Xe công thức 1 - mọi thứ bạn cần biết về chúng

Xe Công thức 1 là hiện thân vật lý của những tiến bộ mới nhất trong ngành công nghiệp ô tô. Bản thân việc xem các cuộc đua đã mang lại sự phấn khích thích hợp, nhưng những người hâm mộ chân chính biết rằng những điều quan trọng nhất sẽ xảy ra ngoài đường đua. Đổi mới, thử nghiệm, kỹ thuật đấu tranh để làm cho chiếc xe thậm chí còn nhanh hơn 1 km/h.

Tất cả điều này có nghĩa là đua xe chỉ là một phần nhỏ của Công thức 1.

Và bạn? Bạn đã bao giờ tự hỏi một chiếc xe công thức 1 được chế tạo như thế nào chưa? Đặc điểm của nó là gì và tại sao nó lại đạt được tốc độ khủng khiếp như vậy? Nếu vậy, thì bạn đã đến đúng nơi.

Bạn sẽ tìm hiểu về mọi thứ từ bài báo.

Xe công thức 1 - các yếu tố cấu trúc cơ bản

Công thức 1 được xây dựng xung quanh một vài yếu tố chính. Chúng ta hãy xem xét từng người trong số họ một cách riêng biệt.

Monocoque và khung

Các nhà thiết kế của chiếc xe đã lắp tất cả các yếu tố vào bộ phận chính của nó - khung gầm, yếu tố trung tâm của nó là cái gọi là thân liền khối... Nếu một chiếc xe Công thức 1 có trái tim, thì nó sẽ ở đây.

Thân xe liền khối nặng khoảng 35 kg và thực hiện một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất - bảo vệ sức khỏe và tính mạng của người lái. Do đó, các nhà thiết kế cố gắng hết sức để chịu được những va chạm nghiêm trọng.

Ngoài ra trong khu vực này của xe còn có một bình xăng và một bình ắc quy.

Tuy nhiên, bộ khung liền khối là trung tâm của chiếc xe vì một lý do khác. Ở đó, các nhà thiết kế lắp ráp các yếu tố chính của chiếc xe, chẳng hạn như:

• đơn vị ổ đĩa,
• hộp số,
• vùng mài tiêu chuẩn,
• hệ thống treo trước).

Bây giờ chúng ta hãy chuyển sang các câu hỏi chính: monocoque bao gồm những gì? Làm thế nào nó hoạt động?

Cơ sở là một khung nhôm, tức là. lưới, có hình dạng hơi khác so với tổ ong. Các nhà thiết kế sau đó phủ lên khung này ít nhất 60 lớp sợi carbon dẻo.

Đây mới chỉ là bước khởi đầu của công việc, bởi vì sau đó lớp vỏ liền khối trải qua quá trình cán màng (600 lần!), Hút không khí trong chân không (30 lần) và xử lý lần cuối trong lò đặc biệt - nồi hấp (10 lần).

Ngoài ra, các nhà thiết kế rất chú ý đến các múi nhàu sau. Ở những nơi này, xe Công thức 1 đặc biệt dễ bị va chạm và các tai nạn khác nhau, do đó cần được bảo vệ bổ sung. Nó vẫn ở mức độ nguyên khối và có thêm một lớp sợi carbon và nylon dài 6mm.

Vật liệu thứ hai cũng có thể được tìm thấy trong áo giáp. Nó có đặc tính hấp thụ lực động học, vì vậy nó cũng rất tốt cho Công thức 1. Nó cũng được tìm thấy ở những nơi khác trên xe hơi (ví dụ, trong tựa đầu bảo vệ đầu của người lái xe).

bảng điều khiển

Ảnh của David Prezius / Wikimedia Commons / CC BY 2.0

Giống như các khối liền khối là trung tâm của toàn bộ chiếc xe, buồng lái là trung tâm của khối liền khối. Tất nhiên, đây cũng là nơi xuất phát của người điều khiển phương tiện. Do đó, có ba thứ trong buồng lái:

• ghế bành,
• vô lăng,
• bàn đạp.

Một tính năng quan trọng khác của yếu tố này là độ kín. Ở phía trên, ca-bin rộng 52 cm - vừa đủ kê dưới nách người lái. Tuy nhiên, càng xuống thấp, nó càng hẹp lại. Ở chiều cao chân, buồng lái chỉ rộng 32 cm.

Tại sao một dự án như vậy?

Vì hai lý do rất quan trọng. Trước hết, cabin chật chội mang đến cho người lái sự an toàn hơn nhiều và bảo vệ khỏi tình trạng quá tải. Thứ hai, nó giúp chiếc xe trở nên khí động học hơn và phân bổ trọng lượng tốt hơn.

Cuối cùng, cần phải nói thêm rằng chiếc xe F1 thực tế rất dễ bị bẻ lái. Người lái xe ngồi nghiêng, chân cao hơn hông.

Tay lái

Nếu bạn cảm thấy vô lăng của xe đua Công thức 1 không khác nhiều so với vô lăng của xe tiêu chuẩn thì bạn đã nhầm. Nó không chỉ là về hình thức mà còn về các nút chức năng và những thứ quan trọng khác.

Trước hết, các nhà thiết kế tạo ra một vô lăng riêng cho một người lái xe cụ thể. Họ lấy hai bàn tay nắm chặt của anh ta, sau đó dựa trên cơ sở này và xem xét các đề xuất của người điều khiển cuộc biểu tình, họ chuẩn bị sản phẩm cuối cùng.

Về ngoại hình, vô lăng của ô tô giống như một phiên bản đơn giản hóa của bảng điều khiển máy bay. Điều này là do nó có nhiều nút và nút bấm mà người lái sử dụng để điều khiển các chức năng khác nhau của xe. Ngoài ra, ở phần trung tâm của nó có một màn hình LED và ở hai bên có tay cầm, tất nhiên là không thể thiếu.

Điều thú vị là phía sau vô lăng cũng có chức năng. Bộ ly hợp và lẫy chuyển số thường được đặt ở đây, nhưng một số người lái xe cũng sử dụng không gian này cho các nút chức năng bổ sung.

hào quang

Đây là một phát minh tương đối mới trong Công thức 1 vì nó chỉ xuất hiện vào năm 2018. Gì? Hệ thống Halo có nhiệm vụ bảo vệ phần đầu của người lái khi gặp tai nạn. Nó nặng khoảng 7 kg và bao gồm hai phần:

• khung titan bao quanh đầu người lái;
• một chi tiết bổ sung hỗ trợ toàn bộ cấu trúc.

Mặc dù mô tả không mấy ấn tượng, nhưng Halo thực sự cực kỳ đáng tin cậy. Nó có thể chịu được áp lực lên đến 12 tấn. Để minh họa, đây là cùng một trọng lượng cho một chiếc xe buýt rưỡi (tùy thuộc vào loại).

Xe Công Thức 1 - Các Yếu Tố Lái Xe

Bạn đã biết các khối cấu tạo cơ bản của một chiếc xe hơi. Bây giờ đã đến lúc khám phá chủ đề của các thành phần làm việc, cụ thể là:

• mặt dây chuyền,
• lốp xe
• hệ thống phanh.

Chúng ta hãy xem xét từng người trong số họ một cách riêng biệt.

Khung treo

Ảnh của Morio / Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0

Trong một chiếc xe Công thức 1, các yêu cầu về hệ thống treo có phần khác so với những chiếc xe trên đường bình thường. Trước hết, nó không được thiết kế để mang lại sự thoải mái khi lái xe. Thay vào đó, nó phải làm:

• chiếc xe có thể đoán trước được
• công việc của lốp xe là thích hợp,
• khí động học là đỉnh cao (chúng ta sẽ nói về khí động học ở phần sau của bài viết).

Ngoài ra, độ bền là một đặc điểm quan trọng của hệ thống treo F1. Điều này là do trong quá trình di chuyển, họ phải đối mặt với những lực lượng khổng lồ mà họ cần phải vượt qua.

Có ba loại thành phần chính của hệ thống treo:

• bên trong (bao gồm lò xo, giảm xóc, ổn định);
• bên ngoài (bao gồm trục, ổ trục, gối đỡ bánh xe);
• khí động học (cánh tay đòn và bánh lái) - chúng hơi khác so với những cái trước đó, bởi vì ngoài chức năng cơ học, chúng còn tạo ra áp suất.

Về cơ bản, hai vật liệu được sử dụng để sản xuất hệ thống treo: kim loại cho các thành phần bên trong và sợi carbon cho các thành phần bên ngoài. Bằng cách này, các nhà thiết kế tăng độ bền của mọi thứ.

Hệ thống treo trong F1 là một chủ đề khá phức tạp, bởi vì nó có nguy cơ bị hỏng cao nên nó phải đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt của FIA. Tuy nhiên, chúng tôi sẽ không tập trung vào chúng một cách chi tiết ở đây.

Lốp xe

Chúng ta đã đến với một trong những vấn đề đơn giản nhất trong cuộc đua Công thức 1 - lốp xe. Đây là một chủ đề khá rộng, ngay cả khi chúng ta chỉ tập trung vào những vấn đề quan trọng nhất.

Lấy ví dụ, mùa giải 2020. Ban tổ chức có 5 loại lốp dành cho đường khô và 2 loại dành cho đường ướt. Sự khác biệt là gì? Chà, lốp xe khô không có gai (tên gọi khác của chúng là slicks). Tùy thuộc vào hỗn hợp, nhà sản xuất dán nhãn chúng bằng các ký hiệu từ C1 (cứng nhất) đến C5 (mềm nhất).

Sau đó, nhà cung cấp lốp chính thức Pirelli sẽ chọn ra 5 loại từ nhóm 3 hợp chất có sẵn, sẽ được cung cấp cho các đội trong suốt cuộc đua. Đánh dấu chúng bằng các màu sau:

• đỏ (mềm),
• màu vàng (trung bình),
• trắng (cứng).

Từ vật lý, người ta biết rằng hỗn hợp càng mềm thì độ bám dính càng tốt. Điều này đặc biệt quan trọng khi vào cua vì nó cho phép người lái di chuyển nhanh hơn. Mặt khác, lợi ích của lốp cứng hơn là độ bền, có nghĩa là xe không phải lao xuống hộp nhanh chóng.

Khi nói đến lốp ướt, hai loại lốp có sẵn khác nhau chủ yếu ở khả năng thoát nước của chúng. Chúng có các màu:

• màu xanh lá cây (có mưa nhẹ) - mức tiêu thụ lên tới 30 l / s ở tốc độ 300 km / h;
• màu xanh lam (đối với mưa lớn) – mức tiêu thụ lên tới 65 l/s ở tốc độ 300 km/h.

Cũng có những yêu cầu nhất định đối với việc sử dụng lốp xe. Ví dụ: nếu một tay đua tiến vào vòng loại thứ ba (Q3), anh ta phải xuất phát với thời gian tốt nhất ở vòng trước (Q2). Một yêu cầu khác là mỗi đội phải sử dụng ít nhất 2 hợp chất lốp cho mỗi chặng đua.

Tuy nhiên, những điều kiện này chỉ áp dụng cho lốp khô. Chúng không hoạt động khi trời mưa.

Phanh

Ở tốc độ chóng mặt, hệ thống phanh với lượng lực phù hợp cũng được yêu cầu. Nó lớn như thế nào? Nhiều đến mức nhấn bàn đạp phanh gây ra tình trạng quá tải lên đến 5G.

Ngoài ra, xe sử dụng đĩa phanh carbon, đây là điểm khác biệt so với xe truyền thống. Đĩa làm bằng vật liệu này kém bền hơn nhiều (đủ cho khoảng 800 km), nhưng cũng nhẹ hơn (trọng lượng khoảng 1,2 kg).

Tính năng bổ sung nhưng không kém phần quan trọng của chúng là 1400 lỗ thông gió, cần thiết vì chúng loại bỏ nhiệt độ tới hạn. Khi bị hãm bởi các bánh xe, chúng có thể đạt nhiệt độ lên tới 1000°C.

Công thức 1 - động cơ và đặc điểm của nó

Đã đến lúc dành cho thứ mà những con hổ yêu thích nhất, động cơ Công thức 1. Hãy xem nó bao gồm những gì và hoạt động của nó như thế nào.

Vâng, trong vài năm nay, ô tô đã được trang bị động cơ tăng áp hybrid 6 lít V1,6. Chúng bao gồm một số phần chính:

• động cơ đốt trong,
• hai động cơ điện (MGU-K và MGU-X),
• bộ tăng áp,
• pin.

Công thức 1 có bao nhiêu con ngựa?

Sự dịch chuyển là nhỏ, nhưng đừng để bị lừa bởi điều đó. Bộ truyền động đạt được công suất khoảng 1000 mã lực. Động cơ đốt trong tăng áp tạo ra 700 mã lực, tăng thêm 300 mã lực. do hai hệ thống điện tạo ra.

Tất cả những điều này nằm ngay phía sau monocoque và, ngoài vai trò rõ ràng của ổ đĩa, nó cũng là một phần cấu tạo. Theo nghĩa cơ khí gắn hệ thống treo sau, bánh xe và hộp số vào động cơ.

Yếu tố quan trọng cuối cùng mà bộ nguồn không thể thiếu là bộ tản nhiệt. Có ba chiếc trong xe: hai chiếc lớn ở hai bên và một chiếc nhỏ hơn ngay sau người lái.

Đốt

Mặc dù kích thước của động cơ Công thức 1 không phô trương nhưng mức tiêu thụ nhiên liệu lại hoàn toàn là một vấn đề khác. Ô tô đốt khoảng 40 l / 100 km những ngày này. Đối với giáo dân, con số này có vẻ rất lớn, nhưng so với kết quả lịch sử thì nó khá khiêm tốn. Những chiếc xe Công thức 1 đầu tiên tiêu thụ thậm chí 190 l / 100 km!

Sự sụt giảm trong kết quả đáng xấu hổ này một phần là do sự phát triển của công nghệ, một phần là do những hạn chế.

Quy tắc của FIA quy định rằng một chiếc xe F1 có thể tiêu thụ tối đa 145 lít nhiên liệu trong một vòng đua. Một điều gây tò mò nữa là từ năm 2020, mỗi xe sẽ có hai đồng hồ đo lưu lượng theo dõi lượng nhiên liệu.

Ferrari đã đóng góp một phần. Được biết, Công thức 1 của đội này đã sử dụng các khu vực màu xám và do đó đã bỏ qua các hạn chế.

Cuối cùng, chúng tôi sẽ đề cập đến bình xăng, vì nó khác với bình tiêu chuẩn. Cái mà? Trước hết, chất liệu. Nhà sản xuất chế tạo chiếc xe tăng như thể anh ta đang làm nó cho ngành công nghiệp quân sự. Đây là một yếu tố an toàn khác vì rò rỉ được giảm thiểu.

Quá trình lây truyền

Ảnh của David Prezius / Wikimedia Commons / CC BY 2.0

Chủ đề truyền động liên quan mật thiết đến hộp số. Công nghệ của nó thay đổi cùng thời điểm F1 bắt đầu sử dụng động cơ hybrid.

Điều gì là tiêu biểu cho anh ta?

Đây là hộp số 8 cấp, bán tự động và tuần tự. Ngoài ra, nó có mức độ phát triển cao nhất trên thế giới. Người lái xe sang số trong một phần nghìn giây! Để so sánh, thao tác tương tự mất ít nhất vài giây đối với những chủ xe bình thường nhanh nhất.

Nếu bạn đang ở trong chủ đề này, chắc hẳn bạn đã từng nghe câu nói không có số lùi trên ô tô. Đây là sự thật?

Không.

Mỗi ổ F1 có một số lùi. Hơn nữa, sự hiện diện của anh ta là bắt buộc theo quy định của FIA.

Công thức 1 - lực g và khí động học

Chúng tôi đã đề cập đến tình trạng quá tải của phanh, nhưng chúng tôi sẽ quay lại với chúng khi chủ đề khí động học phát triển.

Câu hỏi chính, ngay từ đầu sẽ làm sáng tỏ tình hình một chút, là nguyên tắc lắp ráp ô tô. Vâng, toàn bộ cấu trúc hoạt động giống như một cánh máy bay đảo ngược. Theo nghĩa là thay vì nâng chiếc xe lên, tất cả các khối xây dựng đều tạo ra lực hướng xuống. Ngoài ra, tất nhiên, chúng giảm thiểu sức cản của không khí trong quá trình di chuyển.

Lực hướng xuống là một thông số rất quan trọng trong đua xe vì nó cung cấp cái gọi là lực kéo khí động học, giúp vào cua dễ dàng hơn. Nó càng lớn, người lái xe sẽ vượt qua ngã rẽ càng nhanh.

Và khi nào thì lực đẩy khí động học tăng lên? Khi tốc độ tăng.

Trong thực tế, nếu bạn đang lái xe bằng ga, bạn sẽ dễ dàng đi vào góc cua hơn là bạn cẩn thận và tăng ga. Nó có vẻ phản trực giác, nhưng trong hầu hết các trường hợp là như vậy. Ở tốc độ tối đa, lực xuống đạt 2,5 tấn, giúp giảm đáng kể nguy cơ trượt bánh và các bất ngờ khác khi vào cua.

Mặt khác, tính khí động học của chiếc xe có một nhược điểm - các yếu tố riêng lẻ tạo ra lực cản khiến xe chạy chậm lại (đặc biệt là trên các đoạn đường thẳng).

Các yếu tố thiết kế khí động học chính

Trong khi các nhà thiết kế làm việc chăm chỉ để giữ cho toàn bộ chiếc xe F1 phù hợp với khí động học cơ bản, một số yếu tố thiết kế chỉ tồn tại để tạo ra lực ép xuống. Đó là về:

• cánh trước - nó là nơi đầu tiên tiếp xúc với luồng không khí, vì vậy điều quan trọng nhất. Toàn bộ khái niệm bắt đầu với anh ta, bởi vì anh ta tổ chức và phân phối tất cả các lực cản giữa phần còn lại của bộ máy;
• các yếu tố phụ - chúng làm công việc khó khăn nhất, bởi vì chúng thu thập và sắp xếp không khí hỗn loạn từ các bánh trước. Sau đó, họ gửi chúng đến các cửa hút gió làm mát và vào phía sau xe;
• Cánh sau - Thu các tia khí từ các bộ phận trước đó và sử dụng chúng để tạo lực ép xuống trục sau. Ngoài ra (nhờ hệ thống DRS), nó giảm lực cản trên các đoạn thẳng;
• sàn và bộ khuếch tán - được thiết kế theo cách tạo ra áp suất với sự trợ giúp của không khí chảy dưới gầm xe.

Phát triển tư tưởng kỹ thuật và quá tải

Tính khí động học ngày càng được cải thiện không chỉ giúp tăng hiệu suất vận hành của xe mà còn giảm căng thẳng cho người lái. Bạn không cần phải là một chuyên gia về vật lý để biết rằng một chiếc xe vào góc cua càng nhanh thì lực tác dụng lên nó càng lớn.

Người ngồi trong xe cũng vậy.

Trên đường đua có khúc cua dốc nhất, lực G đạt 6G. Nó rất nhiều? Hãy tưởng tượng nếu ai đó đè lên đầu bạn một lực 50 kg, và cơ cổ của bạn phải chống chọi với nó. Đây là những gì các tay đua phải đối mặt.

Như bạn thấy, không thể coi nhẹ việc quá tải.

Những thay đổi sắp xảy ra?

Có nhiều dấu hiệu cho thấy một cuộc cách mạng về khí động học xe hơi sẽ diễn ra trong những năm tới. Từ năm 2022, công nghệ mới sẽ xuất hiện trên các đường đua F1 sử dụng tác dụng của lực hút thay vì áp suất. Nếu điều đó có hiệu quả, thiết kế khí động học cải tiến sẽ không còn cần thiết nữa và diện mạo của xe sẽ thay đổi đáng kể.

Nhưng nó sẽ thực sự như vậy? Thời gian sẽ hiển thị.

Công thức 1 nặng bao nhiêu?

Bạn đã biết tất cả các bộ phận quan trọng nhất của một chiếc ô tô và bạn có thể muốn biết chúng nặng bao nhiêu với nhau. Theo quy định mới nhất, trọng lượng tối thiểu cho phép của xe là 752 kg (kể cả người lái).

Công thức 1 - dữ liệu kỹ thuật, tức là tóm tắt

Có cách nào tốt hơn để tóm tắt một bài báo về xe F1 hơn là lựa chọn các dữ liệu kỹ thuật quan trọng nhất? Cuối cùng, họ làm rõ những gì máy có khả năng.

Dưới đây là mọi thứ bạn cần biết về một chiếc xe F1:

• động cơ - tăng áp kép V6;
• dung tích - 1,6 l;
• công suất động cơ - xấp xỉ. 1000 mã lực;
• tăng tốc lên 100 km / h - khoảng 1,7 giây;
• tốc độ tối đa - nó phụ thuộc.

Tại sao "nó phụ thuộc vào hoàn cảnh"?

Bởi vì trong trường hợp của tham số cuối cùng, chúng ta có hai kết quả đạt được theo Công thức 1. Tốc độ tối đa trong lần đầu tiên là 378 km / h. Kỷ lục này được thiết lập vào năm 2016 trên đường thẳng bởi Valtteri Bottas.

Tuy nhiên, cũng có một bài kiểm tra khác, trong đó chiếc xe do van der Merwe cầm lái đã phá rào 400 km / h, đáng tiếc là kỷ lục không được công nhận vì nó không đạt được trong hai lần tăng tốc (ngược chiều và ngược chiều).

Chúng tôi tóm tắt bài viết chi phí xe ô tô, vì đây cũng là một sự tò mò thú vị. Điều kỳ diệu của ngành công nghiệp ô tô hiện đại (tính theo từng bộ phận riêng lẻ) chỉ tốn hơn 13 triệu USD. Tuy nhiên, hãy nhớ rằng đây là mức giá không bao gồm chi phí phát triển công nghệ, và sự đổi mới là đáng giá nhất.

Số tiền chi cho nghiên cứu lên tới nhiều tỷ đô la.

Tự mình trải nghiệm những chiếc xe Công thức 1

Bạn có muốn trải nghiệm cảm giác ngồi vào tay lái của một chiếc ô tô và cảm nhận sức mạnh của nó không? Bây giờ bạn có thể làm điều đó!

Hãy xem ưu đãi của chúng tôi sẽ cho phép bạn trở thành tay đua F1:

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