Formula 1 arabaları - onlar hakkında bilmeniz gereken her şey
Içerik
Formula 1 arabaları, otomotiv alanındaki en son başarıların fiziksel örneğidir. Yarışları izlemek başlı başına gerekli miktarda heyecan sağlar, ancak gerçek hayranlar en önemli şeylerin pist dışında gerçekleştiğini bilir. İnovasyon, testler ve mühendislik, arabayı 1 km/s hıza çıkarmak için çabalıyor.
Bütün bunlar, yarışların Formula 1'in yalnızca küçük bir parçası olduğu anlamına geliyor.
Ve sen? Bir Formula 1 aracının nasıl yapıldığını hiç merak ettiniz mi? Özellikleri nelerdir ve neden bu kadar büyük bir hıza ulaşıyor? Cevabınız evet ise o zaman doğru yere geldiniz.
Makaleden her şeyi öğreneceksiniz.
Formula 1 arabası - temel tasarım öğeleri
Formula 1 birkaç temel unsur etrafında inşa edilmiştir. Her birini ayrı ayrı ele alalım.
Monokok ve şasi
Arabanın tasarımcıları, tüm elemanları ana parçasına (merkezi elemanı monokok olarak adlandırılan şasi) yerleştirdi.Bir Formula 1 arabasının kalbi olsaydı, burada olurdu.
Monokok yaklaşık 35 kg ağırlığındadır ve sürücünün sağlığını ve yaşamını korumak için en önemli görevlerden birini yerine getirir. Bu nedenle tasarımcılar kritik çarpışmalara bile dayanmak için her türlü çabayı gösteriyor.
Ayrıca arabanın bu alanında yakıt deposu ve akü bulunmaktadır.
Ancak monokok başka bir nedenden dolayı otomobilin kalbinde yer alıyor. Tasarımcılar arabanın ana unsurlarını burada bir araya getiriyor:
- tahrik ünitesi,
- dişli kutuları,
- standart taşlama bölgeleri,
- Ön süspansiyon).
Şimdi ana sorulara geçelim: Monokok nelerden oluşur? O nasıl çalışır?
Taban alüminyum bir çerçevedir, yani. ağ, şekli hücresel olandan pek farklı değil. Tasarımcılar daha sonra bu çerçeveyi en az 60 kat esnek karbon fiberle kaplıyor.
Bu işin sadece başlangıcıdır, çünkü daha sonra monokok laminasyona (600 kez!), vakumda hava emilmesine (30 kez) ve özel bir fırında - otoklavda (10 kez) son sertleştirmeye tabi tutulur.
Ayrıca tasarımcılar yan buruşma bölgelerine büyük önem veriyor. Bu yerlerde bir Formula 1 arabası özellikle çarpışmalara ve çeşitli kazalara karşı hassastır ve bu nedenle ek koruma gerektirir. Hala monokok seviyesindedir ve 6 mm'lik ek bir karbon fiber ve naylon katmanı içerir.
İkinci malzeme aynı zamanda vücut zırhında da bulunabilir. Kinetik kuvvet emme özelliklerine sahiptir, bu nedenle Formula 1 için de harikadır. Ayrıca arabanın başka yerlerinde de bulunur (örneğin sürücünün kafasını koruyan koltuk başlığında).
Gösterge Paneli
Monokok nasıl tüm otomobilin en önemli parçasıysa, kabin de monokokun merkezidir. Tabii burası aynı zamanda sürücünün aracı kontrol ettiği yerdir. Bu nedenle kokpitte üç şey mevcuttur:
- koltuk,
- direksiyon,
- pedallar.
Bu elemanın bir diğer önemli özelliği de sıkılığıdır. Üst kısımda kabin 52 cm genişliğindedir; sürücünün kollarının altına sığacak kadar geniştir. Ancak ne kadar düşük olursa o kadar dar olur. Ayak yüksekliğinde kokpit genişliği yalnızca 32 cm'dir.
Neden böyle bir proje?
Çok önemli iki nedenden dolayı. Her şeyden önce sıkışık kabin, sürücüye çok daha fazla güvenlik ve aşırı yüklere karşı koruma sağlar. İkincisi, aracı daha aerodinamik hale getiriyor ve ağırlığı daha iyi dağıtıyor.
Son olarak, F1 aracının pratik olarak yatarak sürüldüğünü eklemekte fayda var. Sürücü, ayakları kalçasından daha yüksekte, belli bir açıyla oturuyor.
Direksiyon simidi
Formula 1 direksiyonunun standart otomobil direksiyonundan çok da farklı olmadığını düşünüyorsanız yanılıyorsunuz. Bu sadece şekille ilgili değil, aynı zamanda işlevsel düğmeler ve diğer önemli şeylerle de ilgili.
Her şeyden önce tasarımcılar belirli bir sürücü için ayrı ayrı bir direksiyon simidi oluşturur. Sıktığı ellerin kalıbını alıyorlar ve ardından buna dayanarak ve ralli sürücüsünün önerilerini de dikkate alarak son ürünü hazırlıyorlar.
Görünüşe göre, bir arabanın direksiyon simidi, bir uçak kontrol panelinin biraz basitleştirilmiş bir versiyonuna benziyor. Bunun nedeni, sürücünün otomobilin çeşitli işlevlerini kontrol etmek için kullandığı birçok düğme ve düğmenin bulunmasıdır. Ayrıca orta kısmında bir LED ekran var ve yanlarda elbette eksik olamayacak kulplar var.
İlginç bir şekilde direksiyon simidinin arka tarafı da işlevseldir. Burası çoğunlukla debriyaj ve direksiyondan kumandalı vites değiştiricilerin yerleştirildiği yerdir, ancak bazı sürücüler bu konumu ek işlev düğmeleri için de kullanır.
hale
Bu, yalnızca 1'de ortaya çıktığı için Formül 2018'de nispeten yeni bir buluştur. Ne oldu? Halo sistemi, bir kaza durumunda sürücünün kafasını korumaktan sorumludur. Yaklaşık 7 kg ağırlığındadır ve iki parçadan oluşur:
- sürücünün kafasını çevreleyen titanyum çerçeve;
- tüm yapıyı destekleyen ek bir parça.
Açıklama etkileyici olmasa da Halo aslında son derece güvenilirdir. 12 tona kadar basınca dayanabilir. Örnek vermek gerekirse, bu bir buçuk otobüs için aynı ağırlıktır (tipine bağlı olarak).
Formula 1 arabaları - sürüş elemanları
Bir otomobilin tasarımının temel unsurlarını zaten biliyorsunuz. Şimdi çalışma bileşenleri konusunu incelemenin zamanı geldi:
- kolye,
- otobüs
- frenler.
Her birini ayrı ayrı ele alalım.
Подвеска
Bir Formula 1 aracının süspansiyon gereksinimleri normal yollardaki araçlardan biraz farklıdır. Öncelikle konforlu bir sürüş deneyimi sağlayacak şekilde tasarlanmamıştır. Bunun yerine şunu yapması gerekiyor:
- araba tahmin edilebilirdi
- Lastik performansı uygundu,
- aerodinamik en üst seviyedeydi (aerodinamikten yazının ilerleyen kısımlarında bahsedeceğiz).
Ayrıca dayanıklılık F1 süspansiyonunun önemli bir özelliğidir. Bunun nedeni, hareket ederken üstesinden gelmeleri gereken çok büyük güçlere maruz kalmalarıdır.
Süspansiyon bileşenleri söz konusu olduğunda üç ana tip vardır:
- dahili (yaylar, amortisörler, stabilizatörler dahil);
- harici (akslar, rulmanlar, tekerlek destekleri dahil);
- aerodinamik (külbütör kolları ve direksiyon dişlisi) - bunlar öncekilerden biraz farklıdır çünkü mekanik fonksiyona ek olarak basınç yaratırlar.
Süspansiyonu yapmak için temel olarak iki malzeme kullanılır: iç bileşenler için metal ve dış bileşenler için karbon fiber. Bu sayede tasarımcılar her şeyin dayanıklılığını arttırıyor.
F1'de askıya alma oldukça karmaşık bir konu çünkü yüksek başarısızlık riski nedeniyle katı FIA standartlarını karşılaması gerekiyor. Ancak biz burada bunların üzerinde detaylı olarak durmayacağız.
Lastikler
Formula 1 yarışlarındaki en basit sorunlardan birine geliyoruz: lastikler. Sadece en önemli konulara odaklansak bile bu oldukça geniş bir konudur.
Örneğin 2020 sezonunu ele alalım. Organizatörlerin kuru pistler için 5, ıslak pistler için 2 tip lastiği vardı. Fark ne? Kuru pist lastiklerinin dişleri yoktur (bunların başka bir adı kaygandır). Karışıma bağlı olarak üretici bunları C1'den (en sert) C5'e (en yumuşak) kadar sembollerle etiketler.
Daha sonra resmi lastik tedarikçisi Pirelli, yarış sırasında takımların kullanımına sunulacak 5 hamurdan oluşan havuzdan 3 lastik tipi seçecek. Bunları aşağıdaki renklerle işaretler:
- kırmızı (yumuşak),
- sarı (orta),
- beyaz (sert).
Karışım ne kadar yumuşak olursa yapışmanın o kadar iyi olduğu fizikten bilinmektedir. Bu, sürücünün daha yüksek hızda seyahat etmesine olanak sağladığı için özellikle viraj alırken önemlidir. Öte yandan, daha sert bir lastiğin avantajı dayanıklılıktır, bu da otomobilin o kadar hızlı vitese geçmesi gerekmediği anlamına gelir.
Islak yol lastikleri söz konusu olduğunda, mevcut iki tip lastik öncelikle drenaj yetenekleri açısından farklılık gösterir. Renkleri var:
- yeşil (hafif yağmurda) – 30 km/saatte 300 l/s'ye kadar tüketim;
- mavi (şiddetli yağmur için) – 65 km/saatte 300 l/s'ye kadar tüketim.
Lastik kullanımında da belirli gereksinimler vardır. Örneğin, bir sürücü üçüncü eleme turuna (Q3) yükselirse, önceki turda (Q2) en iyi zamanla lastikle yarışa başlamalıdır. Diğer bir gereklilik ise her takımın yarış başına en az 2 lastik bileşiği kullanması gerektiğidir.
Ancak bu koşullar yalnızca kuru pist lastikleri için geçerlidir. Yağmur yağdığında çalışmıyorlar.
frenler
Aşırı hızlarda doğru miktarda kuvvete sahip fren sistemleri de gereklidir. Ne kadar büyük? Öyle ki fren pedalına basmak 5G’ye varan aşırı yüklenmelere neden oluyor.
Ayrıca otomobillerde geleneksel otomobillerden bir diğer fark olarak karbon fren diskleri kullanılıyor. Bu malzemeden yapılan diskler çok daha az dayanıklıdır (yaklaşık 800 km için yeterlidir), ancak aynı zamanda daha hafiftir (yaklaşık 1,2 kg ağırlık).
Bunların ilave fakat daha az önemli olmayan özelliği, kritik sıcaklıkları tahliye etmeleri için gerekli olan 1400 havalandırma deliğidir. Tekerleklerle frenlendiğinde 1000 °C’ye kadar sıcaklıklara ulaşabilirler.
Formula 1 - motor ve özellikleri
Sıra geldi kaplanların en çok sevdiği şey olan Formula 1 motorunun neyden yapıldığını ve nasıl çalıştığını görelim.
Birkaç yıldır otomobiller 6 litrelik V1,6 turboşarjlı hibrit motorlarla donatılıyor. Birkaç ana bölümden oluşurlar:
- İçten yanmalı motor,
- iki elektrik motoru (MGU-K ve MGU-X),
- turboşarjlar,
- pil.
Formula 1'de kaç at var?
Motor boyutu küçük ama bu sizi yanıltmasın. Sürücü yaklaşık 1000 hp güce ulaşıyor. Turboşarjlı içten yanmalı motor 700 hp ve ek olarak 300 hp güç üretiyor. iki elektrik sistemi tarafından üretilir.
Bütün bunlar monokokun hemen arkasında bulunur ve tahrikin bariz rolüne ek olarak aynı zamanda yapısal bir parçadır. Mekaniğin arka süspansiyonu, tekerlekleri ve vites kutusunu motora bağlaması anlamında.
Güç ünitesinin onsuz yapamayacağı son önemli unsur radyatörlerdir. Arabada üç tane var: yanlarda iki büyük ve sürücünün hemen arkasında bir küçük.
Yanma
Formula 1 motorunun boyutu göze çarpmasa da yakıt tüketimi tamamen başka bir konudur. Günümüzde arabalar 40L/100km civarında yakıt yakıyor. Ortalama bir insan için bu rakam çok büyük görünüyor, ancak tarihsel sonuçlarla karşılaştırıldığında oldukça mütevazı. Hatta ilk Formula 1 arabaları 190 l/100 km yakıt tüketiyordu!
Bu utanç verici sonucun azalması kısmen teknolojideki ilerlemelerden, kısmen de sınırlamalardan kaynaklanmaktadır.
FIA kuralları, bir F1 aracının tek bir yarışta maksimum 145 litre yakıt tüketebileceğini belirtiyor. Bir başka merak konusu da 2020'den itibaren her arabada yakıt miktarını kontrol eden iki akış ölçerin bulunacağı gerçeği.
Ferrari kısmen katkıda bulundu. Takımın Formula 1'in gri alanları istismar ettiği ve dolayısıyla kısıtlamaları aştığı bildirildi.
Son olarak yakıt deposundan bahsedeceğiz çünkü standart olandan farklı. Hangi? Her şeyden önce malzeme. Üretici, tankı sanki askeri sanayi için yapıyormuş gibi yapıyor. Sızıntılar minimumda tutulduğu için bu başka bir güvenlik faktörüdür.
dişli kutusu
Sürüş konusu şanzımanla yakından ilgilidir. F1'in hibrit motorları kullanmaya başlamasıyla aynı zamanda teknolojisi de değişti.
Onun özelliği nedir?
8 ileri, yarı otomatik ve sıralıdır. Ayrıca dünyanın en yüksek gelişmişlik seviyesine sahiptir. Sürücü milisaniyeler içinde vites değiştiriyor! Karşılaştırma yapmak gerekirse, aynı işlem en hızlı sıradan araç sahipleri için en az birkaç saniye sürer.
Eğer biliyorsanız, muhtemelen arabalarda geri vites bulunmadığını duymuşsunuzdur. Bu doğru?
Yapma
Her F1 sürücüsünün bir geri vitesi vardır. Üstelik FIA kurallarına göre onun orada bulunması gerekiyor.
Formula 1 - G kuvvetleri ve aerodinamik
Fren g kuvvetlerinden daha önce bahsetmiştik ancak aerodinamik konusu geliştikçe bunlara geri döneceğiz.
En başından itibaren durumu biraz aydınlatacak asıl soru, arabanın montaj prensibidir. Bütün yapı ters çevrilmiş bir uçak kanadı gibi çalışıyor. Bu anlamda, arabayı kaldırmak yerine tüm yapı taşları yere basma kuvveti yaratıyor. Ayrıca elbette sürüş sırasında hava direncini de en aza indiriyorlar.
Yere basma kuvveti yarışlarda çok önemli bir parametredir çünkü aerodinamik itme kuvveti adı verilen ve viraj almayı kolaylaştıran şeyi sağlar. Ne kadar büyük olursa sürücü dönüşte o kadar hızlı gider.
Aerodinamik itme kuvveti ne zaman artar? Hız arttığında.
Pratikte, eğer arabayı gazla kullanırsanız, virajları alırken dikkatli olup gazı bırakmanıza göre daha kolay olursunuz. Bu mantığa aykırı gibi görünse de çoğu durumda doğrudur. Maksimum hızda bastırma kuvveti 2,5 tona ulaşır, bu da viraj alırken kayma ve diğer sürprizler riskini önemli ölçüde azaltır.
Öte yandan, bir arabanın aerodinamiğinin bir dezavantajı vardır; bireysel unsurlar sürtünme yaratır ve bu da sizi yavaşlatır (özellikle pistin düz kısımlarında).
Aerodinamik Tasarımın Temel Unsurları
Tasarımcılar tüm F1 aracının temel aerodinamiği takip etmesini sağlamak için çok çalışırken, bazı tasarım öğeleri yalnızca bastırma kuvveti oluşturmak için var. Hakkında:
- ön kanat hava akışıyla ilk temas eden kanattır, bu nedenle en önemli şeydir. Bütün konsept onunla başlıyor çünkü makinenin geri kalanı arasındaki tüm direnci organize ediyor ve dağıtıyor;
- Yan elemanlar - ön tekerleklerden gelen kaotik havayı toplayıp organize ettikleri için en zor işi yaparlar. Daha sonra bunları soğutma için giriş portlarına ve arabanın arkasına gönderiyorlar;
- Arka kanat - önceki elemanlardan hava enjektörlerini toplar ve bunları arka aksta bastırma kuvveti oluşturmak için kullanır. Ayrıca (DRS sistemi sayesinde) düz kısımlardaki direnci azaltır;
- zemin ve difüzör - arabanın altından akan havayı kullanarak basınç oluşturmak için tasarlanmıştır.
Teknik düşüncenin geliştirilmesi ve aşırı yüklenme
Giderek gelişen aerodinamik, yalnızca araç performansını artırmakla kalmıyor, aynı zamanda sürücülerin yaşadığı stresi de artırıyor. Bir araba viraja ne kadar hızlı dönerse, ona etki eden kuvvetin de o kadar büyük olacağını bilmek için fizik uzmanı olmaya gerek yok.
Aynı şey arabada oturan bir kişi için de geçerlidir.
En keskin dönüşlere sahip pistlerde aşırı yükler 6G'ye ulaşıyor. Bu çok fazla? Birinin başınıza 50 kg'lık bir kuvvetle baskı yaptığını ve boyun kaslarınızın bununla baş etmek zorunda kaldığını hayal edin. Yarışçıların karşılaştığı durum tam olarak budur.
Gördüğünüz gibi aşırı yük hafife alınacak bir şey değil.
Değişiklikler geliyor mu?
Önümüzdeki yıllarda otomobil aerodinamiğinde bir devrim olacağına dair pek çok işaret var. 2022'den itibaren F1 pistlerinde basınç yerine emme etkisi kullanan yeni teknoloji ortaya çıkacak. Çalışırsa gelişmiş aerodinamik tasarıma artık gerek kalmayacak ve arabaların görünümü çarpıcı biçimde değişecek.
Peki bu gerçekten böyle olacak mı? Zaman gösterecek.
Formula 1'in ağırlığı ne kadar?
Bir arabanın en önemli parçalarının tümünü zaten biliyorsunuz ve muhtemelen bunların toplam ağırlığının ne kadar olduğunu bilmek istiyorsunuz. En son düzenlemelere göre izin verilen minimum araç ağırlığı 752 kg'dır (sürücü dahil).
Formül 1 – teknik veriler, yani özet
Bir F1 aracıyla ilgili bir makaleyi, en önemli teknik verilerin bir derlemesinden daha iyi özetlemenin yolu var mı? Sonuçta makinenin neler yapabileceğini açıkça ortaya koyuyorlar.
F1 aracı hakkında bilmeniz gereken her şeyi özetleyelim:
- motor – turboşarjlı hibrit V6;
- kapasite – 1,6 l;
- motor gücü – yakl. 1000 hp;
- 100 km/saat hıza ulaşma – yaklaşık 1,7 saniye;
- maksimum hız - nasıl olduğuna bağlı olarak.
Neden “duruma göre değişir”?
Çünkü son parametrede Formula 1'in elde ettiği iki sonuç var: İlkinde maksimum hız 378 km/saatti.Bu rekor 2016 yılında Valtteri Bottas tarafından düzlükte kırılmıştı.
Ancak van der Merwe'nin kullandığı bir otomobilin 400 km/saat sınırını aştığı başka bir test daha vardı, ne yazık ki rekor iki koşuda (rüzgarlı ve rüzgara karşı) elde edilemediği için tanınmadı.
Yazıyı arabanın fiyatıyla özetleyelim çünkü bu da ilginç bir merak konusu. Modern otomobil üretimi mucizesinin (bireysel parçalar açısından) maliyeti 13 milyon doların biraz üzerindedir. Ancak bu fiyatın teknoloji geliştirme maliyetlerini hesaba katmadığını, en fazla inovasyon maliyetinin olduğunu unutmayın.
Araştırmaya harcanan miktar milyarlarca dolara ulaşıyor.
Formula 1 arabalarını kendiniz deneyimleyin
Bir arabanın direksiyonuna oturup gücünü hissetmenin nasıl bir şey olduğunu deneyimlemek ister misiniz? Artık bunu yapabilirsiniz!
Bir F1 yarışçısı olmanızı sağlayacak teklifimize göz atın:
https://go-racing.pl/jazda/361-zostan-kierowca-formuly-f1-szwecja.html
