Bolidi Formule 1 - sve što trebate znati o njima

Bolidi Formule 1 fizičko su utjelovljenje najnovijih dostignuća u automobilskoj industriji. Gledanje utrka samo po sebi daje pravu dozu uzbuđenja, no pravi ljubitelji znaju da se najvažnije stvari događaju izvan staze. Inovacija, testiranje, inženjering bore se da automobil bude čak 1 km/h brži.

Sve to znači da su utrke samo mali dio onoga što Formula 1 jest.

A ti? Jeste li se ikada zapitali kako se pravi automobil Formule 1? Koje su njegove karakteristike i zašto postiže tako ogromnu brzinu? Ako je tako, onda ste došli na pravo mjesto.

O svemu ćete saznati iz članka.

Bolid Formule 1 - osnovni konstrukcijski elementi

Formula 1 je izgrađena oko nekoliko ključnih elemenata. Razmotrimo svaki od njih zasebno.

Monokok i šasija

Dizajneri bolida su sve elemente uklopili u njegov glavni dio - šasiju, čiji je središnji element takozvani monokok.Da bolid Formule 1 ima srce, ono bi bilo ovdje.

Monocoque teži otprilike 35 kg i obavlja jednu od najvažnijih zadaća - štiti zdravlje i život vozača. Stoga se dizajneri trude izdržati čak i kritične sudare.

Također u ovom dijelu automobila nalazi se spremnik goriva i baterija.

Međutim, monokok je u srcu automobila iz još jednog razloga. Tamo dizajneri sastavljaju glavne elemente automobila, kao što su:

• pogonska jedinica,
• mjenjači,
• standardne zone mljevenja,
• prednji ovjes).

Prijeđimo sada na glavna pitanja: od čega se sastoji monocoque? Kako radi?

Baza je aluminijski okvir, tj. mreža, po obliku se malo razlikuje od saća. Dizajneri zatim oblažu ovaj okvir s najmanje 60 slojeva fleksibilnih karbonskih vlakana.

Ovo je tek početak rada, jer potom monokok prolazi laminaciju (600 puta!), usisavanje zraka u vakuumu (30 puta) i završno stvrdnjavanje u posebnoj peći – autoklavu (10 puta).

Osim toga, dizajneri posvećuju veliku pozornost bočnim zgužvanim zonama. Na tim mjestima bolid Formule 1 je posebno osjetljiv na sudare i razne nezgode, te stoga zahtijeva dodatnu zaštitu. Još uvijek je na monocoque razini i ima dodatni sloj od 6 mm od ugljičnih vlakana i najlona.

Drugi materijal se također može naći u oklopima. Ima svojstva apsorpcije kinetičke sile, pa je izvrstan i za Formulu 1. Nalazi se i drugdje u automobilu (primjerice, u naslonu za glavu koji štiti glavu vozača).

nadzorna ploča

Fotografija Davida Preziusa / Wikimedia Commons / CC BY 2.0

Kao što je monokok središnji dio cijelog automobila, kokpit je središte monocoquea. Naravno, ovo je i mjesto odakle vozač vozi vozilo. Dakle, u kokpitu postoje tri stvari:

• fotelja,
• upravljač,
• pedale.

Još jedna važna značajka ovog elementa je nepropusnost. Na vrhu je kabina široka 52 cm - taman da stane ispod ruku vozača. Međutim, što je niže, to je uže. U visini nogu, kokpit je širok samo 32 cm.

Zašto takav projekt?

Iz dva vrlo važna razloga. Prije svega, skučena kabina pruža vozaču mnogo veću sigurnost i zaštitu od preopterećenja. Drugo, čini automobil aerodinamičnijim i bolje raspoređuje težinu.

Za kraj treba dodati da je F1 bolid praktički sklon upravljanju. Vozač sjedi na nagibu sa stopalima iznad kukova.

Volan

Ako mislite da se volan Formule 1 ne razlikuje puno od upravljača standardnog automobila, varate se. Ne radi se samo o formi, već i o funkcijskim tipkama i drugim važnim stvarima.

Prije svega, dizajneri kreiraju upravljač pojedinačno za određenog vozača. Uzimaju gips njegovih stisnutih ruku, a zatim na temelju toga i uzimajući u obzir sugestije vozača relija pripremaju konačni proizvod.

Po izgledu, upravljač automobila podsjeća na nešto pojednostavljenu verziju nadzorne ploče zrakoplova. To je zato što ima mnogo gumba i gumba koje vozač koristi za upravljanje raznim funkcijama vozila. Osim toga, u njegovom središnjem dijelu nalazi se LED zaslon, a sa strane su ručke koje, naravno, nisu mogle nedostajati.

Zanimljivo je da je i stražnji dio upravljača funkcionalan. Ovdje se najčešće postavljaju spojke i mjenjači mjenjača, ali neki vozači također koriste ovaj prostor za dodatne funkcijske tipke.

halo

Ovo je relativno nov izum u Formuli 1 jer se pojavio tek 2018. godine. Što? Halo sustav je odgovoran za zaštitu glave vozača u nesreći. Teži oko 7 kg i sastoji se od dva dijela:

• okvir od titana koji okružuje glavu jahača;
• dodatni detalj koji podupire cijelu strukturu.

Iako opis nije impresivan, Halo je zapravo iznimno pouzdan. Može izdržati pritisak do 12 tona. Ilustracije radi, to je ista težina za jedan i pol autobus (ovisno o tipu).

Bolidi Formule 1 - elementi vožnje

Već znate osnovne građevne blokove automobila. Sada je vrijeme da istražimo temu radnih komponenti, i to:

• privjesci,
• autobus
• kočnice.

Razmotrimo svaki od njih zasebno.

obustava

Fotografija Morio / Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0

U bolidu Formule 1 zahtjevi za ovjesom su nešto drugačiji od onih za automobile na normalnim cestama. Prije svega, nije dizajniran za pružanje udobnosti u vožnji. Umjesto toga, trebalo bi učiniti:

• auto je bio predvidljiv
• rad guma bio je prikladan,
• aerodinamika je bila vrhunska (o aerodinamici ćemo kasnije u članku).

Osim toga, izdržljivost je važna značajka F1 ovjesa. To je zbog činjenice da su tijekom kretanja izloženi ogromnim silama koje trebaju savladati.

Postoje tri glavne vrste komponenti ovjesa:

• unutarnji (uključujući opruge, amortizere, stabilizatore);
• vanjski (uključujući osovine, ležajeve, nosače kotača);
• aerodinamički (klackalice i kormilar) - malo se razlikuju od prethodnih, jer osim mehaničke funkcije stvaraju pritisak.

U osnovi, za izradu ovjesa koriste se dva materijala: metal za unutarnje komponente i ugljična vlakna za vanjske komponente. Na taj način dizajneri povećavaju trajnost svega.

Ovjes u F1 dosta je škakljiva tema, jer zbog visokog rizika od loma mora zadovoljiti stroge FIA-ine standarde. No, ovdje se nećemo detaljnije zadržavati na njima.

autobus

Došli smo do jednog od najjednostavnijih problema u utrkama Formule 1 - guma. Ovo je prilično široka tema, čak i ako se usredotočimo samo na najvažnija pitanja.

Uzmimo, na primjer, sezonu 2020. Organizatori su imali 5 vrsta guma za suhe i 2 za mokre staze. Koja je razlika? Pa, gume za suhu stazu nemaju gazni sloj (njihovo drugo ime je slicks). Ovisno o mješavini, proizvođač ih označava simbolima od C1 (najtvrđi) do C5 (najmekši).

Kasnije će službeni dobavljač guma Pirelli odabrati 5 tipova iz raspoložive skupine od 3 smjese, koje će biti dostupne timovima tijekom utrke. Označava ih sljedećim bojama:

• crvena (mekana),
• žuta (srednja),
• bijela (tvrda).

Iz fizike je poznato da što je smjesa mekša, to je bolje prianjanje. Ovo je posebno važno u zavojima jer omogućuje vozaču da se kreće brže. S druge strane, prednost čvršće gume je izdržljivost, što znači da automobil ne mora tako brzo ići u sanduk.

Kada je riječ o mokrim gumama, dvije dostupne vrste guma razlikuju se prvenstveno po kapacitetu odvodnje. Imaju boje:

• zeleno (s laganom kišom) - potrošnja do 30 l / s pri 300 km / h;
• plava (za jaku kišu) – potrošnja do 65 l/s pri 300 km/h.

Postoje i određeni zahtjevi za korištenje guma. Ako, primjerice, vozač napreduje u treći krug kvalifikacija (Q3), mora startati na gumama s najboljim vremenom u prethodnom krugu (Q2). Drugi uvjet je da svaki tim mora koristiti najmanje 2 smjese guma po utrci.

Međutim, ovi uvjeti vrijede samo za gume za suhe staze. Ne rade kad pada kiša.

Kočnice

Pri vrtoglavim brzinama također su potrebni kočni sustavi s pravom količinom sile. Koliko je veliko? Toliko da pritisak na papučicu kočnice uzrokuje preopterećenja do 5G.

Osim toga, automobili koriste karbonske kočione diskove, što je još jedna razlika od tradicionalnih automobila. Diskovi napravljeni od ovog materijala su puno manje izdržljivi (dovoljni za oko 800 km), ali i lakši (težine oko 1,2 kg).

Njihova dodatna, ali ne manje važna značajka je 1400 ventilacijskih otvora koji su neophodni jer otklanjaju kritične temperature. Kada se koče kotačima, mogu doseći i do 1000 °C.

Formula 1 - motor i njegove karakteristike

Vrijeme je za ono što tigrovi najviše vole, motor Formule 1. Pogledajmo od čega se sastoji i kako radi.

Pa, već nekoliko godina automobile pokreću 6-litreni V1,6 hibridni turbo motori. Sastoje se od nekoliko glavnih dijelova:

• motor s unutarnjim izgaranjem,
• dva elektromotora (MGU-K i MGU-X),
• turbo punjači,
• baterija.

Koliko konja ima Formula 1?

Pomak je mali, ali neka vas to ne zavara. Pogon postiže snagu od oko 1000 KS. Motor s unutarnjim izgaranjem s turbopunjačem proizvodi 700 KS, uz dodatnih 300 KS. generiraju dva električna sustava.

Sve se to nalazi odmah iza monocoque-a i, osim očite uloge pogona, predstavlja i konstruktivni dio. U smislu da mehaničari pričvršćuju stražnji ovjes, kotače i mjenjač na motor.

Posljednji važan element bez kojeg agregat nije mogao jesu radijatori. U autu su ih tri: dva velika sa strane i jedan manji odmah iza vozača.

Izgaranje

Dok je veličina motora Formule 1 nenametljiva, potrošnja goriva je sasvim druga stvar. Automobili ovih dana troše oko 40 l/100 km. Za laike se ta brojka čini ogromnom, ali u usporedbi s povijesnim rezultatima prilično je skromna. Prvi bolidi Formule 1 trošili su čak 190 l/100 km!

Smanjenje ovog sramotnog rezultata dijelom je posljedica razvoja tehnologije, a dijelom ograničenja.

Pravila FIA-e navode da F1 bolid može potrošiti najviše 145 litara goriva u jednoj utrci. Dodatni kuriozitet je činjenica da će od 2020. godine svaki automobil imati dva mjerača protoka koji prate količinu goriva.

Ferrari je djelomično pridonio. Izvještava se da je Formula 1 ovog tima koristila sive zone i tako zaobišla ograničenja.

Na kraju ćemo spomenuti i spremnik goriva, jer se razlikuje od standardnog. Koji? Prije svega, materijal. Proizvođač tenk izrađuje kao da ga radi za vojnu industriju. Ovo je još jedan sigurnosni faktor jer je curenje svedeno na minimum.

mjenjač brzine

Fotografija Davida Preziusa / Wikimedia Commons / CC BY 2.0

Tema vožnje usko je povezana s mjenjačem. Njegova se tehnologija promijenila otprilike u isto vrijeme kada je F1 počeo koristiti hibridne motore.

Što je tipično za njega?

Ovo je 8-stupanjski, poluautomatski i sekvencijalni. Osim toga, ima najviši stupanj razvoja u svijetu. Vozač mijenja brzine u milisekundi! Za usporedbu, ista operacija najbržim vlasnicima običnih automobila traje najmanje nekoliko sekundi.

Ako ste u ovoj temi, onda ste vjerojatno čuli izreku da u autima nema brzine unatrag. To je istina?

Ne.

Svaki F1 pogon ima brzinu za vožnju unatrag. Štoviše, njegova prisutnost je potrebna u skladu s pravilima FIA-e.

Formula 1 - g-sile i aerodinamika

Već smo spomenuli preopterećenja kočnica, no na njih ćemo se vraćati kako se tema aerodinamike bude razvijala.

Glavno pitanje, koje će od samog početka malo razvedriti situaciju, jest princip sklapanja automobila. Pa, cijela struktura radi kao obrnuto krilo aviona. U smislu da umjesto podizanja automobila, svi sastavni dijelovi stvaraju potisnu silu. Osim toga, oni, naravno, minimiziraju otpor zraka tijekom kretanja.

Downforce je vrlo važan parametar u utrkama jer osigurava takozvanu aerodinamičku trakciju koja olakšava prolazak kroz zavoje. Što je veća, to će vozač brže proći zavoj.

A kada se povećava aerodinamički potisak? Kada se brzina poveća.

U praksi, ako vozite na gas, lakše će vam biti izaći iza ugla nego da ste oprezni i gasili. Čini se kontraintuitivnim, ali u većini slučajeva jest. Pri maksimalnoj brzini potisna sila doseže 2,5 tone, što značajno smanjuje rizik od proklizavanja i drugih iznenađenja u zavojima.

S druge strane, aerodinamika automobila ima lošu stranu - pojedini elementi stvaraju otpor, što usporava (osobito na ravnim dijelovima staze).

Ključni elementi aerodinamičkog dizajna

Dok dizajneri naporno rade kako bi cijeli F1 bolid bio u skladu s osnovnom aerodinamikom, neki elementi dizajna postoje samo za stvaranje potisne sile. Riječ je o:

• prednje krilo - ono je prvo u kontaktu sa strujanjem zraka, dakle najvažnije. Cijeli koncept počinje s njim, jer on organizira i raspoređuje sav otpor među ostatkom stroja;
• bočni elementi - oni rade najteži posao, jer skupljaju i organiziraju kaotičan zrak s prednjih kotača. Zatim ih šalju do ulaza za hlađenje i u stražnji dio automobila;
• Stražnje krilo - skuplja mlaznice zraka iz ranijih elemenata i koristi ih za stvaranje potisne sile na stražnjoj osovini. Osim toga (zahvaljujući DRS sustavu) smanjuje otpor na ravnim dionicama;
• pod i difuzor - dizajnirani na način da stvaraju pritisak uz pomoć zraka koji struji ispod automobila.

Razvoj tehničke misli i preopterećenja

Sve bolja aerodinamika ne samo da povećava performanse vozila, već i stres vozača. Ne morate biti stručnjak za fiziku da biste znali da što brže automobil skreće u zavoj, to je veća sila koja na njega djeluje.

Isto je i s osobom koja sjedi u autu.

Na stazama s najstrmijim zavojima G-sile dosežu 6G. To je puno? Zamislite da vam netko pritisne glavu snagom od 50 kg, a vaši vratni mišići se moraju nositi s tim. To je ono s čime se trkači suočavaju.

Kao što vidite, preopterećenje se ne može olako shvatiti.

Dolaze li promjene?

Mnogo je znakova da će se u nadolazećim godinama dogoditi revolucija u aerodinamici automobila. Od 2022. nova tehnologija će se pojaviti na F1 stazama koristeći učinak usisavanja umjesto pritiska. Ako to uspije, poboljšani aerodinamički dizajn više nije potreban i izgled vozila će se dramatično promijeniti.

Ali hoće li doista biti tako? Vrijeme će pokazati.

Koliko je teška Formula 1?

Već znate sve najvažnije dijelove automobila i vjerojatno želite znati koliko su zajedno teški. Prema najnovijim propisima, minimalna dopuštena masa vozila je 752 kg (uključujući vozača).

Formula 1 - tehnički podaci, tj. sažetak

Postoji li bolji način da se sažeti članak o F1 automobilu od odabira najvažnijih tehničkih podataka? Na kraju jasno daju do znanja za što je stroj sposoban.

Evo svega što trebate znati o F1 bolidu:

• motor - V6 hibrid s turbopunjačem;
• kapacitet - 1,6 l;
• snaga motora - cca. 1000 KS;
• ubrzanje do 100 km / h - oko 1,7 s;
• maksimalna brzina - ovisi.

Zašto “ovisi o okolnostima”?

Jer u slučaju posljednjeg parametra imamo dva rezultata, koja je postigla Formula 1. Maksimalna brzina u prvoj je bila 378 km / h. Ovaj rekord je 2016. na ravnoj liniji postavio Valtteri Bottas.

No, bio je i još jedan test u kojem je automobil kojim je upravljao van der Merwe probio barijeru od 400 km / h. Nažalost, rekord nije priznat jer nije postignut u dvije vožnje (uz vjetar i uz vjetar).

Sažimamo članak po cijeni automobila, jer je i ovo zanimljiva zanimljivost. Čudo moderne automobilske industrije (u smislu pojedinih dijelova) košta nešto više od 13 milijuna dolara. Međutim, imajte na umu da je to cijena bez troškova razvoja tehnologije, a inovacija se najviše isplati.

Iznos potrošen na istraživanje doseže mnogo milijardi dolara.

Iskusite automobile Formule 1 sami

Želite li iskusiti kako je sjediti za volanom automobila i osjetiti njegovu snagu? Sad ti to možeš!

Pogledajte našu ponudu koja će vam omogućiti da postanete F1 vozač:

https://go-racing.pl/jazda/361-zostan-kierowca-formuly-f1-szwecja.html