فناوری و سرعت در «فرمول یک»

عمر مسابقه های اتومبیل رانی تقریبا به اندازه عمر خود اتومبیل است با همان ماشین های پرسروصدای اولیه, مزه گاز دادن, سرعت گرفتن و جا گذاشتن بقیه, زیر زبان آدمیزاد رفت «اتوموبیل» یا «ماشین», محصول مستقیم دانش و فناوری است برای همین شرکت کنندگان در مسابقات اتومبیل رانی همیشه بهترین مشتری تکنیک های جدید و ابزارهای پیشرفته در حوزه خودرو بوده اند

عمر مسابقه های اتومبیل رانی تقریبا به اندازه عمر خود اتومبیل است. با همان ماشین های پرسروصدای اولیه، مزه گاز دادن، سرعت گرفتن و جا گذاشتن بقیه، زیر زبان آدمیزاد رفت. «اتوموبیل» یا «ماشین»، محصول مستقیم دانش و فناوری است برای همین شرکت کنندگان در مسابقات اتومبیل رانی همیشه بهترین مشتری تکنیک های جدید و ابزارهای پیشرفته در حوزه خودرو بوده اند.

در این مطلب در صددیم تا نگاهی به بخشی از فناوری های به کار رفته در آخرین نسل ماشین های مسابقه می اندازیم; کورس هایی که در رقابت های فرمول یک،با سرعت هایی بیشتر از ۳۵۰ کیلومتر در ساعت، ده ها میلیون نفر را در سراسر کره خاکی هیجان زده می کنند.

موتور اتومبیل های فرمول یک، شاهکارهای مهندسی جدید هستند. این موتورها حدود ۵ هزار قطعه دارند که ۱۵۰۰ تای آن ها متحرک هستند. هر بار سرهم کردن این قطعات،۲ هفته وقت می خواهد. طبق آخرین مقررات، موتورهای فرمول یک باید چهارزمانه باشند و حداکثر می توانند ۲۴۰۰ سی سی حجم و ۸ سیلندر داشته باشند. با این محدودیت ها، موتورسازان توانسته اند موتورهایی با قدرت بیشتر از ۷۰۰ اسب بخار و دورموتور بالاتر از ۱۹ هزار دور در دقیقه بسازند.

وزن این موتورها معمولا کمتر از ۱۰۰ کیلوگرم است. در اتومبیل های معمولی، موتوری با همین حجم معمولا حدود ۱۵۰ اسب بخار قدرت و حداکثر دورموتوری معادل ۶ هزار دور در دقیقه دارد. البته چون هدف اصلی موتورهای F ۱ به دست آوردن حداکثر سرعت است، مصرف آن ها به ۶۰ لیتر در هر ۱۰۰ کیلومتر هم می رسد; در حالی که اتومبیل های معمولی کمتر از ۱۰ لیتر در هر ۱۰۰ کیلومتر می سوزانند.

● شاسی و جعبه دنده

اما فقط تولید قدرت مهم نیست، انتقال درست نیرو به چرخ ها هم مسئله بسیار مهمی است. «جعبه دنده» یکی از پیچیده ترین اجزای اتومبیل های F ۱ محسوب می شود. بیش از ۲۰۰ سنسور وضعیت موتور را می سنجند و با استفاده از ابزارهای کمکی، بهترین زمان برای تغییر دنده را برای راننده مشخص می کنند. راننده، دنده را با دست و توسط پدالی که پشت فرمان نصب شده عوض می کند.

تغییر دنده در داخل جعبه دنده در زمانی معادل دوصدم ثانیه انجام می شود. بدون فیبرکربن، تصور بسیاری از پیشرفت های اساسی در وسایل حمل و نقل امروزی ممکن نبود. این ماده ۴ بار محکم تر از فولاد اما ۳ بار سبک تر از آن است. از دهه هشتاد میلادی، در ساخت قطعات مختلف ماشین های مسابقه ای هم به حد زیادی از فیبرکربن استفاده می شود.

«شاسی»، اولین قسمتی است که در اتومبیل های F ۱ ساخته می شود. جنس آن از فیبرکربن است و چون طبق قوانین نباید در عملکرد آیرودینامیک اتومبیل تاثیر داشته باشد، کف آن صاف است. این قطعه با وزنی حدود ۳۰ کیلوگرم، باید بتواند فشارهای سنگین و متناوبی را تحمل کند، در عین حال، چون راننده عملا در داخل شاسی می نشیند، قسمت عمده ای از ایمنی راننده به استقامت آن بستگی دارد.

● بدنه

فرق ماشین های معمولی با ماشین های مسابقه فقط در ضعیف تر بودن موتورشان نیست; آیرودینامیک، نقش اساسی در رسیدن به سرعت های بیشتر از ۳۵۰ کیلومتر در ساعت دارد. جریان هوایی که در زیر بدنه ماشین در سرعت های بالا ایجاد می شود، به حدی قوی است که می تواند اتومبیل را به هوا پرتاب کند، برای همین، بدنه اتومبیل های فرمول یک را شبیه بال هواپیما طراحی می کنند; البته به صورت برعکس. برخلاف هواپیما، شکل بدنه ماشین های F۱ هوا را به بالا و اتومبیل را به پایین می راند و باعث چسبیدن اتومبیل به زمین در سرعت های بالا و در پیچ ها می شود. این طراحی به حدی موثر و کارآمد است که براساس محاسبات، یک اتومبیل فرمول یک می تواند در سرعت های بالا به طور معکوس و روی سقف یک تونل بدون آنکه به زمین بیفتد، حرکت کند. نقش دیگر بدنه، راندن بخشی از هوا به سمت رادیاتورهای اتومبیل جهت خنک کردن موتور و سیستم های هیدرولیک است.

● سیستم تعلیق (فنربندی)

«سیستم تعلیق» در ماشین های مسابقه، نقش بسیار مهمی دارد و مثل ماشین های عادی، کار این سیستم ثابت نگه داشتن فاصله کف اتومبیل با زمین و جذب ارتعاشات است. سیستم تعلیق پیچیده و سفت اتومبیل های F ۱ تفاوت زیادی با فنربندی ماشین های عادی دارد; در حالی که فنربندی یک ماشین معمولی، محدوده حرکتی حدود ۳۰ سانتیمتر دارد، در اتومبیل فرمول یک، این محدوده حرکت به ۳ سانتیمتر در چرخ های جلو و ۶ سانتیمتر در چرخ های عقب کاهش می یابد.

اصولا برخلاف اتومبیل های عادی، قرار نیست که سیستم تعلیق در اتومبیل های فرمول یک، اسباب راحتی راننده را فراهم کند. این سیستم، قابل تنظیم است و مثلا در هوای بارانی، راننده می تواند امکان انعطاف بیشتری به سیستم بدهد.

● لاستیک ها

لاستیک ها بیشتر از هر عامل دیگری در سرعت اتومبیل های فرمول یک موثر هستند. روی هر لاستیک چهار شیار وجود دارد که باعث کنترل بهتر سرعت می شوند. لاستیک ها بر روی رینگ های سبک آلومینیومی سوار شده و فقط با یک مهره به بدنه ماشین متصل می شوند. در حالی که لاستیک اتومبیل های معمولی بیشتر از چند ۱۰ هزار کیلومتر کار می کند، لاستیک اتومبیل F ۱ طوری ساخته می شود که معمولا بین ۸۰ تا ۲۰۰ کیلومتر کار می کند.

برای همین است که در طول یک مسابقه چندبار باید لاستیک های یک ماشین را عوض کرد. این لاستیک ها برای مسابقه باید حرارتی بین ۸۰ تا ۱۰۰ درجه سانتی گراد داشته باشند، به همین دلیل، پیش از شروع مسابقه، درجه حرارت آن ها را با روش هایی مثل پتوهای برقی مخصوص در حدود ۹۰ درجه نگه می دارند.

● ترمز

یک اتومبیل فرمول یک با سرعت ۳۰۰ کیلومتر بر ساعت، فقط در ۴ ثانیه به طور کامل متوقف می شود. (توجه دارید که در این مدت، شتابی بیشتر از ۵ برابر شتاب جاذبه به ماشین و راننده وارد می شود!) برای رسیدن به چنین قابلیتی به یک سیستم ترمز بسیار قوی احتیاج است. به طور کلی، سیستم ترمز اتومبیل های F ۱ شبیه سیستم ترمز دیسکی اتومبیل های معمولی است; با این تفاوت که از فیبرکربن ساخته شده اند تا بتوانند حرارتی تا یک هزار درجه سانتی گراد را تحمل کنند. عمر این دیسک های ترمز که ساخت هر کدام از آن ها تا پنج ماه وقت می گیرد، فقط در حدود ۸۰۰ کیلومتر است.

● فرمان

فرمان یک اتومبیل F ۱ وسیله الکترونیکی پیچیده ای است که کارهای بیشتری از صرف تعیین جهت حرکت اتومبیل انجام می دهد و راننده با استفاده از آن می تواند بیشتر تنظیمات ماشین را کنترل کند; مثلا دنده را خلاص، خاصیت محدودیت سرعت را فعال، نسبت ترکیب سوخت و هوا را تنظیم و فشار ترمزهای عقب و جلو را میزان کند، صفحه نمایش روی فرمان هم تمام اطلاعات لازم را به راننده نشان می دهد. سیستم هیدرولیک اتومبیل های F ۱ هم بسیار پیچیده و حساس است; نیم دور چرخش فرمان برای تغییر جهت حرکت ماشین در یک پیچ ۹۰ درجه کافی است.

در هر تیم فرمول یک، یک مهندس مسئول فرمان اتومبیل است. فرمان فرمول یک را باید برای سوار و پیاده شدن راننده، از جای خودش بیرون آورد. ساخت هر کدام از این فرمان ها حدود چهل هزار دلار هزینه دارد و ۱۰۰ ساعت وقت می گیرد.

● نکات فرمول یکی

▪ «فرمول یک»، که به اختصار F ۱ نوشته می شود، مهم ترین مسابقات اتومبیل رانی دنیاست که زیر نظر و طبق مقررات فدراسیون بین المللی اتومبیل رانی (FIA ) برگزار می شود. منظور از کلمه «فرمول»، مجموعه ای از مقررات است که تمامی شرکت کنندگان و خودروها باید آن را رعایت کنند.

▪ هر فصل فرمول یک، که به جایزه بزرگ هم مشهور است، از مجموعه ای از مسابقات تشکیل شده که معمولا در پیست ها و در موارد کمی در جاده های بسته شهری انجام می شوند. (فصل ۲۰۰۷ شامل ۱۷ دور بود.)

▪ این مسابقات هر دوهفته یک بار و در کشورهای مختلف برگزار می شوند. در پایان هرفصل، نتایج تمامی مسابقات جمع بندی می شود تا ۲ قهرمان سال، یکی از بین رانندگان و یکی از میان تیم ها (شرکت های سازنده) مشخص شوند.

▪ قوانین این مسابقات هرچند سال یک بار تغییر می کند. قوانین فعلی مصوب سال ۲۰۰۶ هستند. اولین دوره رسمی فرمول یک در سال ۱۹۵۰م، برگزار شد. علاوه بر فرمول یک، مسابقات فرمول ۲ (با نام جدید فرمول ۳۰۰۰) و فرمول ۳ هم وجود دارند که به نوعی دسته پایین تر فرمول یک به حساب می آیند.

▪ اتومبیل رانی را می شود گران ترین ورزش دنیا بدانیم.

طبق گزارش های رسمی، یازده تیم حاضر در فرمول یک در سال ۲۰۰۶، ۹/۲ میلیارد دلار صرف این مسابقات کرده اند. البته از آن طرف، فرمول یک درآمدهای کلانی دارد که ادامه آن را امکان پذیر کرده; به عنوان مثال بدانید این مسابقات بعد از المپیک و جام جهانی فوتبال، پربیننده ترین جاذبه ورزشی در تلویزیون های دنیاست که در بیش از ۲۰۰ کشور حق پخش مستقیم دارد. خودتان حدس بزنید فقط درآمد حاصل از حق پخش این بازی ها چقدر می شود!