Coches de Fórmula 1: todo o que necesitas saber sobre eles
Contido
Os coches de Fórmula 1 son a encarnación física dos últimos avances na industria da automoción. Ver as carreiras proporciona en si a dose correcta de emoción, pero os verdadeiros fans saben que as cousas máis importantes pasan fóra da pista. A innovación, as probas e a enxeñería loitan para facer que o coche sexa aínda 1 km/h máis rápido.
Todo isto significa que as carreiras son só unha pequena parte do que é a Fórmula 1.
E ti? Xa te preguntas como se constrúe un coche de Fórmula 1? Cales son as súas características e por que alcanza unha velocidade tan tremenda? Se é así, chegaches ao lugar indicado.
Aprenderás todo co artigo.
Coche de Fórmula 1: elementos estruturais básicos
A Fórmula 1 está construída en torno a algúns elementos clave. Consideremos cada un deles por separado.
Monocasco e chasis
Os deseñadores do coche encaixan todos os elementos na súa parte principal: o chasis, cuxo elemento central é o chamado monocasco.Se un coche de Fórmula 1 tivese un corazón, estaría aquí.
O monocasco pesa aproximadamente 35 kg e realiza unha das tarefas máis importantes: protexer a saúde e a vida do condutor. Polo tanto, os deseñadores fan todo o posible para soportar incluso colisións críticas.
Tamén nesta zona do coche hai un depósito de combustible e unha batería.
Non obstante, o monocasco está no corazón do coche por outro motivo. É alí onde os deseñadores montan os elementos principais do coche, como:
- unidade motriz,
- caixas de cambios,
- zonas de moenda estándar,
- suspensión dianteira).
Pasemos agora ás preguntas principais: en que consiste un monocasco? Como funciona?
A base é un marco de aluminio, é dicir. malla, de forma pouco diferente do panal. A continuación, os deseñadores recubren este cadro con polo menos 60 capas de fibra de carbono flexible.
Este é só o comezo do traballo, porque despois o monocasco pasa por laminación (600 veces!), Succión de aire ao baleiro (30 veces) e cura final nun forno especial - autoclave (10 veces).
Ademais, os deseñadores prestan moita atención ás zonas de arrugado lateral. Nestes lugares, o coche de Fórmula 1 é especialmente vulnerable a colisións e varios accidentes, polo que require unha protección adicional. Aínda está a nivel monocasco e presenta unha capa adicional de 6 mm de fibra de carbono e nailon.
O segundo material tamén se pode atopar na armadura corporal. Ten propiedades de absorción da forza cinética, polo que tamén é excelente para a Fórmula 1. Tamén se atopa noutros lugares do coche (por exemplo, no repousacabezas que protexe a cabeza do piloto).
panel de control
Do mesmo xeito que o monocasco é a peza central de todo o coche, a cabina é o centro do monocasco. Por suposto, este tamén é o lugar desde onde o condutor conduce o vehículo. Polo tanto, hai tres cousas na cabina:
- cadeira de brazos,
- volante,
- pedais.
Outra característica importante deste elemento é a estanqueidade. Na parte superior, a cabina ten 52 cm de ancho, o suficiente para caber baixo os brazos do condutor. Non obstante, canto máis baixo é, máis estreito é. Á altura das pernas, o habitáculo ten só 32 cm de ancho.
Por que tal proxecto?
Por dúas razóns moi importantes. En primeiro lugar, a reducida cabina proporciona ao condutor moita máis seguridade e protección contra as sobrecargas. En segundo lugar, fai que o coche sexa máis aerodinámico e distribúa mellor o peso.
Finalmente, hai que engadir que o coche de F1 é practicamente propenso a dirixir. O condutor senta nunha pendiente cos pés máis altos que as cadeiras.
Volante
Se pensas que o volante da Fórmula 1 non é moi diferente do volante dun coche estándar, estás equivocado. Non se trata só do formulario, senón tamén dos botóns de función e outras cousas importantes.
En primeiro lugar, os deseñadores crean un volante individualmente para un condutor específico. Levan un molde das súas mans apertadas e, a partir desta base e tendo en conta as suxestións do piloto de rallyes, preparan o produto final.
En aparencia, o volante dun coche aseméllase a unha versión algo simplificada do cadro de mandos dun avión. Isto débese a que ten moitos botóns e botóns que o condutor utiliza para controlar varias funcións do vehículo. Ademais, na súa parte central hai unha pantalla LED, e nos laterais hai asas que, por suposto, non podían faltar.
Curiosamente, a parte traseira do volante tamén é funcional. Na maioría das veces, o embrague e as palancas de cambio colócanse aquí, pero algúns condutores tamén usan este espazo para botóns de función adicionais.
halo
Este é un invento relativamente novo na Fórmula 1 xa que só apareceu en 2018. Que? O sistema Halo é o encargado de protexer a cabeza do condutor nun accidente. Pesa aproximadamente 7 kg e consta de dúas partes:
- un cadro de titanio que rodea a cabeza do piloto;
- un detalle adicional que sustenta toda a estrutura.
Aínda que a descrición non é impresionante, Halo é realmente moi fiable. Pode soportar unha presión de ata 12 toneladas. Para ilustración, este é o mesmo peso para un autobús e medio (dependendo do tipo).
Coches de Fórmula 1 - Elementos de condución
Xa coñeces os bloques básicos de construción dun coche. Agora é hora de explorar o tema dos compoñentes de traballo, a saber:
- colgantes,
- pneumáticos
- freos.
Consideremos cada un deles por separado.
Colgante
Nun coche de Fórmula 1, os requisitos de suspensión son algo diferentes aos dos coches en estradas normais. En primeiro lugar, non está deseñado para proporcionar comodidade de condución. En vez diso, debería facer:
- o coche era previsible
- o traballo dos pneumáticos foi adecuado,
- a aerodinámica foi de primeira (falaremos de aerodinámica máis adiante no artigo).
Ademais, a durabilidade é unha característica importante da suspensión F1. Isto débese ao feito de que durante o movemento están expostos a forzas enormes que necesitan superar.
Hai tres tipos principais de compoñentes de suspensión:
- interno (incluíndo resortes, amortecedores, estabilizadores);
- exterior (incluíndo eixes, rodamentos, soportes de rodas);
- aerodinámicos (balancíns e mecanismo de dirección) - son lixeiramente diferentes dos anteriores, porque ademais da función mecánica crean presión.
Basicamente, utilízanse dous materiais para fabricar a suspensión: metal para os compoñentes internos e fibra de carbono para os compoñentes externos. Deste xeito, os deseñadores aumentan a durabilidade de todo.
A suspensión na F1 é un tema bastante complicado, porque debido ao alto risco de rotura, debe cumprir os estritos estándares da FIA. Non obstante, non nos deteremos aquí en detalle.
Pneumáticos
Chegamos a un dos problemas máis sinxelos das carreiras de Fórmula 1: os pneumáticos. Este é un tema bastante amplo, aínda que só nos centremos nos temas máis importantes.
Tomemos, por exemplo, a tempada 2020. Os organizadores tiñan 5 tipos de pneumáticos para pistas secas e 2 para pistas molladas. Cal é a diferenza? Ben, os pneumáticos de pista seca non teñen banda de rodadura (o outro nome é slicks). Dependendo da mestura, o fabricante etiquetaos con símbolos desde C1 (máis duro) ata C5 (máis suave).
Máis tarde, o provedor oficial de pneumáticos Pirelli seleccionará 5 tipos do conxunto dispoñible de 3 compostos, que estarán dispoñibles para os equipos durante a carreira. Márcaos coas seguintes cores:
- vermello (suave),
- amarelo (medio),
- branco (duro).
Sábese pola física que canto máis suave sexa a mestura, mellor será a adhesión. Isto é especialmente importante nas curvas xa que permite que o condutor se mova máis rápido. Por outra banda, o beneficio dun pneumático máis ríxido é a durabilidade, o que significa que o coche non ten que entrar na caixa tan rápido.
Cando se trata de pneumáticos mollados, os dous tipos de pneumáticos dispoñibles difiren principalmente na súa capacidade de drenaxe. Teñen cores:
- verde (con choiva lixeira) - consumo de ata 30 l / s a 300 km / h;
- azul (para choivas intensas) – consumo de ata 65 l/s a 300 km/h.
Tamén hai certos requisitos para o uso de pneumáticos. Se, por exemplo, un piloto pasa á terceira rolda de clasificación (Q3), deberá comezar cos pneumáticos co mellor tempo da rolda anterior (Q2). Outro requisito é que cada equipo debe utilizar polo menos 2 compostos de pneumáticos por carreira.
Non obstante, estas condicións só se aplican aos pneumáticos de pista seca. Non funcionan cando chove.
Freos
A velocidades vertixinosas, tamén se requiren sistemas de freado coa cantidade adecuada de forza. Que grande é? Tanto é así que presionar o pedal do freo provoca sobrecargas de ata 5G.
Ademais, os coches usan discos de freo de carbono, que é outra diferenza dos coches tradicionais. Os discos feitos con este material son moito menos duradeiros (o suficiente para uns 800 km), pero tamén máis lixeiros (pesan uns 1,2 kg).
A súa característica adicional, pero non menos importante, son 1400 orificios de ventilación, que son necesarios porque eliminan as temperaturas críticas. Cando se frean polas rodas, poden alcanzar os 1000 ° C.
Fórmula 1 - motor e as súas características
Chegou o momento do que máis lles gusta aos tigres, o motor de Fórmula 1. A ver en que consiste e como funciona.
Pois ben, dende hai varios anos, os coches son propulsados por motores turbo híbridos V6 de 1,6 litros. Constan de varias partes principais:
- motor de combustión interna,
- dous motores eléctricos (MGU-K e MGU-X),
- turbocompresores,
- batería.
Cantos cabalos ten a Fórmula 1?
O desprazamento é pequeno, pero non te deixes enganar. A unidade alcanza unha potencia duns 1000 CV. O motor de combustión interna turboalimentado produce 700 CV, con 300 CV adicionais. xerado por dous sistemas eléctricos.
Todo isto sitúase xusto detrás do monocasco e, ademais do evidente papel da propulsión, tamén é unha parte construtiva. No sentido de que os mecánicos unen ao motor a suspensión traseira, as rodas e a caixa de cambios.
O último elemento importante do que a unidade de potencia non podería prescindir son os radiadores. No coche hai tres: dous grandes aos lados e outro máis pequeno inmediatamente detrás do condutor.
Combustión
Aínda que o tamaño dun motor de Fórmula 1 é discreto, o consumo de combustible é outra cuestión totalmente distinta. Os coches queiman uns 40 l/100 km nestes días. Para o profano, esta cifra parece enorme, pero en comparación cos resultados históricos, é bastante modesta. Os primeiros coches de Fórmula 1 consumían ata 190 l / 100 km!
A diminución deste vergoñento resultado débese en parte ao desenvolvemento da tecnoloxía e en parte ás limitacións.
As normas da FIA establecen que un coche de F1 pode consumir un máximo de 145 litros de combustible nunha carreira. Unha curiosidade adicional é o feito de que a partir de 2020 cada coche terá dous caudalímetros que controlan a cantidade de combustible.
Ferrari contribuíu en parte. Infórmase de que a Fórmula 1 deste equipo utilizou zonas grises e, así, eludiu as restricións.
Por último, mencionaremos o depósito de combustible, porque é diferente do estándar. Cal? En primeiro lugar, o material. O fabricante fai o tanque coma se o fixese para a industria militar. Este é outro factor de seguridade xa que as fugas se reducen ao mínimo.
Transmisión
O tema da condución está moi relacionado coa caixa de cambios. A súa tecnoloxía cambiou ao mesmo tempo que a F1 comezou a utilizar motores híbridos.
Que é típico para el?
Trátase dunha de 8 velocidades, semiautomática e secuencial. Ademais, ten o maior nivel de desenvolvemento do mundo. O condutor cambia de marcha en milisegundos! A modo de comparación, a mesma operación leva polo menos uns segundos para os propietarios de coches comúns máis rápidos.
Se estás sobre o tema, probablemente escoitaches o dito de que non hai marcha atrás nos coches. É verdade?
Non
Cada unidade F1 ten unha marcha atrás. Ademais, a súa presenza é necesaria de acordo coas normas da FIA.
Fórmula 1 - forzas g e aerodinámica
Xa mencionamos as sobrecargas dos freos, pero volveremos sobre elas a medida que se desenvolva o tema da aerodinámica.
A cuestión principal, que desde o principio iluminará un pouco a situación, é o principio da montaxe do coche. Ben, toda a estrutura funciona como unha á de avión invertida. No sentido de que en lugar de levantar o coche, todos os bloques de construción crean carga aerodinámica. Ademais, por suposto, minimizan a resistencia do aire durante o movemento.
A carga aerodinámica é un parámetro moi importante nas carreiras porque proporciona a chamada tracción aerodinámica, que facilita as curvas. Canto máis grande sexa, máis rápido pasará o xiro o condutor.
E cando aumenta o empuxe aerodinámico? Cando a velocidade aumenta.
Na práctica, se estás conducindo a gasolina, será máis doado dar a volta á esquina que se foses coidadoso e aceleras. Parece contraintuitivo, pero na maioría dos casos é. Á velocidade máxima, a carga aerodinámica alcanza as 2,5 toneladas, o que reduce significativamente o risco de patinar e outras sorpresas ao virar en curva.
Por outra banda, a aerodinámica do coche ten un inconveniente: os elementos individuais crean resistencia, que ralentiza (especialmente en tramos rectos da pista).
Elementos clave do deseño aerodinámico
Aínda que os deseñadores traballan duro para manter todo o coche de F1 en liña coa aerodinámica básica, algúns elementos de deseño só existen para crear carga aerodinámica. Trátase de:
- á frontal - é o primeiro en contacto co fluxo de aire, polo que o máis importante. Todo o concepto comeza con el, porque organiza e distribúe toda a resistencia entre o resto da máquina;
- elementos laterais: fan o traballo máis duro, porque recollen e organizan o aire caótico das rodas dianteiras. Despois envíanos ás entradas de refrixeración e á parte traseira do coche;
- Alerón traseiro: recolle chorros de aire de elementos anteriores e utilízaos para crear carga aerodinámica no eixe traseiro. Ademais (grazas ao sistema DRS) reduce o arrastre en tramos rectos;
- chan e difusor: deseñados de tal forma que crean presión coa axuda do aire que flúe debaixo do coche.
Desenvolvemento do pensamento técnico e sobrecarga
A aerodinámica cada vez máis mellorada non só aumenta o rendemento do vehículo, senón tamén o estrés do condutor. Non fai falla ser un experto en física para saber que canto máis rápido se converte un coche nunha curva, maior será a forza que actúa sobre el.
O mesmo pasa coa persoa sentada no coche.
Nas pistas coas curvas máis pronunciadas, as forzas G alcanzan os 6G. É moito? Imaxina se alguén presiona a túa cabeza cunha forza de 50 kg e os músculos do teu pescozo teñen que facer fronte a isto. Isto é ao que se enfrontan os corredores.
Como podes ver, a sobrecarga non se pode tomar á lixeira.
Chegan cambios?
Hai moitos sinais de que se producirá unha revolución na aerodinámica dos coches nos próximos anos. A partir de 2022, aparecerán novas tecnoloxías nas pistas de F1 utilizando o efecto da succión en lugar da presión. Se iso funciona, o deseño aerodinámico mellorado xa non é necesario e o aspecto dos vehículos cambiará drasticamente.
Pero realmente será así? O tempo amosarase.
Canto pesa a Fórmula 1?
Xa coñeces todas as partes máis importantes dun coche e probablemente queiras saber canto pesan xuntos. Segundo a última normativa, o peso mínimo permitido do vehículo é de 752 kg (incluído o condutor).
Fórmula 1 - datos técnicos, é dicir, resumo
Hai unha mellor forma de resumir un artigo de coches de F1 que unha selección dos datos técnicos máis importantes? Ao final, deixan claro de que é capaz a máquina.
Aquí tes todo o que necesitas saber sobre un coche de F1:
- motor - híbrido V6 turbo;
- capacidade - 1,6 l;
- potencia do motor - aprox. 1000 CV;
- aceleración ata 100 km/h - uns 1,7 s;
- velocidade máxima - depende.
Por que "depende das circunstancias"?
Porque no caso do último parámetro, temos dous resultados, que conseguiu a Fórmula 1. A velocidade máxima no primeiro foi de 378 km/h.Este récord foi establecido en 2016 en liña recta por Valtteri Bottas.
Con todo, tamén houbo outra proba na que o coche, conducido por van der Merwe, rompeu a barreira dos 400 km/h.Desafortunadamente, non se recoñeceu o récord xa que non se conseguiu en dúas mangas (contra vento e contravento).
Resumimos o artigo ao custo dun coche, porque esta tamén é unha curiosidade interesante. O milagre da industria automotriz moderna (en termos de pezas individuais) custa algo máis de 13 millóns de dólares. Non obstante, teña en conta que este é o prezo sen excluír o custo do desenvolvemento da tecnoloxía, e a innovación paga a pena.
A cantidade gastada en investigación alcanza moitos millóns de dólares.
Experimenta os coches de Fórmula 1 pola túa conta
Queres experimentar o que é sentirte ao volante dun coche e sentir o seu poder? Agora podes facelo!
Consulta a nosa oferta para converterte en piloto de F1:
https://go-racing.pl/jazda/361-zostan-kierowca-formuly-f1-szwecja.html
