E vitture di Formula 1 - tuttu ciò chì avete bisognu di sapè
Cuntenuti
E vitture di Formula 1 sò l'incarnazione fisica di l'ultimi avanzi in l'industria di l'automobile. Fighjendu e razziali furnisce a dosa ghjusta di eccitazione in sè stessu, ma i veri fans sapemu chì e cose più impurtanti succedenu fora di a pista. L'innuvazione, a prova, l'ingegneria lotta per fà a vittura ancu 1 km / h più veloce.
Tuttu chistu significa chì a corsa hè solu una piccula parte di ciò chì a Formula 1 hè.
È tù? Avete mai dumandatu cumu hè custruitu una vittura di Formula 1? Chì sò e so caratteristiche è perchè ottene una velocità cusì tremenda? Sì cusì, allora site ghjuntu à u locu ghjustu.
Amparate tuttu da l'articulu.
Formula 1 Car - elementi strutturali basi
A Formula 1 hè custruita intornu à uni pochi di elementi chjave. Cunsideremu ognunu di elli separatamente.
Monocoque è chassis
I diseggiani di a vittura s'adattanu tutti l'elementi à a so parte principale - u chassis, l'elementu cintrali di quale hè u chjamatu monocoque.Se una vittura di Formula 1 avia un core, seria quì.
U monocoque pesa circa 35 kg è eseguisce unu di i travaglii più impurtanti - per prutege a salute è a vita di u cunduttore. Per quessa, i diseggiani facenu ogni sforzu per sustene ancu i scontri critichi.
Ancu in questa zona di a vittura ci hè un tank di carburante è una bateria.
Tuttavia, u monocoque hè in u core di a vittura per un altru mutivu. Hè quì chì i diseggiani assemble l'elementi basi di a vittura, cum'è:
- unità di guida,
- cambio,
- zone di macinazione standard,
- suspension avant).
Avà andemu à e dumande principali: da chì hè custituitu un monocoque? Cumu travaglia ?
A basa hè un quadru d'aluminiu, i.e. maglia, in forma pocu sfarente da u favo. I diseggiani allora copre stu quadru cù almenu 60 strati di fibra di carbonu flexible.
Questu hè solu u principiu di u travagliu, perchè dopu u monocoque passa per laminazione (600 volte!), Aspirazione di l'aria in un vacuum (30 volte) è curazione finale in un fornu speciale - autoclave (10 volte).
Inoltre, i diseggiani prestanu una grande attenzione à i zoni crumple laterali. In questi lochi, a vittura di Formula 1 hè soprattuttu vulnerabile à scontri è diversi accidenti, è dunque esige una prutezzione supplementaria. Hè sempre à livellu monoscocca è presenta una strata extra di 6 mm di fibra di carbone è nylon.
U sicondu materiale pò ancu esse truvatu in l'armatura di u corpu. Havi proprietà d'absorzione di forza cinetica, cusì hè ancu grande per a Formula 1. Si trova ancu in altrò in u carru (per esempiu, in a testa chì prutegge a testa di u cunduttore).
dashboard
Cum'è u monocoque hè u centru di a vittura sana, u cockpit hè u centru di u monocoque. Di sicuru, questu hè ancu u locu da induve u cunduttore conduce u veiculu. Dunque, ci sò trè cose in u cockpit:
- poltrona,
- volante,
- pedali.
Una altra caratteristica impurtante di questu elementu hè a strettezza. À a cima, a cabina hè larga 52 cm - solu abbastanza per mette sottu à l'arme di u cunduttore. Tuttavia, più bassa hè, più stretta hè. À l'altezza di a gamba, u cockpit hè solu 32 cm di larghezza.
Perchè un tali prughjettu?
Per dui mutivi assai impurtanti. Prima di tuttu, a cabina stretta furnisce à u cunduttore assai più sicurità è prutezzione contra i sovraccarichi. Siconda, rende a vittura più aerodinamica è distribuisce u pesu megliu.
Infine, deve esse aghjuntu chì a vittura di F1 hè praticamente propensu à guidà. U cunduttore si mette nantu à una inclinazione cù i pedi più altu ch'è i fianchi.
Volante
Se sente chì u volante di a Formula 1 ùn hè micca assai sfarente di u volante di una vittura standard, vi sbagliate. Ùn si tratta micca solu di a forma, ma ancu di i buttoni di funzione è altre cose impurtanti.
Prima di tuttu, i diseggiani creanu un volante individualmente per un cunduttore specificu. Piglianu un cast di e so mani clenched, è dopu nantu à questa basa è tenendu in contu i suggerimenti di u rally driver, preparanu u pruduttu finali.
In apparenza, u volante di una vittura s'assumiglia à una versione un pocu simplificata di un dashboard di l'aeronautica. Questu hè perchè hà parechji buttoni è pomi chì u cunduttore usa per cuntrullà diverse funzioni di a vittura. Inoltre, in a so parte cintrali ci hè un display LED, è nantu à i lati ci sò manichi, chì, sicuru, ùn pudia micca mancassi.
Curiosamente, a parte posteriore di u volante hè ancu funziunale. L'embrague è i paddle shifters sò più cumunimenti posti quì, ma certi cunduttori utilizanu ancu stu spaziu per i buttoni di funzione supplementari.
salutu
Questa hè una invenzione relativamente nova in Formula 1 cum'è apparsu solu in 2018. Chì ? U sistema Halo hè rispunsevule per a prutezzione di a testa di u cunduttore in un accidente. Pesa circa 7 kg è si compone di dui parti:
- un quadru di titaniu chì circunda a testa di u cavaliere;
- un dettagliu supplementu chì sustene tutta a struttura.
Mentre a descrizzione ùn hè micca impressiunanti, Halo hè veramente estremamente affidabile. Puderà sustene a pressione finu à 12 tunnellate. Per l'illustrazione, questu hè u stessu pesu per un autobus è mezu (secondu u tipu).
Cars di Formula 1 - Elementi di guida
Sapete digià i blocchi di custruzzione di basa di una vittura. Avà hè u tempu di scopra u tema di cumpunenti di travagliu, à dì:
- pendenti,
- pneumatici
- freni.
Cunsideremu ognunu di elli separatamente.
Suspension bracket
In una vittura di Formula 1, i requisiti di sospensione sò ligeramente diffirenti da quelli di e vitture nantu à e strade normali. Prima di tuttu, ùn hè micca pensatu per furnisce cunfortu di guida. Invece, si deve fà:
- a vittura era prevedibile
- u travagliu di i pneumatici era adattatu,
- l'aerodinamica era à u più altu livellu (parleremu di l'aerodinamica più tardi in l'articulu).
Inoltre, a durabilità hè una caratteristica impurtante di a sospensjoni F1. Questu hè duvuta à u fattu chì durante u muvimentu sò esposti à e forze enormi chì anu bisognu di superà.
Ci sò trè tippi principali di cumpunenti di sospensjoni:
- internu (cumprese molle, ammortizzatori, stabilizzatori);
- esterni (cumpresi assi, cuscinetti, supporti di rota);
- aerodinamica (armi rocker è steering gear) - sò un pocu sfarente di i precedenti, perchè in più di a funzione meccanica creanu pressione.
In fondu, dui materiali sò usati per fabricà a sospensjoni: metallu per i cumpunenti interni è fibra di carbone per i cumpunenti esterni. In questu modu, i diseggiani aumentanu a durabilità di tuttu.
A sospensione in F1 hè un tema abbastanza complicatu, perchè per via di l'altu risicu di rottura, deve risponde à i stretti standard FIA. In ogni casu, ùn avemu micca aspittà nantu à elli in dettagliu quì.
Pneumatici
Semu ghjunti à unu di i prublemi più simplici in a corsa di Formula 1 - i pneumatici. Questu hè un tema abbastanza largu, ancu s'ellu ci focalizemu solu nantu à i prublemi più impurtanti.
Pigliate, per esempiu, a stagione 2020. L'urganizatori avianu 5 tippi di pneumatici per piste secche è 2 per piste umide. Chì ghjè a diffarenza ? Ebbè, i pneumatici di pista secca ùn anu micca battistrada (u so altru nome hè slicks). Sicondu a mistura, u fabricatore li etichetta cù simboli da C1 (più duru) à C5 (più dolce).
In seguitu, u fornitore ufficiale di pneumatici Pirelli selezziunà 5 tippi da u pool dispunibile di 3 cumposti, chì saranu dispunibuli per i squadre durante a corsa. Li marca cù i seguenti culori:
- rossu (dolu),
- giallu (mediu),
- biancu (duru).
Hè cunnisciutu da a fisica chì u mischju più suave, u megliu l'aderenza. Questu hè soprattuttu impurtante in curre, perchè permette à u cunduttore di muvimenti più veloce. Per d 'altra banda, u benefiziu di un pneumaticu più rigidu hè a durabilità, chì significa chì a vittura ùn deve micca falà in a scatula cusì rapidamente.
Quandu si tratta di pneumatici bagnati, i dui tipi di pneumatici dispunibuli sò principarmenti in a so capacità di drenagiu. Hanu culori:
- verde (cù piova ligera) - cunsumu finu à 30 l / s à 300 km / h;
- blu (per piogge forti) - cunsumu finu à 65 l/s à 300 km/h.
Ci hè ancu certi requisiti per l'usu di pneumatici. Se, per esempiu, un cunduttore avanza à a terza volta di qualificazione (Q3), deve principià cù i pneumatici cù u megliu tempu in a volta precedente (Q2). Un altru requisitu hè chì ogni squadra deve aduprà almenu 2 composti di pneumatici per razza.
Tuttavia, sti cundizioni s'applicanu solu à i pneumatici di pista secca. Ùn funzionanu micca quandu piove.
Freni
À una velocità vertiginosa, i sistemi di frenu cù a quantità ghjusta di forza sò ancu richiesti. Quantu hè grande ? Tantu cusì chì pressu u pedale di frenu provoca sovraccarichi di finu à 5G.
Inoltre, i vitture utilizanu dischi di frenu di carbone, chì hè una altra diferenza da e vitture tradiziunali. I dischi fatti di stu materiale sò assai menu durable (abbastanza per circa 800 km), ma ancu più ligeri (pesu circa 1,2 kg).
A so funzione supplementaria, ma micca menu impurtante hè 1400 buchi di ventilazione, chì sò necessarii perchè sguassate e temperature critiche. Quandu frenate da e roti, ponu ghjunghje sin'à 1000 ° C.
Formula 1 - mutore è e so caratteristiche
Hè u tempu di ciò chì i tigri amanu u più, u mutore di Formula 1. Videmu di ciò chì hè custituitu è cumu funziona.
Ebbè, dapoi parechji anni, i vitture sò stati alimentati da motori turboalimentati ibridi V6 di 1,6 litri. Sò custituiti da parechje parti principali:
- mutore à combustione interna,
- dui mutori elettrici (MGU-K è MGU-X),
- turbocompressori,
- batteria.
Quanti cavalli hà a Formula 1 ?
A cilindrata di u mutore hè chjuca, ma ùn vi lasciate micca ingannatu. L'accionamentu ottene una putenza di circa 1000 hp. U mutore di combustione turbocharged produce 700 hp, cù 300 hp supplementari. generatu da dui sistemi elettrici.
Tuttu chistu si trova ghjustu daretu à u monocoque è, in più di u rolu evidenti di l'accionamentu, hè ancu una parte constructiva. In u sensu chì i meccanichi aghjunghjenu a sospensjoni posteriore, i roti è a scatula di trasmissione à u mutore.
L'ultimu elementu impurtante chì a unità di putenza ùn puderia micca fà senza hè i radiatori. Ci sò trè di elli in a vittura: dui grandi à i lati è unu più chjucu immediatamente daretu à u cunduttore.
Combustione
Mentre a dimensione di un mutore di Formula 1 hè discreta, u cunsumu di carburante hè una altra materia. I vitture brusgianu in ghjiru à 40 l/100 km in questi ghjorni. Per u laicu, sta figura pari enormosa, ma paragunata à i risultati storichi, hè abbastanza modesta. E prime vitture di Formula 1 anu cunsumatu ancu 190 l / 100 km !
A diminuzione di stu risultatu vergognosu hè in parte per via di u sviluppu di a tecnulugia, è in parte per limitazioni.
I reguli di a FIA stabiliscenu chì una vittura F1 pò cunsumà un massimu di 145 litri di carburante in una corsa. Una curiosità supplementaria hè u fattu chì da u 2020 ogni vittura hà dui metri di flussu chì monitoranu a quantità di carburante.
Ferrari hà cuntribuitu in parte. A Formula 1 di a squadra hà dettu chì hà utilizatu spazii grigi è cusì sguassate e restrizioni.
Infine, mencioneremu u tank di carburante, perchè difiere da u standard. Quale? Prima di tuttu, u materiale. U fabricatore face u tank cum'è s'ellu facia per l'industria militare. Questu hè un altru fattore di sicurità postu chì e fughe sò mantenite à u minimu.
Trasmissione
U tema di u drive hè strettamente ligatu à a scatula di trasmissione. A so tecnulugia hà cambiatu à u stessu tempu chì a F1 hà cuminciatu à aduprà motori hibridi.
Chì ghjè tipicu per ellu?
Questu hè un 8-vitezza, semi-automatica è sequenziale. Inoltre, hà u più altu livellu di sviluppu in u mondu. U cunduttore cambia marcia in millisecondi! Per paragunà, a stessa operazione pigghia almenu uni pochi di seconde per i pruprietarii di vitture ordinarie più veloci.
Sè vo site nantu à u sughjettu, avete prubabilmente intesu dì chì ùn ci hè micca retromarcia in vitture. Questu hè veru?
Micca.
Ogni unità F1 hà una marcia inversa. Inoltre, a so presenza hè necessaria in cunfurmità cù e regule FIA.
Formula 1 - forze g è aerodinamica
Avemu digià mintuatu i sopraccarichi di frenu, ma avemu da vultà à elli cum'è u tema di l'aerodinamica si sviluppa.
A quistione principale, chì da u principiu hà da splenderà a situazione un pocu, hè u principiu di l'assemblea di vittura. Ebbè, tutta a struttura funziona cum'è un'ala d'aereo invertita. In u sensu chì invece di alzà a vittura, tutti i blocchi creanu downforce. Inoltre, di sicuru, minimize a resistenza di l'aria durante u muvimentu.
Downforce hè un paràmetru assai impurtante in a corsa perchè furnisce a cusì chjamata trazione aerodinamica, chì rende più faciule in curva. U più grande hè, u più veloce u cunduttore passerà u turnu.
È quandu cresce a spinta aerodinamica? Quandu a vitezza aumenta.
In pràtica, s'è vo guidate nantu à u gasu, serà più faciule per voi per andà in l'angulu cà s'è tù era attentu è throttle. Sembra counterintuitive, ma in a maiò parte di i casi hè. À a velocità massima, u downforce righjunghji 2,5 tunnillati, chì reduce significativamente u risicu di skidding è altre sorprese in curva.
Per d 'altra banda, l'aerodinamica di a vittura hà un svantaghju - elementi individuali creanu resistenza, chì rallenta (in particulare in sezzioni dritti di a pista).
Elementi chjave di u disignu aerodinamicu
Mentre i diseggiani travaglianu duramente per mantene a vittura di F1 sana in linea cù l'aerodinamica basica, alcuni elementi di design esistenu solu per creà una forza. Si tratta di:
- front wing - hè u primu in cuntattu cù u flussu di l'aria, cusì u più impurtante. U cuncettu tutale principia cun ellu, perchè urganizeghja è distribuisce tutte a resistenza trà u restu di a macchina;
- elementi laterali - facenu u travagliu più duru, perchè recullanu è urganizanu l'aria caòtica da i roti di fronte. Allora li mandanu à l'inlets di rinfrescante è in u spinu di a vittura;
- Rear Wing - Raccoglie i getti d'aria da elementi precedenti è li usa per creà una forza aerodinamica nantu à l'asse posteriore. In più (grazie à u sistema DRS) riduce u trascinamentu nantu à e sezioni dritte;
- pavimentu è diffusore - cuncepitu in modu per creà pressione cù l'aiutu di l'aria chì scorri sottu à a vittura.
Sviluppu di u pensamentu tecnicu è a sovraccarichi
L'aerodinamica sempre più migliorata aumentanu micca solu u rendiment di u veiculu, ma ancu u stress di u driver. Ùn avete bisognu di esse un espertu in fisica per sapè chì più veloce una vittura si trasforma in un angulu, più grande hè a forza chì agisce nantu à questu.
Hè listessa cù a persona à pusà in vittura.
Nant'à e piste cù e curve più ripide, e forze G righjunghjenu 6G. Hè assai? Imagine chì qualchissia pressu nantu à a testa cù una forza di 50 kg, è i musculi di u collu anu da affruntà. Hè ciò chì i corridori sò affruntati.
Comu pudete vede, l'overloading ùn pò micca esse pigliatu ligeramente.
I cambiamenti venenu?
Ci sò parechji segni chì una rivoluzione in l'aerodinamica di l'auto hà da esse fattu in l'anni à vene. Da u 2022, a nova tecnulugia apparirà nantu à e piste di F1 utilizendu l'effettu di l'aspirazione invece di a pressione. Se questu funziona, u disignu aerodinamicu migliuratu ùn hè più necessariu è l'aspettu di i veiculi cambierà drasticamente.
Ma serà veramente cusì ? U tempu mostrarà.
Quantu pesa a Formula 1 ?
Sapete digià tutte e parti più impurtanti di una vittura è probabilmente vulete sapè quantu pesanu inseme. Sicondu l'ultimi rigulamenti, u pesu minimu permessu di u veiculu hè 752 kg (cumpresu u cunduttore).
Formula 1 - dati tecnichi, vale à dì riassuntu
Chì megliu modu per sintetizà un articulu di vittura F1 cà una selezzione di i dati tecnichi più impurtanti? In fine, facenu chjaru ciò chì a macchina hè capace di.
Eccu tuttu ciò chì avete bisognu di sapè nantu à una vittura F1:
- mutore - turbocharged V6 hybrid;
- capacità - 1,6 l;
- putenza di u mutore - circa. 1000 hp;
- accelerazione à 100 km / h - circa 1,7 s;
- vitezza massima - dipende.
Perchè "dipende da e circustanze"?
Perchè in u casu di l'ultimu paràmetru, avemu dui risultati, chì sò stati ottenuti da a Formula 1. A velocità massima in u primu era 378 km / h. Stu record hè statu stabilitu in u 2016 nantu à una linea recta da Valtteri Bottas.
In ogni casu, ci era ancu una altra prova in quale a vittura, guidata da van der Merwe, hà rottu a barriera di 400 km / h. Sfurtunatamente, u record ùn hè statu ricunnisciutu cum'è ùn hè statu ottenutu in dui calore (upwind è upwind).
Riassumemu l'articulu à u costu di a vittura, perchè questu hè ancu una curiosità interessante. U miraculu di l'industria di l'automobile muderna (in termini di parti individuali) costa pocu più di $ 13 milioni. Tenite in mente, però, chì questu hè u prezzu escludendu u costu di u sviluppu di a tecnulugia, è l'innuvazione vale u più.
A quantità spesa in a ricerca righjunghji parechji miliardi di dollari.
Pruvate e vitture di Formula 1 da sè stessu
Vulete sperimentà ciò chì hè à pusà à u volante di una vittura è sente u so putere? Avà pudete fà!
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