فرمول یک ایران – با نهایی شدن قوانین فصل 2021 فرمول یک، تیم ها بیش از پیش به دنبال ساخت خودرویی سریع مطابق با این قوانین هستند.

یکی از مهم ترین مسائلی که مسئولان فرمول یک را نگران می کند یافتن روزنه و خلا قانونی در قوانین جدید توسط تیم ها می باشد. با هوش سرشاری که بسیاری از مهندسین داخل پدوک از آن برخوردار می باشند تحقق این امر غیر محتمل به نظر نمی رسد. کما اینکه در فصل های گذشته نیز شاهد چنین مواردی بودیم که از معروف ترین آن ها می توان به سیستم خودروی فصل 2010 تیم ردبول اشاره کرد که مهندس این تیم آندرین نیویی با هوشمندی هر چه تمام و با استفاده از خلاهای قانونی آن زمان چنین سیستمی را طراحی کرد که منجر به موفقیت تیم ردبول در همان فصل و فصل های بعدی شد.

 بیشتر بخوانید؛ ردبول و سیستم بحث برانگیز دیفیوزر دمنده (BLOWN DIFFUSER)

اما جدا از این مسائل، با مطالعه قوانین جدید به خصوص در بخش طراحی خودرو و آیرودینامیک حول آن می توانیم به این نتیجه برسیم که مسئولان فرمول یک برای فصل 2021 عناصر بسیار اساسی و مهمی را از خودرو های کنونی حذف کرده اند و با هدف ساده سازی بیشتر آیرودینامیک خودرو ها علاوه بر بستن بیشتر دست مهندسین طراح، می خواهند روح رقابت را که مدتی است در فرمول یک از بین رفته است را به آن بازگردانند. اما همان طور که بالاتر نیز گفته شد، در فرمول یک هیچ غیر ممکنی وجود ندارد و حتی امکان دارد تیمی همانند مک لارن در فصل های بعدی جای مرسدس کنونی را بگیرد. بنابراین تا حدی می توان به آینده امیدوار بود. اما قبل از بیان عناصر آیرودینامیکی ممنوع شده برای فصل 2021، مصاحبه ای از نیکولاس تامبازیس (سرپرست بخش خودرو های تک نفره فیا) منتشر شد که نشان می داد حتی خود مسئولین فرمول یک نیز از عملی شدن قوانین آیرودینامیکی فصل 2021 در واقعیت چندان مطمئن نیستند. پس ابتدا به شرح این مصاحبه می پردازیم:

مسئولین فیا در طی مصاحبه ای اعلام کردند که بعید است خودرو های فصل 2021 به مقدار نیروی رو به پایینی که در قوانین گفته شده برسند اما از طرف دیگر بیان کردند که قوانین جدید قدم بسیار بزرگی محسوب می شوند و ما را به آینده این ورزش امیدوار می کنند.

فرمول یک 2021

فرمول یک 2021

همان طور که می دانید به جهت دستیابی و عملی شدن اهداف قوانین جدید که از مهم ترین آن ها می توان رقابت نزدیک تر تیم ها در فصل 2021 را نام برد، بسیاری از بخش های آیرودینامیکی خودرو ها کاملا ساده سازی شده اند. به عنوان مثال بال جلو کاملا ساده و به نوعی بی اثر شده است و بارج بورد ها که در حال حاضر از حساس ترین بخش های خودرو های فرمول یک به شمار می روند نیز از قوانین جدید حذف شد اند. (موارد کامل تر در انتهای همین مقاله بیان خواهد شد).

بر اساس گفته مسئولان و قانون گذاران، خودرو های کنونی زمانی که به اندازه یک ماشین با خودروی جلویی خود فاصله دارند، فقط 55 درصد از نیروی رو به پاییین تولیدی را در اختیار دارند. اما در قوانین جدید این مقدار می تواند به 86 درصد افزایش پیدا کند و زمانی که فاصله به سه خودرو افزایش پیدا کند، این مقدار به 94 درصد خواهید رسید. (این رقم در حال حاضر بر اساس گفته مسئولین 68 درصد می باشد).

نمودار مقایسه ای درصد داون فورس خودروی پشت سر بر حسب طول خودرو

نمودار مقایسه ای درصد داون فورس خودروی پشت سر بر حسب طول خودرو

اعداد گفته صرفا درصد هایی هستند که فیا بر اساس دیتاها و اطلاعات یکی از تیم های فرمول یک جمع آوری کرده و به این مهم رسیده است اما نکته قابل ذکر اینجاست که قوانین 2021 نحوه و چگونگی تفسیر تیم ها از قوانین جدید را شامل نمی شود و به نوعی آن را پیش بینی نمی کند و همین جاست که موضوع مهم و قابل توجه می شود.

تامبازیس گفت که احتمال دارد اعداد و درصد های ارائه شده کاملا با واقعیت مطابقت نداشته باشند:

مشخصا تیم ها زمانی که در حال ساخت و توسعه خودروی خود هستند، به هیچ وجه به وضعیت خودروی پشت سری خود اهمیتی نمی دهند. این مورد بخشی از اهداف آنان را شامل نمی شود. بنابراین به طور قطع یقین برخی کارهایی که انجام می دهند ممکن است خودروی پشت سری را در وضعیت بدی قرار دهد.

من مطمئنا انتظار دارم که اعداد این منحنی در واقعیت کمتر باشند.

تامبازیس همچنین بیان کرد که یکی دیگر از نکات مهم این است که تیم های قدرتمندی نظیر مرسدس و ردبول، خودرو هایشان به داون فورس حساس تر می باشند و به همین دلیل هنگام تعقیب خودروی دیگر نسبت به نمودار و پیش بینی های فیا میزان نیروی رو به پایین بیشتری را از دست می دهند. وی همچنین امیدوار است که تاثیر کلی این تغییرات به گونه ای باشد که به اندازه کافی به چشم بیاید البته احتمالا نه به اندازه ای که در نمودار نشان داده شده اما قادر باشد تا قوانین را به اهدافش برساند.

تاثیر هوای آشفته بر خودروی عقبی

تاثیر هوای آشفته بر خودروی عقبی

با قوانین جدید و بازگشت پدیده اثر زمین توسعه خودرو بیشتر به بخش های زیرین آن معطوف می شود و تیم ها کمتر قادر خواهند بود تا هوای مختلل ناشی از چرخ های جلو را کنترل کنند. بر این اساس تامبازیس نیز بیان کرد که این مورد به شکل مطلوبی به خودروی پشت سری کمک می کند:

ما یک دید منطقی از محل هایی در خودرو که تاثیر گذار هستند داریم. محل هایی در خودرو وجود دارند که بدون مختلل کردن هوا عملکرد خودرو را افزایش می دهند. به عنوان مثال ما متوجه شدیم که اگر عملکرد خودرو در ناحیه دیفیوز بیشتر شود، مشکلی برای هوا و خودروی پشت سری ایجاد نمی شود. بنابراین طراحی این بخش را کمی آزادتر قرار داده ایم. اما از طرف دیگر صحفه های انتهایی (End-Plate) بال جلو با فعل و انفعالاتی که باچرخ ها دارند می توانند به راحتی هوا را به شدت تحت تاثیر قرار دهند. بنابراین این بخش در قوانین محدودتر در نظر گرفته شده است. ما میزان آزادی در طراحی بخش های مختلف خودرو را بر اساس تاثیر گذاری این بخش ها بر عملکرد خودرو و میزان آشفته کردن هوا تعیین نموده ایم.

حال به سراغ بیان المان هایی می رویم که استفاده از آن ها برای فصل 2021 ممنوع می باشد. همان طور که در ابتدای مقاله بیان شد با نهایی شدن قوانین 2021 تیم ها اکنون به طور گسترده، قوانینی را که قرار است خودرو هایشان را بر اساس آن ها طراحی کنند می دانند. هنوز به فصل 2021 مدت زمان زیادی باقی مانده اما در این بین برخی المان هایی وجود دارد که به دلایل مالی و یا ایحاد رقابت بیشتر میان خودرو ها استفاده از آن ها برای فصل 2021 به طور قطع ممنوع اعلام خواهد شد. این عناصر بدین شرح هستند:

سیستم تعلیق هیدرولیکی

بروزرسانی مرسدس ۲۰۱۹-۱

تعلیق هیدرولیکی مرسدس

برای 2021 استفاده از سیستم های تعلیقی که به طور هیدرولیکی کنترل می شوند ممنوع می باشد. مرسدس در استفاده از  تعلیق هیدرولیکی بسیار پیچیده چه در جلو و چه در عقب خودرو یکی از پیشگامان بوده و با اجرای این طرح در نظر داشت تا از مزایای سیستم تعلیق فعال که استفاده از آن در فرمول یک از سال 1994 ممنوع شد، بهره ببرد.

در این سیستم از فنر هایی موسوم به فنر کششی هیو ( شامل سوپاپ های داخلی که جریان مایع هیدرولیکی را در درون چندین محفظه کنترل کرده و از این طریق قادر هستند میزان سفتی سیستم تعلیق را کنترل کنند) استفاده می شود که به طور مکانیکی برنامه ریزی شده تا در موقعیت های مختلف، شکل های متغیری را از خود به نمایش بگذارند. بدین ترتیب تیم با استفاده از این سیستم قادر خواهد بود تا کنترل بیشتری نسبت به سیستم های مکانیکی متعارف روی برنامه های آیرودینامیکی خودرو داشته باشد.

این سیستم فوق العاده پیچیده است و به نوعی رایانه ای مکانیکی محسوب می شود و توسعه آن نیز بسیار هزینه بر می باشد. علاوه بر این برای داشتن یک سیستم آیرودینامیکی با ثبات تر، این مورد به طراحان اجازه می دهد تا خودرو را به گونه ای طراحی کنند که در ناحیه عملیاتی بسیار محدود و باریک تری از پارامتر هایی نظیر ارتفاع خودرو و یا حرکات رول و پیچ* و غیره عمل کند و این مورد اجازه می دهد تا خودرو به پیک آیرودینامیکی خود برسد.

سیستم تعلیق خودرو

*اگر در مرکز خودرو یک مبدا مختصات را در نظر بگیریم، یک محور در راستای طول خودرو داریم(محور X)، یک محور عمود بر این محور و در راستای عرض خودرو داریم(محور Y)، آخرین محور نیز در راستای عمود بر این ۲ محور میباشد(محور Z). چرخش حول محور اول را حرکت رول(Roll) ، چرخش حول محور دوم را حرکت پیچ(Pitch)، و چرخش حول محور آخر را یا(Yaw) می نامند.

بارج بورد ها

بارج بورد خودروی فراری در گرندپری مجارستان 2019 به همراه بالچه بومرنگی

بارج بورد پیچیده خودروی فراری

بارج بورد ها اولین بار در اوایل دهه 90 میلادی بر روی خودرو های فرمول یک پدیدار شدند. اما با پیشرفت و توسعه ابزار های شبیه سازی کامپیوتری، ساختار آن ها به مرور پیچیده تر از قبل شد. اساسا کار بارج بورد ها تقسیم متناسب و موثر جریان هوای پر انرژی است که از زیر دماغه و از سیستم تعلیق جلو به سمت آن ها روانه می شود. بارج بورد ها این جریان های هوایی را به سه قسمت تقسیم می کنند:

کف خودرو، اطراف بدنه و جریان هوای بیرون رانش (Outwash).

جریان هوای کف خودرو بخش بسیار قابل توجهی از نیروی رو به پایین یک خودروی فرمول یک را تولید می کند اما برای به حداکثر رساندن این نیرو، نیاز است تا تبادل هوایی بسیار ظریف و حساسی میان جریان هوایی که مستقیم به سمت کف خودرو روانه می شود و هوایی که با طی کردن بدنه خودرو از ناحیه میان چرخ عقب و دیفیوزر خارج می شود، صورت پذیرد. جریان هوای ذکر شده (هوای اطراف بدنه) باعث جاری شدن بهتر و موثر تر هوای زیر خودرو می شود و سرعت آن را افزایش می دهد. هر چه سرعت این جریان هوا بیشتر باشد نیروی رو به پایین بیشتری تولید خواهد شد. بنابراین برخی از پره ها و بالچه های روی بارج بورد ها به منظور نگه داشتن و به نوعی چسباندن این جریان هوا به بدنه خودرو طراحی می شوند.

اما برخی دیگر از پره های بارج بورد ها به منظور هدایت هوا به دور ترین نقطه از خودرو طراحی می شوند. این جریان هوا که بیرون رانش یا اوت واش (Outwash) نامیده می شود (که با جریان هوای مغشوش اطراف تایر های جلو نیز ترکیب می شود) باید تا حد امکان از دخالت و ترکیب شدن آن با هوای اطراف بدنه جلوگیری کرد و یا (در بدترین حالت) آن را به سمت کف خودرو هدایت کرد.

بنابراین با توجه به موارد ذکر شده، بارج بورد ها ابزار آیرودینامیکی فوق العاده قدرتمندی محسوب می شوند و با ایجاد اوت واش بسیار بزرگ، شرایط را برای خودروی پشت سر بسیار سخت می کنند. هوای ناشی از اوت واش بسیار آشفته و مشوش بوده و در نتیجه به واسطه آن خودروی پشت سر بخش اعظمی از داون فورس خود را از دست می دهد. از این رو استفاده از آن ها نیز برای فصل 2021 ممنوع می باشد.

المان اضافه روی هاب یا توپی چرخ

المان اضافه روی هاب چرخ

المان اضافه روی هاب چرخ

چند سال قبل مرسدس و تورو روسو نوآوری جدیدی را در بخش اتصال سیستم تعلیق به چرخ های جلو معرفی کردند. آن ها  به جای اتصال مستقیم بازوی فوقانی تعلیق جلو به هاب چرخ، از یک المان اضافه برای این اتصال استفاده کردند. استفاده از این طرح به تدریج بر روی سیستم تعلیق جلو و عقب فرار گیر شد و مک لارن امسال آخرین تیمی بود که از این طرح روی خودروی خود استفاده کرد. این المان اضافه اجازه می دهد تا جناق بالایی در محل بالاتری به هاب متصل شود و از این رو تاثیر مخرب کمتری بر آیرودینامیک خودرو داشته باشد. دستیابی به بهترین و کارآمد ترین تعادل میان هندسه سیستم تعلیق، قدرت خودرو، وزن و تاثیرات آیرودینامیکی تلاشی بسیار طاقت فرسا را طلب می کند. حذف این المان و اتصال مستقیم جناق های سیستم تعلیق به قسمت رینگ چرخ، موجب ساده سازی این بخش شده و بدین ترتیب تیم های بزرگ از مزیت چنین طرحی بی نصیب می شوند. این مورد موجب کمتر آشفته شدن هوا در این ناحیه نیز می شود.

این نوشته را به اشتراک بگذارید:

4 دیدگاه

  1. Amin

    2

    2

    درسته رقابت نزدیک تر میشه ولی انصافا و ب دور از تعصب رو تیم خودم
    باید بگم خیلی مسخرس که بیایم بارج بورد ها رو حذف کنیم و بال جلو رو ساده تر!
    عوضش مثل ۲۰۱۰ بریم رو دیفیوزر ها متمرکز بشیم تا داون فورس بیشتر بشه
    با این تفاسیر بیشترین اختلاف تایم تو پیست هایی با داون فورس بالا مثل موناکو مجارستان و سنگاپور خواهد بود و تو پیست هایی مثل مونزا که داون فورس رو کمترین حالت ممکنه اختلاف تایم با توجه به پیشرفت موتور ها کم خواهد بود
    ولی واقعا خنده داره که
    تکنولوژی رو متوقف کنیم تا رقابت بیشتر بشه

  2. Behzad

    3

    4

    نکته جالبی در متن نهفته ست که خیلی ها بارها به اون اشاره کردن و اعتراض اما حاکمان بنا بر دلایلی نخواستن پیگیر بشن!
    سیستم تعلیق مرسدس چه در جلو چه در محور عقب استفاده از خلاء های قانونی بود و در مواردی نقض قوانین مثل موناکو امسال که عملا اسپویلر جلو در اون پیچ با زمین تماس پیدا میکرد!
    به هر حال تیم ها اونقدر درگیر مشکلات پاور یونیت بودن که نتونستن هزینه ی توسعه ی سیستم تعلیقی مشابه مرسدس را تقبل کنن و حتی بینوتو امسال عنوان کرد که ساخت و توسعه ی همچین طرحی از نظر مالی فعلا امکان پذیر نیست.
    بنظرم برخی استفاده ها از خلاء های قانونی یا چشم پوشی تشکیلات اسمش نوآوری نیست و احیانا اگر هم برخوردی بخواد صورت بگیره با تهدید به کناره گیری قضیه حل و فصل بشه.

    • MERC

      3

      4

      راجع به مسئله ای که چیزی راجع بهش نمیدونی اینجوری نظر نده که ارزش کار یه تیمو بیاری پایین

      کارت شده سالی یه بار پیدات میشه تهمت بی پایه و اساس میزنی و میری

دیدگاه خود را بیان کنید