن می باشد. یک استارت خوب می تواند نتیجه مسابقه راننده را به پیروزی بدل کند؛ و یک استارت بد هم می تواند به شکست ختم شود.
رانندگان برای آغاز یک مسابقه، با تجسم تصویر استارتی که می خواهند آغاز کنند به آماده سازی خود می پردازند و عوامل گوناگونی چون موقعیت در خط آغاز و شرایط پیست را در نظر می آورند. اعضای تیم نیز به طور معمول تلاش می کنند تا رانندگان را در خط شروع، از توجه و مزاحمت رسانه ها محفوظ بدارند، چرا که این امر ممکن است در تمرکز رانندگان خلل ایجاد کند. در این زمان قبل از مسابقه، در حالی که اتومبیل ها در حال استقرار در محل های خود هستند و آخرین تغییرات قانونی به اجرا گذاشته می شوند، شبکه خط آغاز مسابقه معمولاً پر هرج و مرج به نظر می آید، در حالی که تمامی مکانیک ها، اعضای تیم ها و حتی رسانه ها بر اساس برنامه ای بسیار دقیق عمل می کنند.
زمانی که موتور یک اتومبیل فرمول یک آغاز به کار می کند، باید سریعاَ حرکت اتومبیل آغاز شود. این موتورها برای کار در سرعت بالا طراحی و ساخته شده اند (چرا که برای خنک شدن، نیاز به جریان هوای کافی دارند)، در حالی که اتومبیل های فرمول یک جدید فضای کمی برای جذب جریان هوا در حالت توقف دارند – و گرمای حاصل از موتور در حال کار در این زمان، فشار زیادی بر روی قطعات مکانیکی اتومبیل وارد می آورد، به خصوص در مسابقاتی که در هوای گرم برگزار می شود. پس از خروج مکانیک ها از شبکه خط شروع، اتومبیل ها با دریافت علامت قانونی، دور اول را برای صف آرایی آغاز می کنند.
راننده ای که در صدر رده بندی قرار دارد، آزمایش چالش برانگیزی را پیش رو دارد و باید با دقت آهنگ حرکت دور صف آرایی را کنترل نماید، چرا که در این دور، فرصت دارد تایرهای اتومبیل خود را گرم کند (با شتاب گیری سریع، ترمز و گرفتن پیچ ها) و البته باید دقت کند که این دور را با سرعت زیادی طی نکند تا با رسیدن به خط آغاز، ناچار باشد مدت زیادی را در انتظار سایر اتومبیل های پشتی برای استقرار در موقعیت های خود بگذراند – چرا که این امر به اتومبیل آسیب می رساند.
پس از استقرار و توقف تمامی اتومبیل ها در خط آغاز، و قرار گرفتن خودروی مسابقه و خودروهای امداد پزشکی در عقب همه اتومبیل ها، کنترل کننده مسابقه مسوولیت شمارش معکوس برای استارت را در دست دارد. امروزه دیگر برای اعلام استارت مسابقه از چراغ های سبز رنگ استفاده نمی شود، و به جای آن پس از خاموش شدن چراغ های قرمز رنگ (یک زمان تأخیر بین 4 تا 14 ثانیه از قبل مقرر شده است – که در اختیار کنترل کننده مسابقه نیز نمی باشد – و در طی آن چراغ ها روشن شده و سپس به تدریج آخرین چراغ خاموش می شود) مسابقه آغاز می شود.
رانندگان زمانی که به سرعت به سمت پیچ اول حرکت می کنند، بر اساس اینکه چقدر استارت خوبی داشته اند، استراتژی خود را برای رانندگی تهاجمی یا دفاعی تعیین می کنند. در این زمان شرایط متناقضی برای رانندگان پدید می آید، چرا که از یک سو به دنبال کسب موقعیت بهتر هستند، و از سویی دیگر باید از موقعیت جاری خود دفاع کنند. در زمان استارت مسابقه، رقابت بسیار نزدیکی وجود دارد و به شکل غیر معمولی، شاهد حضور شانه به شانه چهار یا حتی پنج اتومبیل در عرض پیست می باشیم. با نزدیک شدن اولین گروه اتومبیل ها به پیچ نخست، که احتمالاً از چسبندگی نسبتاً پایینی نیز برخوردار است، شرایط برای رانندگان چالش انگیزتر می شود.
تنها تا چند فصل پیش، احتمال تصادفات در پیچ اول قابل توجه بود، اما خوشبختانه با استانداردهای بالای حرفه ای رانندگان امروزی و اراده فدراسیون بین المللی اتومبیلرانی در تدوین قوانین سخت انضباطی برای حالات خطرآفرین، این احتمال به شکل چشمگیری کاهش یافته است.
