Makinat e Formula 1 - gjithçka që duhet të dini rreth tyre
Përmbajtje
Makinat e Formula 1 janë mishërimi fizik i përparimeve më të fundit në industrinë e automobilave. Shikimi i garave siguron dozën e duhur të eksitimit në vetvete, por tifozët e vërtetë e dinë se gjërat më të rëndësishme ndodhin jashtë pista. Inovacioni, testimi, lufta inxhinierike për ta bërë makinën edhe 1 km/h më të shpejtë.
E gjithë kjo do të thotë se garat janë vetëm një pjesë e vogël e asaj që është Formula 1.
Dhe ti? A keni menduar ndonjëherë se si ndërtohet një makinë Formula 1? Cilat janë karakteristikat e tij dhe pse arrin një shpejtësi kaq të jashtëzakonshme? Nëse po, atëherë ju keni ardhur në vendin e duhur.
Do të mësoni për gjithçka nga artikulli.
Makina e Formula 1 - elementet bazë strukturore
Formula 1 është ndërtuar rreth disa elementeve kryesore. Le të shqyrtojmë secilën prej tyre veç e veç.
Monokok dhe shasi
Dizajnerët e makinës i përshtatin të gjitha elementet në pjesën e saj kryesore - shasinë, elementi qendror i së cilës është i ashtuquajturi monokok. Nëse një makinë e Formula 1 do të kishte një zemër, ajo do të ishte këtu.
Monokoku peshon afërsisht 35 kg dhe kryen një nga detyrat më të rëndësishme - të mbrojë shëndetin dhe jetën e shoferit. Prandaj, projektuesit bëjnë çdo përpjekje për t'i bërë ballë edhe përplasjeve kritike.
Gjithashtu në këtë zonë të makinës ka një rezervuar karburanti dhe një bateri.
Megjithatë, monokoku është në zemër të makinës për një arsye tjetër. Pikërisht aty projektuesit mbledhin elementët bazë të makinës, siç janë:
- njësia e drejtimit,
- kutitë e shpejtësisë,
- zonat standarde të bluarjes,
- pezullimi i përparmë).
Tani le të kalojmë te pyetjet kryesore: nga çfarë përbëhet një monokok? Si punon?
Baza është një kornizë alumini, d.m.th. rrjetë, në formë pak më ndryshe nga huall mjalti. Më pas, projektuesit e veshin këtë kornizë me të paktën 60 shtresa fibër karboni fleksibël.
Ky është vetëm fillimi i punës, sepse më pas monokoku kalon përmes petëzimit (600 herë!), thithjes së ajrit në vakum (30 herë) dhe pjekjes përfundimtare në furrë speciale - autoklavë (10 herë).
Për më tepër, projektuesit i kushtojnë vëmendje të madhe zonave anësore të thërrmimit. Në këto vende, makina e Formula 1 është veçanërisht e ndjeshme ndaj përplasjeve dhe aksidenteve të ndryshme, dhe për këtë arsye kërkon mbrojtje shtesë. Është ende në nivel monokok dhe përmban një shtresë shtesë prej 6 mm fibër karboni dhe najloni.
Materiali i dytë mund të gjendet edhe në armaturën e trupit. Ka veti thithëse të forcës kinetike, kështu që është gjithashtu i shkëlqyeshëm për Formulën 1. Gjendet edhe gjetkë në makinë (për shembull, në mbështetësen e kokës që mbron kokën e shoferit).
pult
Ashtu si monokoku është pjesa qendrore e të gjithë makinës, kabina është qendra e monokokut. Sigurisht, ky është edhe vendi nga ku shoferi drejton mjetin. Prandaj, ka tre gjëra në kabinë:
- kolltuk,
- timoni,
- pedale.
Një tipar tjetër i rëndësishëm i këtij elementi është ngushtësia. Në krye, kabina është 52 cm e gjerë - aq sa për t'u futur nën krahët e shoferit. Megjithatë, sa më i ulët të jetë, aq më i ngushtë është. Në lartësinë e këmbës, kabina e kabinës është vetëm 32 cm e gjerë.
Pse një projekt i tillë?
Për dy arsye shumë të rëndësishme. Para së gjithash, kabina e ngushtë i siguron shoferit shumë më tepër siguri dhe mbrojtje nga mbingarkesat. Së dyti, e bën makinën më aerodinamike dhe e shpërndan peshën më mirë.
Së fundi, duhet shtuar se makina F1 është praktikisht e prirur për të drejtuar. Shoferi ulet në një pjerrësi me këmbët më të larta se ijet.
Timon
Nëse mendoni se timoni i Formula 1 nuk është shumë i ndryshëm nga timoni i një makine standarde, e keni gabim. Nuk ka të bëjë vetëm me formën, por edhe me butonat e funksionit dhe gjëra të tjera të rëndësishme.
Para së gjithash, projektuesit krijojnë një timon individualisht për një shofer specifik. Ata marrin një gips të duarve të tij të shtrënguara dhe më pas mbi këtë bazë dhe duke marrë parasysh sugjerimet e shoferit të garës, përgatitin produktin përfundimtar.
Në pamje, timoni i një makine i ngjan një versioni disi të thjeshtuar të një pulti avioni. Kjo për shkak se ka shumë butona dhe pulla që shoferi i përdor për të kontrolluar funksione të ndryshme të automjetit. Përveç kësaj, në pjesën qendrore të tij ka një ekran LED, dhe në anët ka doreza, të cilat sigurisht nuk mund të mungonin.
Është interesante se edhe pjesa e pasme e timonit është funksionale. Më shpesh, ndërruesit e tufës dhe të vozit vendosen këtu, por disa drejtues e përdorin këtë hapësirë edhe për butonat e funksioneve shtesë.
aureolë
Kjo është një shpikje relativisht e re në Formula 1 pasi u shfaq vetëm në vitin 2018. Çfarë? Sistemi Halo është përgjegjës për mbrojtjen e kokës së shoferit në një aksident. Peshon afërsisht 7 kg dhe përbëhet nga dy pjesë:
- një kornizë titani që rrethon kokën e kalorësit;
- një detaj shtesë që mbështet të gjithë strukturën.
Ndërsa përshkrimi nuk është mbresëlënës, Halo është në të vërtetë jashtëzakonisht i besueshëm. Mund të përballojë presionin deri në 12 tonë. Për ilustrim, kjo është e njëjta peshë për një autobus e gjysmë (në varësi të llojit).
Makinat e Formula 1 - Elementet e drejtimit
Ju tashmë i dini blloqet bazë të ndërtimit të një makine. Tani është koha për të eksploruar temën e komponentëve të punës, përkatësisht:
- varëse,
- Goma
- frenat.
Le të shqyrtojmë secilën prej tyre veç e veç.
Подвеска
Në një makinë të Formula 1, kërkesat e pezullimit janë paksa të ndryshme nga ato të makinave në rrugët normale. Para së gjithash, nuk është krijuar për të ofruar komoditet në drejtimin e automjetit. Në vend të kësaj, supozohet të bëjë:
- makina ishte e parashikueshme
- puna e gomave ishte e përshtatshme,
- aerodinamika ishte e nivelit të lartë (ne do të flasim për aerodinamikën më vonë në artikull).
Për më tepër, qëndrueshmëria është një veçori e rëndësishme e pezullimit F1. Kjo për faktin se gjatë lëvizjes ata janë të ekspozuar ndaj forcave të mëdha që duhet t'i kapërcejnë.
Ekzistojnë tre lloje kryesore të përbërësve të pezullimit:
- të brendshme (përfshirë susta, amortizues, stabilizues);
- të jashtëm (përfshirë boshtet, kushinetat, mbështetësit e rrotave);
- aerodinamike (krahët rrotullues dhe pajisje drejtuese) - ato janë paksa të ndryshme nga ato të mëparshme, sepse përveç funksionit mekanik krijojnë presion.
Në thelb, dy materiale përdoren për prodhimin e pezullimit: metal për komponentët e brendshëm dhe fibër karboni për komponentët e jashtëm. Në këtë mënyrë, dizajnerët rrisin qëndrueshmërinë e gjithçkaje.
Pezullimi në F1 është një temë mjaft e ndërlikuar, sepse për shkak të rrezikut të lartë të thyerjes, duhet të përmbushë standardet strikte të FIA-s. Megjithatë, ne nuk do të ndalemi në to në detaje këtu.
Шины
Kemi ardhur te një nga problemet më të thjeshta në garat e Formula 1 - gomat. Kjo është një temë mjaft e gjerë, edhe nëse fokusohemi vetëm në çështjet më të rëndësishme.
Merrni, për shembull, sezonin 2020. Organizatorët kishin 5 lloje gomash për pista të thata dhe 2 për pista të lagura. Qfare eshte dallimi? Epo, gomat e pistave të thata nuk kanë shkel (emri tjetër i tyre është slicks). Në varësi të përzierjes, prodhuesi i etiketon me simbole nga C1 (më e vështira) deri në C5 (më e buta).
Më vonë, furnizuesi zyrtar i gomave Pirelli do të përzgjedhë 5 lloje nga grupi i disponueshëm i 3 komponimeve, të cilat do të jenë në dispozicion të ekipeve gjatë garës. I shënon me ngjyrat e mëposhtme:
- e kuqe (e butë),
- e verdhë (e mesme),
- e bardhë (e fortë).
Nga fizika dihet se sa më e butë të jetë përzierja, aq më i mirë është ngjitja. Kjo është veçanërisht e rëndësishme kur kthen kthesat pasi lejon shoferin të lëvizë më shpejt. Nga ana tjetër, përfitimi i një gome më të fortë është qëndrueshmëria, që do të thotë se makina nuk duhet të zbresë në kuti aq shpejt.
Kur bëhet fjalë për gomat e lagura, dy llojet e gomave të disponueshme ndryshojnë kryesisht në kapacitetin e tyre të kullimit. Kanë ngjyra:
- jeshile (me shi të lehtë) - konsumi deri në 30 l / s në 300 km / orë;
- blu (për shi të dendur) – konsumi deri në 65 l/s me 300 km/h.
Ekzistojnë gjithashtu kërkesa të caktuara për përdorimin e gomave. Nëse, për shembull, një shofer kalon në raundin e tretë kualifikues (Q3), ai duhet të nisë me gomat me kohën më të mirë në raundin e mëparshëm (Q2). Një kërkesë tjetër është që çdo ekip duhet të përdorë të paktën 2 komponime gomash për garë.
Megjithatë, këto kushte vlejnë vetëm për gomat e pistave të thata. Ata nuk punojnë kur bie shi.
Frenat
Në shpejtësi marramendëse, kërkohen gjithashtu sisteme frenimi me forcën e duhur. Sa i madh është? Aq sa shtypja e pedalit të frenave shkakton mbingarkesa deri në 5G.
Përveç kësaj, makinat përdorin disqe frenash karboni, që është një tjetër ndryshim nga makinat tradicionale. Disqet e bëra nga ky material janë shumë më pak të qëndrueshëm (mjaftueshëm për rreth 800 km), por edhe më të lehta (pesha rreth 1,2 kg).
Karakteristika e tyre shtesë, por jo më pak e rëndësishme janë 1400 vrima ventilimi, të cilat janë të nevojshme sepse largojnë temperaturat kritike. Kur frenohen nga rrotat, ato mund të arrijnë deri në 1000 ° C.
Formula 1 - motori dhe karakteristikat e tij
Është koha për atë që tigrat duan më shumë, motorin e Formula 1. Le të shohim se nga çfarë përbëhet dhe si funksionon.
Epo, prej disa vitesh, makinat janë të fuqizuara nga motorë hibrid 6-litërsh V1,6 turbocharged. Ato përbëhen nga disa pjesë kryesore:
- motor me djegie të brendshme,
- dy motorë elektrikë (MGU-K dhe MGU-X),
- turbongarkuesit,
- bateri.
Sa kuaj ka Formula 1?
Zhvendosja është e vogël, por mos u mashtroni nga kjo. Makina arrin një fuqi prej rreth 1000 kf. Motori me djegie të brendshme me turbongarkues prodhon 700 kuaj fuqi, me 300 kuaj fuqi shtesë. gjenerohet nga dy sisteme elektrike.
E gjithë kjo ndodhet menjëherë pas monokokut dhe, përveç rolit të dukshëm të makinës, është edhe një pjesë konstruktive. Në kuptimin që mekanikët bashkojnë pezullimin e pasmë, rrotat dhe kutinë e marsheve në motor.
Elementi i fundit i rëndësishëm pa të cilin njësia e energjisë nuk mund të bënte janë radiatorët. Ka tre prej tyre në makinë: dy të mëdha në anët dhe një më i vogël menjëherë pas shoferit.
Djegje
Ndërsa madhësia e një motori të Formula 1 është e pavëmendshme, konsumi i karburantit është një çështje krejtësisht tjetër. Makinat djegin rreth 40 l/100 km këto ditë. Për laikin, kjo shifër duket e madhe, por në krahasim me rezultatet historike, është mjaft modeste. Makinat e para të Formula 1 konsumuan edhe 190 l / 100 km!
Rënia e këtij rezultati të turpshëm është pjesërisht për shkak të zhvillimit të teknologjisë, dhe pjesërisht për shkak të kufizimeve.
Rregullat e FIA-s thonë se një makinë F1 mund të konsumojë maksimum 145 litra karburant në një garë. Një kuriozitet shtesë është fakti se nga viti 2020, çdo makinë do të ketë dy matës të rrjedhës që monitorojnë sasinë e karburantit.
Ferrari kontribuoi pjesërisht. Raportohet se Formula 1 e kësaj skuadre ka përdorur zona gri dhe ka anashkaluar kufizimet.
Në fund do të përmendim rezervuarin e karburantit, sepse ai ndryshon nga ai standard. Cilin? Para së gjithash, materiali. Prodhuesi e bën tankin sikur ta bënte për industrinë ushtarake. Ky është një tjetër faktor sigurie pasi rrjedhjet janë mbajtur në minimum.
Transmetim
Tema e drejtimit është e lidhur ngushtë me kutinë e marsheve. Teknologjia e saj ndryshoi në të njëjtën kohë kur F1 filloi të përdorte motorë hibridë.
Çfarë është tipike për të?
Ky është një 8-shpejtësi, gjysmë automatik dhe sekuencial. Përveç kësaj, ajo ka nivelin më të lartë të zhvillimit në botë. Shoferi ndërron marshin në milisekonda! Për krahasim, i njëjti operacion zgjat të paktën disa sekonda për pronarët më të shpejtë të makinave të zakonshme.
Nëse jeni në këtë temë, me siguri keni dëgjuar thënien se nuk ka marsh mbrapa në makina. Kjo eshte e vertetë?
Jo
Çdo makinë F1 ka një ingranazh mbrapa. Për më tepër, prania e tij kërkohet në përputhje me rregullat e FIA-s.
Formula 1 - forcat g dhe aerodinamika
Ne kemi përmendur tashmë mbingarkesat e frenave, por do t'u kthehemi atyre me zhvillimin e temës së aerodinamikës.
Pyetja kryesore, e cila që në fillim do ta ndriçojë pak situatën, është parimi i montimit të makinës. Epo, e gjithë struktura funksionon si një krah i përmbysur avioni. Në kuptimin që në vend që të ngrenë makinën, të gjitha blloqet e ndërtimit krijojnë forcë të kundërt. Përveç kësaj, ata, natyrisht, minimizojnë rezistencën e ajrit gjatë lëvizjes.
Downforce është një parametër shumë i rëndësishëm në gara, sepse siguron të ashtuquajturën tërheqje aerodinamike, e cila e bën më të lehtë kalimin në kthesat. Sa më i madh të jetë, aq më shpejt shoferi do ta kalojë kthesën.
Dhe kur rritet shtytja aerodinamike? Kur shpejtësia rritet.
Në praktikë, nëse jeni duke vozitur me benzinë, do të jetë më e lehtë për ju të shkoni në kthesën sesa nëse do të ishit të kujdesshëm dhe të mbyteni. Duket kundërintuitive, por në shumicën e rasteve është. Me shpejtësi maksimale, forca e rënies arrin 2,5 tonë, gjë që redukton ndjeshëm rrezikun e rrëshqitjes dhe të papriturave të tjera gjatë kthesës.
Nga ana tjetër, aerodinamika e makinës ka një anë negative - elementët individualë krijojnë rezistencë, e cila ngadalësohet (veçanërisht në seksionet e drejta të pista).
Elementet kryesore të projektimit aerodinamik
Ndërsa dizajnerët punojnë shumë për ta mbajtur të gjithë makinën F1 në përputhje me aerodinamikën bazë, disa elementë të dizajnit ekzistojnë vetëm për të krijuar forcë të kundërt. Bëhet fjalë për:
- krahu i përparmë - është i pari në kontakt me rrjedhën e ajrit, kështu që gjëja më e rëndësishme. I gjithë koncepti fillon me të, sepse ai organizon dhe shpërndan të gjithë rezistencën midis pjesës tjetër të makinës;
- elementet anësore - ata bëjnë punën më të vështirë, sepse mbledhin dhe organizojnë ajrin kaotik nga rrotat e përparme. Më pas i dërgojnë në hyrjet e ftohjes dhe në pjesën e pasme të makinës;
- Krahu i pasëm - Grumbullon avionët e ajrit nga elementët e mëparshëm dhe i përdor ato për të krijuar forcë poshtë në boshtin e pasmë. Përveç kësaj (në sajë të sistemit DRS) redukton zvarritjen në seksionet e drejta;
- dyshemeja dhe difuzori - i projektuar në mënyrë të tillë që të krijojë presion me ndihmën e ajrit që rrjedh nën makinë.
Zhvillimi i mendimit teknik dhe mbingarkesa
Aerodinamika gjithnjë e më e përmirësuar jo vetëm që rrit performancën e automjetit, por edhe stresin e shoferit. Nuk ka nevojë të jesh ekspert në fizikë për të ditur se sa më shpejt një makinë të kthehet në një qoshe, aq më e madhe është forca që vepron mbi të.
Është e njëjta gjë me personin që është ulur në makinë.
Në shinat me kthesat më të pjerrëta, forcat G arrijnë 6G. Është shumë? Imagjinoni sikur dikush të shtyp kokën me një forcë prej 50 kg dhe muskujt e qafës duhet ta përballojnë këtë. Kjo është ajo me të cilën përballen garuesit.
Siç mund ta shihni, mbingarkesa nuk mund të merret lehtë.
Ndryshimet po vijnë?
Ka shumë shenja se një revolucion në aerodinamikën e makinave do të ndodhë në vitet e ardhshme. Nga viti 2022, teknologjia e re do të shfaqet në pistat F1 duke përdorur efektin e thithjes në vend të presionit. Nëse kjo funksionon, dizajni i përmirësuar aerodinamik nuk është më i nevojshëm dhe pamja e makinave do të ndryshojë në mënyrë dramatike.
Por a do të jetë vërtet kështu? Koha do të tregojë.
Sa peshon Formula 1?
Ju tashmë i dini të gjitha pjesët më të rëndësishme të një makine dhe ndoshta dëshironi të dini se sa peshojnë ato së bashku. Sipas rregulloreve të fundit, pesha minimale e lejuar e mjetit është 752 kg (përfshirë shoferin).
Formula 1 - të dhëna teknike, d.m.th. përmbledhje
A ka një mënyrë më të mirë për të përmbledhur një artikull të makinës F1 sesa një përzgjedhje e të dhënave më të rëndësishme teknike? Në fund, ata e bëjnë të qartë se çfarë është në gjendje makina.
Këtu keni gjithçka që duhet të dini për një makinë F1:
- motor - hibrid V6 me turbocharged;
- kapaciteti - 1,6 l;
- fuqia e motorit - përafërsisht. 1000 kuaj fuqi;
- nxitimi në 100 km / orë - rreth 1,7 s;
- shpejtësia maksimale - varet.
Pse "kjo varet nga rrethanat"?
Sepse në rastin e parametrit të fundit kemi dy rezultate, të cilat i ka arritur Formula 1. Shpejtësia maksimale në të parin ka qenë 378 km/h. Ky rekord është vendosur në vitin 2016 në vijë të drejtë nga Valtteri Bottas.
Megjithatë, ka pasur edhe një provë tjetër në të cilën makina e drejtuar nga van der Merwe ka thyer barrierën e 400 km/orë.Për fat të keq, rekordi nuk u njoh pasi nuk u arrit në dy nxehtësi (nga kundër erës dhe kundër erës).
E përmbledhim artikullin me koston e një makine, sepse edhe ky është një kuriozitet interesant. Mrekullia e industrisë moderne të automobilave (përsa i përket pjesëve individuale) kushton pak më shumë se 13 milion dollarë. Megjithatë, mbani në mend se ky është çmimi duke përjashtuar koston e zhvillimit të teknologjisë dhe inovacioni ia vlen më shumë.
Shuma e shpenzuar për kërkime arrin shumë miliarda dollarë.
Përjetoni vetë makinat e Formula 1
Dëshironi të përjetoni se si është të ulesh në timonin e një makine dhe të ndjesh fuqinë e saj? Tani mund ta bësh!
Shikoni ofertën tonë për t'u bërë shofer F1:
https://go-racing.pl/jazda/361-zostan-kierowca-formuly-f1-szwecja.html
