Τεχνολογία Formula 1 σε αυτοκίνητα δρόμου: Μέρος 1

2
Τεχνολογία Formula 1 σε αυτοκίνητα δρόμου: Μέρος 1

Ενώ η σειρά του Netflix Οδηγήστε για να επιβιώσετε έχει βάλει στο προσκήνιο το δράμα, τους ανταγωνισμούς και τον έντονο ανταγωνισμό στη Formula 1 που εμφανίζεται μεταξύ των οδηγών, των ομάδων και των ιδιοκτητών τους (μαζί με τα προφανή από τον Will Buxton), έχει αναμφισβήτητα λιγότερη εστίαση στις πραγματικές τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται από τα αυτοκίνητα.

Ορισμένες από αυτές τις καινοτομίες, συμπεριλαμβανομένων των υλικών και των αεροδυναμικών εξαρτημάτων και των αναρτήσεων, όχι μόνο έφεραν νίκες στην πίστα, αλλά έχουν μπει και στα καθημερινά αυτοκίνητα δρόμου.

Ανθρακόνημα

Η μείωση βάρους λειτουργεί χέρι-χέρι με την αεροδυναμική για τη μεγιστοποίηση της απόδοσης στην πίστα.

Τα μονοθέσια της Formula 1 όπως το Lotus 88 και η McLaren MP4/1 έφεραν επανάσταση στην τέχνη της μείωσης βάρους χωρίς να διακυβεύεται η ακαμψία ή η δομική ακεραιότητα του οχήματος μέσω της χρήσης ανθρακονημάτων.

Αν και οι ίνες άνθρακα είχαν εφευρεθεί στα τέλη της δεκαετίας του 1950, είχαν περιορισμένη πρακτική εφαρμογή στο πλαίσιο του αυτοκινήτου.

Γνωστή για την προσφορά ενός ιδανικού συνδυασμού απίστευτης ακαμψίας και χαμηλού βάρους σε σύγκριση με το χάλυβα, τα Lotus 88 και McLaren MP4/1 ήταν τα πρώτα μονοθέσια της Formula 1 που χρησιμοποίησαν εκτενώς αυτό το υλικό, με το MP4/1 να διαθέτει μονοκόμματο ανθρακονήματα μονοκόκ σασί.

Στην πραγματικότητα, μια ευρέως διαδεδομένη πεποίθηση είναι ότι ο οδηγός της McLaren John Watson μπόρεσε να επιβιώσει από τη συντριβή του στο Ιταλικό Grand Prix λόγω της ακαμψίας του μονοκόκ από ανθρακονήματα που χρησιμοποιούσε το αυτοκίνητό του.

Σήμερα, τα εξαρτήματα από ανθρακονήματα είναι συνηθισμένα σε οχήματα κύρους και απόδοσης, καθώς συνεχίζουν να προσφέρουν οφέλη βάρους και ακαμψίας σε σχέση με τα μεταλλικά εναλλακτικά. Οχήματα επιδόσεων όπως οι BMW M3 και M4, ακόμη και grand tourers όπως το Lexus LC, διατίθενται με οροφές από ανθρακονήματα που μειώνουν τη μάζα και βοηθούν επίσης στη βελτίωση της συνολικής συμπεριφοράς του οχήματος χαμηλώνοντας το κέντρο βάρους του αυτοκινήτου.

Άλλα σπορ σεντάν, όπως η Alfa Romeo Giulia και πιο οικονομικά σπορ αυτοκίνητα, όπως το νέο Nissan Z, χρησιμοποιούν εξαρτήματα από ανθρακονήματα, όπως άξονα προπέλας από ανθρακονήματα (Giulia) και άξονα μετάδοσης κίνησης (εκδόσεις του Nissan Z με χειροκίνητο εξοπλισμό).

Ένα από τα λίγα αυτοκίνητα χωρίς επιδόσεις σε σχετικά προσιτή τιμή που ακολουθούν πιο στενά τα βήματα του MP4/1 και του Lotus 88 είναι το BMW i3 που καταργήθηκε πρόσφατα. Το πλαίσιο, γνωστό ως μονάδα «Life» στην αρχιτεκτονική LifeDrive της BMW, είναι μια κάψουλα κατασκευασμένη εξ ολοκλήρου από πλαστικό ενισχυμένο με ανθρακονήματα (CFRP), με ειδικές διαδικασίες κόλλας και παραγωγής, όπως χύτευση μεταφοράς ρητίνης (RTM) που χρησιμοποιούνται για την ένωση του CFRP. εξαρτήματα.

Φυσικά, η τρέχουσα γκάμα αυτοκινήτων δρόμου της McLaren χρησιμοποιεί επίσης εκτενώς το υλικό και συνεχίζει να ακολουθεί πιο άμεσα τα βήματα των προγόνων της στη F1.

Το πιο πρόσφατο μοντέλο της μάρκας, το Artura, διαθέτει το νέο μονοκόκ σασί McLaren Carbon Lightweight Architecture (MCLA), το οποίο είναι επίσης βελτιστοποιημένο για υβριδικά κινητήρια σύνολα και ζυγίζει μόλις 82 κιλά, παρόλο που περιλαμβάνει δομές σύγκρουσης και φέρουσες διαδρομές.

Αεροδυναμική

Η αεροδυναμική παίζει επίσης κρίσιμο ρόλο στα μονοθέσια της Formula 1, με μεγάλες πίσω αεροτομές, μπροστινά φτερά και πολλά άλλα εξαρτήματα να παίζουν το ρόλο τους στη μείωση της ανύψωσης και στη μεγιστοποίηση της κάθετης δύναμης, για να διασφαλιστεί ότι τα ελαστικά ενός αυτοκινήτου της F1 πιέζονται σταθερά στην άσφαλτο ανά πάσα στιγμή. συμβάλλοντας στη μεγιστοποίηση των στροφών στις στροφές και στη μείωση των αποστάσεων φρεναρίσματος.

Η χρήση μεγάλων, λειτουργικών διαχυτών βοηθά επίσης στην ανάπτυξη ενός εφέ εδάφους, διαμορφώνοντας τον αέρα για να δημιουργηθεί ένα πεδίο χαμηλής πίεσης που ρουφάει το αυτοκίνητο στο δρόμο.

Το BT46B της Brabham χρησιμοποίησε καινοτόμα μια άλλη τεχνολογία για να μεγιστοποιήσει αυτό το εφέ εδάφους, δηλαδή έναν ανεμιστήρα. Κατασκευασμένο από τον Gordon Murray και έκανε το ντεμπούτο του στο Grand Prix της Σουηδίας του 1978, το BT46B διέθετε έναν ανεμιστήρα τοποθετημένο στην ουρά του που θα τροφοδοτείτο από τον flat-12 κινητήρα Alfa Romeo του αυτοκινήτου.

Οι κανονισμοί της F1 εκείνη την εποχή όριζαν ότι τα αυτοκίνητα δεν μπορούσαν να έχουν κινούμενα μέρη για να βελτιώσουν την αεροδυναμική, και έτσι ο πρωταρχικός σκοπός του ανεμιστήρα ήταν να ψύχει τα θερμαντικά σώματα του κινητήρα. Ωστόσο, ως φαινομενική παρενέργεια, ο ανεμιστήρας ρουφούσε επίσης αέρα για να δημιουργήσει ένα σημαντικό εφέ εδάφους, βοηθώντας τον οδηγό Niki Lauda να κερδίσει το GP της Σουηδίας.

Ενώ τα μεγάλα πίσω σπόιλερ και οι διαχύτες εμπνευσμένα από την F1 χρησιμοποιούνται από πολλά υπεραυτοκίνητα σήμερα, το νόμιμο υπεραυτοκίνητο T50 της Gordon Murray Automotive (GMA) χρησιμοποιεί επίσης έναν παρόμοιο ανεμιστήρα που τοποθετείται στην ουρά, ο οποίος τώρα τροφοδοτείται από έναν κινητήρα 48 volt. Η GMA ισχυρίζεται ότι ο ανεμιστήρας διαχειρίζεται ενεργά τη ροή αέρα κάτω και πάνω από το αμάξωμα, συμβάλλοντας στη δημιουργία της σωστής ισορροπίας μεταξύ οπισθέλκουσας και κάθετης δύναμης σε όλες τις ταχύτητες.

Συγκεκριμένα, το φημισμένο supercar McLaren F1 έκανε επίσης χρήση αεροδυναμικής υποβοηθούμενης από ανεμιστήρες, αν και διέθετε δύο μικρότερους ανεμιστήρες κρυμμένους στο αμάξωμα του αυτοκινήτου.

Ενεργή ανάρτηση

Διαθέτοντας ένα all-star ρόστερ που σε διάφορα σημεία περιελάμβανε την τεχνική ιδιοφυΐα Adrian Newey και οδηγούς όπως ο Nigel Mansell, ο Alain Prost και ο Ayrton Senna, η Williams ήταν μια από τις κυρίαρχες ομάδες στη F1 κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1990.

Ωστόσο, η επιτυχία του δεν οφειλόταν μόνο σε ειδικευμένους οδηγούς, με τις τεχνολογικές καινοτομίες να αποτελούν επίσης σημαντικό παράγοντα. Μία από αυτές τις καινοτομίες ήταν το ελεγχόμενο από υπολογιστή ενεργό σύστημα υδραυλικής ανάρτησης που πρωτοστάτησε η Williams FW14B τη σεζόν F1 του 1992.

Όταν κάνετε μια στροφή σε μια πίστα, οι εξωτερικοί τροχοί ενός αυτοκινήτου υφίστανται μεγαλύτερες δυνάμεις από τους εσωτερικούς τροχούς, καθιστώντας τα αυτοκίνητα ανισορροπημένα, εισάγοντας κύλιση και αναγκάζοντας έτσι τον οδηγό να επιβραδύνει για να αποτρέψει την υπερβολική υποστροφή.

Το σύστημα ενεργής ανάρτησης στο FW14B χρησιμοποίησε υδραυλικά εξαρτήματα υψηλής πίεσης που θα μπορούσαν να σκληρύνουν την ανάρτηση για τον εξωτερικό τροχό κατά τις στροφές, επιτρέποντας ένα επίπεδο ύψος οδήγησης που μείωσε την κύλιση και έδινε στον οδηγό περισσότερη αυτοπεποίθηση να κάνει στροφές με υψηλότερη ταχύτητα.

Επιπλέον, το ενεργό σύστημα ανάρτησης θα μπορούσε επίσης να ρίξει το ύψος οδήγησης του αυτοκινήτου στις ευθείες για να μειώσει την αντίσταση και, κατά συνέπεια, να αυξήσει την τελική ταχύτητα.

Τα αποτελέσματα ήταν ξεκάθαρα, με το FW14B, με οδηγό τους Nigel Mansell και Ricardo Patrese, να κέρδισε 10 από τα 16 Grand Prix τη σεζόν F1 του 1992. Στην πραγματικότητα, η τεχνολογία ήταν τόσο επιτυχημένη που η FIA (το κυβερνών σώμα του μηχανοκίνητου αθλητισμού παγκοσμίως) την απαγόρευσε στους αγώνες της Formula 1 για τη σεζόν του 1994 και μετά.

Παρόλα αυτά, τα πιο εξελιγμένα συστήματα ενεργής ανάρτησης, γνωστά και ως προσαρμοζόμενη ανάρτηση, συνεχίζουν να παρουσιάζονται έντονα στα αυτοκίνητα δρόμου σήμερα.

Αυτό περιλαμβάνει συστήματα που ελέγχουν ηλεκτρονικά τη διαδικασία απόσβεσης της ανάρτησης, είτε μέσω της χρήσης κινητήρων για τη ρύθμιση του ανοίγματος της βαλβίδας ροής του αποσβεστήρα είτε μέσω της χρήσης μαγνητορεολογικού ρευστού. Αυτό είναι ένα ρευστό με αιωρούμενα μεταλλικά σωματίδια, που μπορεί να αλλάξει το ιξώδες (πάχος) του ως απόκριση σε ένα ηλεκτρικό ρεύμα, επιτρέποντας την ακαμψία της ανάρτησης.

Παραδείγματα ενεργών/προσαρμοστικών συστημάτων ανάρτησης που χρησιμοποιούνται σήμερα περιλαμβάνουν το DCC (Dynamic Chassis Control) σε προϊόντα VW, την ανάρτηση Alfa Active της Alfa Romeo, καθώς και το Magnetic Ride Control (General Motors), MagneRide (Ford), Adaptive Dynamics (Jaguar), Porsche Active Suspension Management (PASM), Adaptive Variable Suspension (Lexus) και Four-C Chassis Control (Volvo).

ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΑ: Επεξηγήθηκε η προσαρμοστική ανάρτηση

παρόμοιες αναρτήσεις

Leave a Reply