Kereta Formula 1 - semua yang anda perlu tahu tentangnya
Содержание
Kereta Formula 1 adalah penjelmaan fizikal kemajuan terkini dalam industri automotif. Menonton perlumbaan memberikan dos keseronokan yang betul, tetapi peminat sejati tahu bahawa perkara paling penting berlaku di luar trek. Inovasi, ujian, perjuangan kejuruteraan untuk menjadikan kereta lebih laju 1 km/j.
Semua ini bermakna perlumbaan hanyalah sebahagian kecil daripada Formula 1.
Dan kamu? Pernahkah anda terfikir bagaimana kereta Formula 1 dibina? Apakah ciri-cirinya dan mengapa ia mencapai kelajuan yang luar biasa? Jika ya, maka anda telah datang ke tempat yang betul.
Anda akan belajar tentang segala-galanya dari artikel itu.
Kereta Formula 1 - elemen struktur asas
Formula 1 dibina berdasarkan beberapa elemen utama. Mari kita pertimbangkan setiap daripada mereka secara berasingan.
Monokok dan casis
Pereka bentuk kereta itu memuatkan semua elemen ke bahagian utamanya - casis, elemen pusatnya adalah apa yang dipanggil monocoque. Jika kereta Formula 1 mempunyai hati, ia akan berada di sini.
Monokok mempunyai berat kira-kira 35 kg dan melaksanakan salah satu tugas yang paling penting - untuk melindungi kesihatan dan kehidupan pemandu. Oleh itu, pereka membuat segala usaha untuk menahan walaupun perlanggaran kritikal.
Juga di kawasan kereta ini terdapat tangki bahan api dan bateri.
Walau bagaimanapun, monocoque berada di tengah-tengah kereta atas sebab lain. Di sanalah pereka memasang elemen asas kereta, seperti:
- unit pemacu,
- kotak gear,
- zon pengisaran standard,
- suspensi hadapan).
Sekarang mari kita beralih kepada soalan utama: apakah yang terdiri daripada monocoque? Bagaimanakah ia berfungsi?
Tapaknya adalah bingkai aluminium, i.e. mesh, dalam bentuk sedikit berbeza daripada sarang lebah. Pereka bentuk kemudian menyalut bingkai ini dengan sekurang-kurangnya 60 lapisan gentian karbon fleksibel.
Ini hanyalah permulaan kerja, kerana kemudian monocoque melalui laminasi (600 kali!), Sedutan udara dalam vakum (30 kali) dan pengawetan akhir dalam ketuhar khas - autoklaf (10 kali).
Di samping itu, pereka memberi perhatian yang besar kepada zon renyuk sisi. Di tempat-tempat ini, kereta Formula 1 sangat terdedah kepada perlanggaran dan pelbagai kemalangan, dan oleh itu memerlukan perlindungan tambahan. Ia masih pada tahap monocoque dan mempunyai lapisan gentian karbon dan nilon tambahan 6mm.
Bahan kedua juga boleh didapati dalam perisai badan. Ia mempunyai sifat penyerapan daya kinetik, jadi ia juga bagus untuk Formula 1. Ia juga ditemui di tempat lain di dalam kereta (contohnya, di tempat letak kepala yang melindungi kepala pemandu).
papan pemuka
Sama seperti monocoque adalah bahagian tengah keseluruhan kereta, kokpit adalah pusat monocoque. Sudah tentu, ini juga tempat dari mana pemandu memandu kenderaan. Oleh itu, terdapat tiga perkara dalam kokpit:
- kerusi,
- roda stereng,
- pedal.
Satu lagi ciri penting elemen ini ialah ketat. Di bahagian atas, teksi adalah 52 cm lebar - cukup untuk muat di bawah lengan pemandu. Walau bagaimanapun, semakin rendah ia, semakin sempit. Pada ketinggian kaki, kokpit hanya 32 cm lebar.
Mengapa projek sedemikian?
Atas dua sebab yang sangat penting. Pertama sekali, teksi yang sempit memberikan pemandu dengan lebih banyak keselamatan dan perlindungan terhadap beban berlebihan. Kedua, ia menjadikan kereta lebih aerodinamik dan mengagihkan berat dengan lebih baik.
Akhir sekali, perlu ditambah bahawa kereta F1 boleh dikatakan cenderung untuk memandu. Pemandu duduk di serong dengan kaki lebih tinggi daripada pinggul.
Roda stereng
Jika anda merasakan stereng Formula 1 tidak jauh berbeza dengan stereng kereta standard, anda silap. Ia bukan hanya tentang borang, tetapi juga mengenai butang fungsi dan perkara penting lain.
Pertama sekali, pereka mencipta stereng secara individu untuk pemandu tertentu. Mereka mengambil pelakon tangannya yang tergenggam, dan kemudian atas dasar ini dan mengambil kira cadangan pemandu rali, mereka menyediakan produk akhir.
Dari segi rupa, stereng kereta menyerupai versi papan pemuka pesawat yang agak ringkas. Ini kerana ia mempunyai banyak butang dan tombol yang digunakan pemandu untuk mengawal pelbagai fungsi kenderaan. Di samping itu, di bahagian tengahnya terdapat paparan LED, dan di sisi terdapat pemegang, yang, tentu saja, tidak boleh hilang.
Menariknya, bahagian belakang stereng juga berfungsi. Pemindah klac dan paddle paling kerap diletakkan di sini, tetapi sesetengah pemandu juga menggunakan ruang ini untuk butang fungsi tambahan.
halo
Ini adalah ciptaan yang agak baru dalam Formula 1 kerana ia hanya muncul pada 2018. Apa? Sistem Halo bertanggungjawab untuk melindungi kepala pemandu dalam kemalangan. Beratnya kira-kira 7 kg dan terdiri daripada dua bahagian:
- bingkai titanium yang mengelilingi kepala penunggang;
- butiran tambahan yang menyokong keseluruhan struktur.
Walaupun penerangannya tidak mengagumkan, Halo sebenarnya sangat boleh dipercayai. Ia boleh menahan tekanan sehingga 12 tan. Sebagai ilustrasi, ini adalah berat yang sama untuk satu setengah bas (bergantung pada jenis).
Kereta Formula 1 - Elemen Pemanduan
Anda sudah mengetahui blok binaan asas kereta. Kini tiba masanya untuk meneroka topik komponen kerja, iaitu:
- loket,
- tayar
- brek.
Mari kita pertimbangkan setiap daripada mereka secara berasingan.
Pendaratan penggantungan
Dalam kereta Formula 1, keperluan penggantungan adalah sedikit berbeza daripada kereta di jalan biasa. Pertama sekali, ia tidak direka untuk memberikan keselesaan pemanduan. Sebaliknya, ia sepatutnya melakukan:
- kereta itu boleh diramalkan
- kerja tayar adalah sesuai,
- aerodinamik berada pada tahap tertinggi (kita akan bercakap tentang aerodinamik kemudian dalam artikel).
Selain itu, ketahanan adalah ciri penting penggantungan F1. Ini disebabkan oleh fakta bahawa semasa pergerakan mereka terdedah kepada kuasa besar yang perlu mereka atasi.
Terdapat tiga jenis komponen penggantungan utama:
- dalaman (termasuk spring, penyerap hentak, penstabil);
- luaran (termasuk gandar, galas, penyokong roda);
- aerodinamik (lengan goyang dan gear stereng) - mereka sedikit berbeza daripada yang sebelumnya, kerana sebagai tambahan kepada fungsi mekanikal mereka mencipta tekanan.
Pada asasnya, dua bahan digunakan untuk mengeluarkan penggantungan: logam untuk komponen dalaman dan gentian karbon untuk komponen luaran. Dengan cara ini, pereka meningkatkan ketahanan segala-galanya.
Penggantungan dalam F1 adalah topik yang agak rumit, kerana disebabkan risiko kerosakan yang tinggi, ia mesti memenuhi piawaian FIA yang ketat. Walau bagaimanapun, kami tidak akan membincangkannya secara terperinci di sini.
Shinya
Kami telah menemui salah satu masalah paling mudah dalam perlumbaan Formula 1 - tayar. Ini adalah topik yang agak luas, walaupun kita hanya menumpukan pada isu yang paling penting.
Ambil, sebagai contoh, musim 2020. Penganjur mempunyai 5 jenis tayar untuk kering dan 2 untuk trek basah. Apakah perbezaannya? Nah, tayar trek kering tidak mempunyai bunga (nama lain adalah licin). Bergantung pada campuran, pengilang melabelkannya dengan simbol daripada C1 (paling sukar) kepada C5 (paling lembut).
Kemudian, pembekal tayar rasmi Pirelli akan memilih 5 jenis daripada kumpulan 3 kompaun yang tersedia, yang akan tersedia untuk pasukan semasa perlumbaan. Tandai mereka dengan warna berikut:
- merah (lembut),
- kuning (sederhana),
- putih (keras).
Dari fizik diketahui bahawa lebih lembut campuran, lebih baik lekatan. Ini amat penting apabila membelok kerana ia membolehkan pemandu bergerak lebih laju. Sebaliknya, faedah tayar yang lebih keras adalah ketahanan, yang bermaksud kereta tidak perlu turun ke dalam kotak dengan cepat.
Apabila bercakap tentang tayar basah, kedua-dua jenis tayar yang ada berbeza terutamanya dalam kapasiti salirannya. Mereka mempunyai warna:
- hijau (dengan hujan ringan) - penggunaan sehingga 30 l / s pada 300 km / j;
- biru (untuk hujan lebat) – penggunaan sehingga 65 l/s pada 300 km/j.
Terdapat juga keperluan tertentu untuk penggunaan tayar. Jika, sebagai contoh, seorang pemandu mara ke pusingan kelayakan ketiga (Q3), dia mesti memulakan tayar dengan masa terbaik dalam pusingan sebelumnya (Q2). Keperluan lain ialah setiap pasukan mesti menggunakan sekurang-kurangnya 2 kompaun tayar setiap perlumbaan.
Walau bagaimanapun, syarat ini hanya terpakai kepada tayar trek kering. Mereka tidak bekerja apabila hujan.
Brek
Pada kelajuan yang sangat pantas, sistem brek dengan jumlah daya yang betul juga diperlukan. Berapa besar ia? Sehinggakan menekan pedal brek menyebabkan beban berlebihan sehingga 5G.
Selain itu, kereta tersebut menggunakan cakera brek karbon, yang merupakan satu lagi perbezaan daripada kereta tradisional. Cakera yang diperbuat daripada bahan ini adalah kurang tahan lama (cukup untuk kira-kira 800 km), tetapi juga lebih ringan (berat kira-kira 1,2 kg).
Ciri tambahan mereka, tetapi tidak kurang pentingnya ialah 1400 lubang pengudaraan, yang diperlukan kerana ia mengeluarkan suhu kritikal. Apabila dibrek oleh roda, ia boleh mencapai sehingga 1000 ° C.
Formula 1 - enjin dan ciri-cirinya
Sudah tiba masanya untuk apa yang paling digemari oleh harimau, enjin Formula 1. Mari lihat kandungannya dan cara ia berfungsi.
Nah, untuk beberapa tahun sekarang, kereta telah dikuasakan oleh enjin pengecas turbo hibrid V6 1,6 liter. Mereka terdiri daripada beberapa bahagian utama:
- enjin pembakaran dalaman,
- dua motor elektrik (MGU-K dan MGU-X),
- pengecas turbo,
- bateri.
Berapakah bilangan kuda Formula 1?
Anjakan enjin adalah kecil, tetapi jangan tertipu dengan itu. Pemacu mencapai kuasa kira-kira 1000 hp. Enjin pembakaran pengecas turbo menghasilkan 700 hp, dengan tambahan 300 hp. dihasilkan oleh dua sistem elektrik.
Semua ini terletak betul-betul di belakang monocoque dan, sebagai tambahan kepada peranan pemacu yang jelas, juga merupakan bahagian yang membina. Dalam erti kata mekanik memasang suspensi belakang, roda dan kotak gear pada enjin.
Elemen penting terakhir yang tidak dapat dilakukan oleh unit kuasa ialah radiator. Terdapat tiga daripada mereka di dalam kereta: dua yang besar di sisi dan satu yang lebih kecil di belakang pemandu.
Pembakaran
Walaupun saiz enjin Formula 1 tidak mengganggu, penggunaan bahan api adalah perkara lain sama sekali. Kereta terbakar sekitar 40 l/100 km hari ini. Bagi orang awam, angka ini kelihatan besar, tetapi jika dibandingkan dengan hasil sejarah, ia agak sederhana. Kereta Formula 1 pertama menggunakan walaupun 190 l / 100 km!
Penurunan hasil yang memalukan ini sebahagiannya disebabkan oleh perkembangan teknologi, dan sebahagiannya disebabkan oleh batasan.
Peraturan FIA menyatakan bahawa kereta F1 boleh menggunakan maksimum 145 liter bahan api dalam satu perlumbaan. Rasa ingin tahu tambahan ialah hakikat bahawa mulai 2020, setiap kereta akan mempunyai dua meter aliran yang memantau jumlah bahan api.
Ferrari menyumbang sebahagiannya. Formula 1 pasukan itu dilaporkan menggunakan kawasan kelabu dan dengan itu memintas sekatan.
Akhirnya, kami akan menyebut tangki bahan api, kerana ia berbeza daripada yang standard. yang mana Pertama sekali, bahan. Pengilang membuat kereta kebal itu seolah-olah dia melakukannya untuk industri ketenteraan. Ini adalah satu lagi faktor keselamatan kerana kebocoran diminimumkan.
Penularan
Topik pemacu berkait rapat dengan kotak gear. Teknologinya berubah pada masa yang sama F1 mula menggunakan enjin hibrid.
Apa yang tipikal untuk dia?
Ini ialah 8-kelajuan, separa automatik dan berurutan. Di samping itu, ia mempunyai tahap pembangunan tertinggi di dunia. Pemandu menukar gear dalam milisaat! Sebagai perbandingan, operasi yang sama mengambil masa sekurang-kurangnya beberapa saat untuk pemilik kereta biasa terpantas.
Jika anda mengenai perkara ini, anda mungkin pernah mendengar pepatah bahawa tiada gear undur dalam kereta. Ini adalah benar?
Tidak.
Setiap pemacu F1 mempunyai gear undur. Selain itu, kehadirannya diperlukan mengikut peraturan FIA.
Formula 1 - daya-g dan aerodinamik
Kami telah menyebut lebihan brek, tetapi kami akan kembali kepada mereka apabila topik aerodinamik berkembang.
Persoalan utama, yang dari awal lagi akan menceriakan sedikit keadaan, adalah prinsip pemasangan kereta. Nah, keseluruhan struktur berfungsi seperti sayap kapal terbang terbalik. Dalam erti kata bahawa bukannya mengangkat kereta, semua blok bangunan mencipta daya ke bawah. Di samping itu, mereka, sudah tentu, meminimumkan rintangan udara semasa pergerakan.
Downforce adalah parameter yang sangat penting dalam perlumbaan kerana ia memberikan daya tarikan yang dipanggil aerodinamik, yang menjadikan selekoh lebih mudah. Lebih besar, lebih cepat pemandu akan melepasi selekoh.
Dan bilakah tujahan aerodinamik meningkat? Apabila kelajuan meningkat.
Dalam amalan, jika anda memandu dengan gas, ia akan lebih mudah untuk anda pergi di selekoh berbanding jika anda berhati-hati dan pendikit. Ia kelihatan berlawanan dengan intuisi, tetapi dalam kebanyakan kes ia adalah. Pada kelajuan maksimum, daya ke bawah mencecah 2,5 tan, yang secara signifikan mengurangkan risiko tergelincir dan kejutan lain apabila membelok.
Sebaliknya, aerodinamik kereta mempunyai kelemahan - elemen individu mencipta rintangan, yang perlahan (terutamanya pada bahagian lurus trek).
Elemen reka bentuk aerodinamik utama
Walaupun pereka bekerja keras untuk memastikan keseluruhan kereta F1 selaras dengan aerodinamik asas, beberapa elemen reka bentuk wujud hanya untuk mencipta daya ke bawah. Ia mengenai:
- sayap depan - ia adalah yang pertama bersentuhan dengan aliran udara, jadi perkara yang paling penting. Keseluruhan konsep bermula dengan dia, kerana dia mengatur dan mengedarkan semua rintangan di antara seluruh mesin;
- elemen sampingan - mereka melakukan kerja yang paling sukar, kerana mereka mengumpul dan mengatur udara huru-hara dari roda hadapan. Mereka kemudian menghantarnya ke salur masuk penyejuk dan ke belakang kereta;
- Sayap Belakang - Mengumpul jet udara daripada elemen terdahulu dan menggunakannya untuk mencipta daya ke bawah pada gandar belakang. Di samping itu (terima kasih kepada sistem DRS) ia mengurangkan seretan pada bahagian lurus;
- lantai dan peresap - direka sedemikian rupa untuk mewujudkan tekanan dengan bantuan udara yang mengalir di bawah kereta.
Pembangunan pemikiran teknikal dan beban berlebihan
Aerodinamik yang semakin bertambah baik bukan sahaja meningkatkan prestasi kenderaan, tetapi juga tekanan pemandu. Anda tidak perlu menjadi pakar dalam fizik untuk mengetahui bahawa semakin laju kereta membelok ke selekoh, semakin besar daya yang bertindak ke atasnya.
Sama juga dengan orang yang duduk dalam kereta.
Di trek dengan selekoh paling curam, kuasa-G mencapai 6G. Ia banyak? Bayangkan jika seseorang menekan kepala anda dengan kekuatan 50 kg, dan otot leher anda terpaksa mengatasinya. Inilah yang dihadapi oleh pelumba.
Seperti yang anda lihat, beban berlebihan tidak boleh dipandang ringan.
Perubahan akan datang?
Terdapat banyak tanda bahawa revolusi dalam aerodinamik kereta akan berlaku pada tahun-tahun akan datang. Mulai 2022, teknologi baharu akan muncul pada trek F1 menggunakan kesan sedutan dan bukannya tekanan. Jika itu berjaya, reka bentuk aerodinamik yang dipertingkatkan tidak lagi diperlukan dan penampilan kenderaan akan berubah secara mendadak.
Tetapi adakah ia akan menjadi begitu? Masa akan menentukan.
Berapakah berat Formula 1?
Anda sudah mengetahui semua bahagian paling penting kereta dan anda mungkin ingin mengetahui beratnya bersama-sama. Mengikut peraturan terkini, berat kenderaan minimum yang dibenarkan ialah 752 kg (termasuk pemandu).
Formula 1 - data teknikal, iaitu ringkasan
Apakah cara yang lebih baik untuk meringkaskan artikel kereta F1 daripada pemilihan data teknikal yang paling penting? Pada akhirnya, mereka menjelaskan dengan jelas apa yang mesin itu mampu.
Inilah semua yang anda perlu tahu tentang kereta F1:
- enjin - hibrid V6 pengecas turbo;
- kapasiti - 1,6 l;
- kuasa enjin - lebih kurang. 1000 hp;
- pecutan hingga 100 km / j - kira-kira 1,7 s;
- kelajuan maksimum - ia bergantung.
Mengapa "ia bergantung pada keadaan"?
Kerana dalam kes parameter terakhir, kami mempunyai dua keputusan, yang dicapai oleh Formula 1. Kelajuan maksimum pada yang pertama ialah 378 km / j. Rekod ini dibuat pada 2016 pada garis lurus oleh Valtteri Bottas.
Bagaimanapun, terdapat juga ujian lain di mana kereta yang dipandu oleh van der Merwe itu memecahkan halangan 400 km/j. Malangnya, rekod itu tidak diiktiraf kerana ia tidak dicapai dalam dua saringan (atas angin dan atas angin).
Kami meringkaskan artikel pada kos kereta, kerana ini juga merupakan rasa ingin tahu yang menarik. Keajaiban industri automotif moden (dari segi bahagian individu) berharga lebih daripada $ 13 juta. Walau bagaimanapun, perlu diingat bahawa ini adalah harga yang tidak termasuk kos membangunkan teknologi, dan inovasi amat bernilai.
Jumlah yang dibelanjakan untuk penyelidikan mencecah berbilion-bilion dolar.
Alami sendiri kereta Formula 1
Adakah anda ingin merasai bagaimana rasanya duduk di roda kereta dan merasai kuasanya? Sekarang anda boleh melakukannya!
Lihat tawaran kami yang membolehkan anda menjadi pemandu F1:
https://go-racing.pl/jazda/361-zostan-kierowca-formuly-f1-szwecja.html
