گجت نیوز آخرین اخبار تکنولوژی، علم و خودرو 
در این مطلب به معرفی جذاب‌ترین نوآوری های خودروهای فرمول یک می‌پردازیم که آن‌ها را به سریع‌ترین ماشین‌های جهان تبدیل کرده‌اند.
خودروهای فرمول یک شاید از نظر حداکثر سرعت یا شتاب 0-100، سریع‌ترین‌های ماشین‌های جهان نباشند اما زمانی که به پارامترهای مثل هندلینگ یا داون فورس و درگ نگاه می‌کنیم، این عجبوبه‌های پیست‌های پیچ در پیچ هستند که خودنمایی خواهند کرد. این خودروها می‌توانند با سرعت بیش از 250 کیلومتر، پیچ‌های نسبتا تند پیست را رد کنند و رانندگان فقط با برداشتن پای خود از روی پدال گاز، خودرو را تا مرز ایستادن می‌برند. اما این موفقیت‌ها یک شبه به دست نیامده‌اند و حاصل مهندسی 70 ساله هستند. در ادامه به معرفی جذاب‌ترین نوآوری های خودروهای فرمول یک خواهیم پرداخت.
فهرست مطالب
بهترین تکنولوژی‌های استفاده شده در خودروهای فرمول یک
فرمان دو محوره (Dual Axis Steering)
تیم مرسدس بنز AMG پتروناس، در هشت سال گذشته به طور متوالی، برنده عنوان برترین سازنده خودرو فرمول یک بوده. پس قرار گرفتن اسم آن‌ها در لیست بهترین نوآوری های خودروهای فرمول یک، نباید شما را متعجب کند. سیستم فرمان دو محوره، از خلاقیت‌های بی‌نظیر مرسدس بود که برتری مطلق فصل 2020 را به آن‌ها هدیه داد. برای درک بهتر این تکنولوژی، ابتدا فیلم زیر را مشاهده کنید.
زمانی که خودروهای فرمول یک را بر روی جک می‌برید، زاویه چرخ‌ها به سمت داخل است و به نوعی کمبر منفی دارد. لوئیس همیلتون و والتری بوتاس می‌توانستد با فرمان دو محوره، علاوه بر چرخاندن فرمان خودرو W11، آن را به عقب و جلو هم متمایل کنند. رانندگان مرسدس با این کار، زاویه رو به داخل یا بیرون چرخ‌ها را تنظیم می‌کنند. این موضوع به شدت بر روی کم فرمانی (آندر استیر) یا بیش فرمانی (اور استیر)، تاثیر می‌گذاشت. لوئیس همیلتون با این تکنولوژی در فصل 2020 کاملا هماهنگ شده بود و می‌توانست قبل از پیچ‌ها با کشیدن فرمان به سمت خود، به چرخ‌ها زاویه منفی بدهد و بیشترین سطح تماس لاستیک و آسفالت را داشته باشد.
جالب است بدانید که این کشیدن و هل دادن فرمان به قدری کم و حساس بود که تیم‌های دیگر تا میانه‌های فصل، از وجود آن باخبر نبودند. البته با اتمام فصل 2020، FIA تصمیم گرفت که فناوری فرمان دو محوره یا همان DAS را حذف کند. این تغییر قوانین به علت برتری محسوس مرسدس و عدم توانایی دیگر تیم‌ها برای پیاده سازی چنین سیستمی بود. به عقیده فیا، دیگر تیم‌ها از عهده هزینه‌های ساخت و نگه‌داری DAS برنمی‌آمدند.
دیفیوزر دوگانه (Double diffuser)
تقریبا از سال 2009 به بعد بود که ظاهر این خودروها در راستای قوانین آیرودینامیک جدید، به کلی تغییر کرد. مهم‌ترین این تغییرات به طراحی بال‌های جلو و عقب مربوط می‌شدند. این قوانین به تیم‌ها اجازه می‌داد که با طراحی‌های نوآورانه و خلاقانه خود، گوی رقابت را بربایند. به این ترتیب بود که تیم‌هایی مثل تویوتا، ویلیامز و براون با چیزی به نام دیفیوزر دوگانه، در تست‌های پیش از شروع فصل حضور یافتند.
این فناوری با ایجاد یک حفره در قسمت پایینی خودرو، تمامی هوا را از سینی کف به سمت دیفیوزر دومی در پشت خودرو می‌فرستاد. این موضوع باعث می‌شود که داون فورس خودرو در قسمت عقبی تا دو برابر افزایش پیدا کند. همین طراحی به ظاهر ساده، برتری ویژه‌ای را به تیم هوندا اهدا کرد و جنسن باتن در 7 مسابقه ابتدایی آن فصل، تواسنت به روی سکو برود.
اگرچه تیم‌های دیگری که از دیفیوزر دوگانه استفاده می‌کردند، پس از مدت کوتاهی، برتری نسبی خود را از دست دادند اما این موضوع برای جنسن باتن و تیم براون (Brawn GP) صادق نبود و او توانست اولین قهرمانی جهان خود را در سال 2009 به لطف دیفیوزر دوگانه، به خانه خود یعنی بریتانیا ببرد.
داک اف (F-Duct)
قوانین ورزش فرمول یک، سال به سال عوض می‌شوند و این موضوع باعث می‌شود که تیم‌ها به خلاقیت روی بیاورند و یک تیم خاص، سلطه طولانی مدت نداشته باشد
سال 2009 با برتری کامل تیم براون همراه بود و مدیران فرمول یک تصمیم گرفتند که در فصل آینده، این برتری را از آن‌ها بگیرند؛ پس فناوری و طراحی دیفیوزر دوگانه از کتاب قوانین فرمول یک حذف شد. این موضوع، تیم‌ها را به نوآوری و خلاقیت مجدد مجبور کرد و در این بین، مک لارن بود که نبوغ و تجربه طولانی مدت مهندسی خود را نشان داد و «داک اف» را ساخت.
داک اف یا همان F-Duct به یک سوراخ کوچک در دماغه خودروها (دقیقا سمت چپ کاکپیت) گفته می‌شود که به صورت کاملا خنده دار، فقط با فشار پای راننده کار می‌کند.
ابتدا بیایید و با بخش‌های مختلف پیست فرمول یک آشنا شوید. این پیست‌ها به دو قسمت کفی و پیچ در پیچ تقسیم می‌شوند. از آن جایی که تمامی تنظیمات اعم از فشار ترمزها تا تعویض دنده و سفتی و نرمی سیستم تعلیق از طریق فرمان کنترل می‌شود، پاهای راننده فقط برای گاز دادن یا ترمز گرفتن استفاده می‌شوند.
می‌توان گفت که رانندگان در مسیرهای کفی، هیچ نیازی به پای چپ خود (پای مسئول ترمز گرفتن) نخواهند داشت. بنابراین جنسن باتن و لوئیس همیلتون که رانندگان مک لارن محسوب می‌شدند، می‌توانستند پای چپ خود را بر روی این سوراخ بگذارند و هوای وارد شده را مسدود کنند. این کار باعث می‌شد که هوا، مستقیما از زیر شاسی به بالای دیفیوزر عقب برود و داون فورس بیشتری را بوجود بیاورد. بنابراین راننده‌های خودرو MP4-25 می‌توانستند با این کار، حدود 5 کیلومتر بر ساعت به سرعت خود اضافه کنند.
شاید این عدد برای شما کمی خنده دار باشد اما فناوری DRS که کلید برتری خودروها در سبقت محسوب می‌شود، نهایتا 18 کیلومتر بر ساعت را راننده هدیه می‌دهد.
اما این نوآوری در خودروهای فرمول یک به همین سوراخ کوچک محدود نشد. سازمان جهانی اتومبیلرانی با توجه به اینکه این سوراخ می‌تواند حواس راننده را پرت کند، از سال 2011 به بعد، غیر قانونی بودن آن را اعلام کرد. این موضوع باعث شد که مهندسین تیم‌ها به ساخت بال عقب متحرک یا DRS روی بیاورند.
اثر زمین (Ground effect)
هرچند که امروزه اسمی از لوتوس در فرمول یک وجود ندارد اما روزگاری این تیم با آیترون سنا افسانه‌ای و خودرو مشکی و طلایی LT96 خود واقعا برای طرفداران فرمول یک دلبری می‌کرد.
کولین چاپمن (Colin Chapman)، رئیس و مدیرعامل ارشد لوتوس در دهه 60 و 70، سلطه این تیم در فرمول یک را تضمین کرده بود. تکنولوژی‌هایی مثل پایه‌های مخصوص و مستقل سیستم تعلیق عقب، شاسی مونوکوک (monocoque chassis) و بال‌های جلو و عقب، تمام محصول تفکرات و طراحی‌های کولین چاپ من بود.
چاپ من که از کارهای خود شگفت زده شده بود، تصمیم گرفت تا سطح آیرودینامیک بال‌های جلو و عقب را یک پله ارتقا دهد؛ اما نتیجه شبیه به یک آسانسور فضایی بود. لوتوس 78 (LT78) خودرو فصل 1977 آن‌ها بود که با اضافه شدن تونل‌های ونتوری (venturi tunnels) به کف شاسی آن، انگار که به آسفالت پیست، میخ شده بود.
نتیجه واقعا غیر قابل تصور بود و گزارشگران برای توصیف LT 78 به جای جمله‌ی راندن بر روی پیست، از جمله پرواز بر روی پیست استفاده می‌کردند. همین موضوع به قهرمانی ماریو آندرتی (Mario Andretti) در آن فصل منجر شد.
پدیده اثر زمین استفاده شده در LT 78 به قدری موثر بود که تمام تیم‌ها به استفاده از آن روی آوردند. اما سرعت عجیب خودروها و اعتماد به نفس زیاد راننده‌ها در بالا بردن سرعت خود و تصادف‌های کشنده، فیا را متقاعد کرد تا پدیده اثر زمین را در خودروها کاهش دهد. بنابراین خودروهای فرمول یک فصل 1978، بدون تونل‌های ونتوری و با سینی کف تخت به پیست آمدند.
سیستم گیربکس نیمه اتوماتیک
تاریخ فرمول یک به سال 1950 برمی‌گردد و فراری تنها تیمی بوده که در طول این 72 سال، در تمامی رقابت‌ها حضور داشته. امروزه خودروهای فرمول یک را با گیربکس ترتیبی 8 سرعته می‌بینیم اما این سیستم در دهه 50 میلادی کاملا متفاوت بود. ماشین‌های فرمول یک تا سال 1990 با گیربکس دستی 5 یا 6 سرعته و پدالِ کلاچ و تجهیزات معمولی به پیست می‌آمدند.
اما این فراری بود که در سال 1989 با خلاقیت خود، سیستم گیربکس را به پشت فرمان آورد و قهرمانی آن فصل را به ایتالیایی‌ها هدیه داد. این گیربکس از نوع 7 سرعته نیمه اتوماتیک بود که می‌توان آن را به نوعی شروع پدال شیفترهای پشت فرمان نامید.
از دیگر مزایای این سیستم می‌توان بر تمرکز کامل راننده بر روی فرمان و افزایش سرعت تعویض دنده اشاره کرد. همچنین با توجه به ترتیبی بودن این سیستم، امکان خطا و از دست رفتن دنده، به حداقل می‌رسید.
نایجل منسل ( Nigel Mansell) افسانه‌ای قهرمان جهان یک دوره فرمول یک، اولین راننده‌ای بود که با سیستم گیربکس نیمه اتوماتیک به پیست می‌رفت اما او ترجیح داد تا به مهندسین ایتالیایی فراری اعتماد کند. پیروزی‌های پیاپی در فصل 1989 و قهرمانی فصل 1992 منسل با خودرو فراری 640، نتیجه این اعتماد بود.
خودروهای دیگر هم به طور آهسته به برتری این گیربکس پی بردند و امروزه می‌بینیم که سیستم جعبه دنده تمامی خودروهای فرمول یک، از این نوع است و حتی کلاچ هم به روی فرمان آورده شده. می‌توان گفت که پدال شیفترهای امروزی خودروها، مدیون نوآوری های خودروهای فرمول یک هستند.
سیستم خروج هوای اگزوز و فشار بر روی بال عقب
مارک وبر و سباستین فتل در کنار Red Bull RB6
بیایید به سال 2010 و اولین قهرمانیِ جوان‌ترین قهرمان تاریخ فرمول یک برگردیم. طراحان تیم ردبول ریسینگ یکی از بهترین نوآوری های خودروهای فرمول یک را به ماشین سباستین فتل و هم تیمی او یعنی مارک وبر هدیه کردند. در ابتدا باید با نحوه کار سیستم اگزوز خودروهای این ورزش آشنا باشید. اگزوز ماشین‌های فرمول یک برخلاف اگزوز خودروهای معمولی، دقیقا در پشت سر راننده و در بالاترین قسمت خودرو قرار دارند.
مهندسین ردبول، اگزوز خودرو Red Bull RB6 را به گونه‌ای طراحی کرده بودند که دودهای خروجی آن، مستقیما بر روی بال عقب فشار وارد و داون فورس تولید کند. بنابراین سباستین فتل با درک این ساز و کار و ترمز در فاصله دورتر از پیچ، می‌توانست در خود پیچ به سرعت گرفتن بپردازد و با اضافه شدن داون فورس چند برابری، از سرعت بالاتری در پیچ‌ها برخوردار باشد. این طراحی، یکی از خلاقانه‌ترین نوآوری های خودروهای فرمول یک محسوب می‌شد که رانندگان تیم‌های دیگر هیچ وقت نتوانستد با آن هماهنگ شوند.
خودرو Red Bull RB6
بد نیست بدانید که معمولا خودروهایی که سرعت بیشتری در پیچ‌ها دارند، برنده مسابقات خواهند بود و سرعت خودروها در کفی، معمولا تاثیر زیادی در مسابقه نخواهد داشت.