فن آوری که می تواند فورمول یک را متوقف کند

جام جم آنلاین: در پیست ژیل ویله نوو کانادا مرتبا باید بر پدال ترمز پای فشرد و ترکیب گوشه های کم سرعت و پیچ تند و مسیرهای مستقیم طولانی

کد خبر: ۴۲۵۷۵

، مکانی ایده آل برای آزمایش ترمزها و آیرودینامیک خودرو است.

patt

نکته اساسی در واقع ترکیب این دو پارامتر می باشد پت سایموندز از تیم رنو می گوید: خودروهای فورمول یک مشابه هواپیماهای نظامی و معدودی از هواپیماهای مسافر بری از مواد پیشرفته ای برای سیستم ترمز استفاده می کنند که در اتومبیل های معمولی دیده نمی شود.
یک خودرو معمولی از دیسک های فولادی ریخته گری شده به همراه کفشک های ترمز از جنس مواد آلی استفاده می کند در حالی که در خودروهای فورمول یک از یک ماده مشابه در دیسک و کفشک استفاده می شود و این مواد در صنعت به نام کربن کربن شناخته می شود.
که با انواع کربن فیبر به کار رفته در سایر خودروها متفاوت است.
کربن کربن اصولا از کربن خالص ساخته می شود و به طرز خارق العاده ای سبک تر (حدود 50 درصد نسبت به مواد استاندارد) که می توانند ضریب اصطکاک بالاتر در همان دما را ارائه کنند حداکثر آن حدود 6/0 است که مقایسه کنید با 3/0 مدل های استاندارد.
ساخت دیسک های کربن کربن یک فرآیند طولانی است و نیاز به صدها ساعت کار و همچنین قرار دادن مواد در دمایی نزدیک 2500 درجه سانتی گراد دارد.

motor

پیچیده بودن فرآیند تولید از قابلیت های بالای دیسک و کفشک های کربن کربن حکایت می کند.
اما قیمت ، یک مجموعه دیسک های ترمز (4) عدد حدود 4500 دلار و یک سری کفشک (8 عدد) 2400 دلار تمام می شود و یک تیم برای یک سال نیازمند بیشتر از 200 دیسک و دو برابر همین عدد کفشک می باشد.

motor1

با ارزیابی کارایی این ترمزها ما تغییرات زیادی در دو پارامتر مشاهده می کنیم نیش ترمز و پایداری ، نیش ترمز همان اصطکاک اولیه در لحظه فشار پا بر روی پدال در حالی که سیستم ترمز در دمای صحیح قرار ندارد.
پایداری ، اندازه گیری مقدار ماندگاری اصطکاک در طول مدت زمان عمل ترمز می باشد.
فرآیند ترمز کربن کربن دارای خصوصیات منحصر به فردی است کارایی آنها در دمای زیر 400 درجه سانتیگراد به طور نسبی پایین است و بهترین کارایی آنها در دمای بالای 650 درجه سانتیگراد می باشد بدبختانه از آنجایی که ترمزهای سنتی در حال نرمال توسط اصطکاک ساییده و خورده می شوند در سیستم کربن کربن علاوه بر سایش فرآیند دیگری به نام اکسیداسیون هم باعث خوردگی می شود اکسیداسیون به زبان ساده یعنی سوختن سطح دیسک که در دمای بالای 600 درجه سانتی گراد شدت می یابد.

motor2

این موضوع را به یاد داشته باشید که در اثر یک ترمز شدید دمای دیسک ها به 1200 درجه سانتی گراد می رسد بنابراین مساله اکسیداسیون در عمل سایش ترمزها بشدت معنی دار می شود البته در مسیرهای مستقیم غبارهای ترمز توسط هوا از روی دیسک زدوده می شوند دما و به تبع آن اکسیداسیون دیسک کاهش می یابد.
نکته جالب اینجاست که هوا هم باعث خنک شدن و کاهش اکسیداسیون می شود و از طرفی با افزایش جریان هوا به علت افزایش اکسیژن عمل اکسیداسیون شدت می گیرد.
عامل دیگر که به شرایط پیست مسابقه بستگی دارد نحوه خنک کردن ترمزها است. عمل خنک شدن ترمزها در تمام خودروهای مسابقه توسط فشار هوا از میان مجرا و دمیدن آنها در مرکز دیسک به صورت شعاعی صورت می گیرد که باعث خنک شدن و تمیز شدن سطح دیسک ها و کفشک ها می گردد.
میزان هوای ورودی توسط اندازه های مختلف مجرا کنترل می شود و در پیست هایی که نیاز به ترمز کردن های بالا دارند مانند مونترال ما از بزرگترین مجراها در این فصل استفاده می کنیم.
تغییر اندازه مجرای ورودی هوای ترمزها از کوچک ترین به بزرگترین اندازه باعث افت ضریب آیرودینامیک تا حدود 5/1 درصد می گردد که این به معنای 1 کیلومتر در ساعت کاهش در حداکثر سرعت است.
در واقع انتخاب اندازه مجرا خنک کننده ترمز خیلی ساده نیست مجرای کوچک تر باعث بهبود آیرودینامیک می گردد ولی در عوض برای عمل ترمز کردن و نحوه خنک شدن آن ایجاد مشکل می نماید بنابراین ما بایستی بین این دو پارامتر یک نقطه بهینه پیدا کنیم.
هنگامی که یک راننده ورزیده اولین بار خودروی فورمول یک را براند البته بجز موارد استثناء اولین چیزی که گزارش می کند همان قدرت ترمزها است.
یک خودروی مدرن فورمول یک می تواند شتاب 5/5 G در هنگام ترمز کردن به دست آورد در حالی که بهترین خودروهای معمولی به شتاب 1g نمی رسند.
بعلاوه در خودروهای فورمول یک از بوستر استفاده نمی شود و راننده باید ترمز را بشدت فشار دهد تا فشار کافی برای عمل ترمز ایجاد شود (تا سقف 100 بار) البته هنگامی که ترمزها برای اولین بار در سرعت 330 کیلومتر در ساعت فشار داده می شوند اتومبیل دچار افت نیروی شدید می شود و به تبع آن چرخها نمی توانند قفل شوند ولی به دنبال پایین آمدن سرعت نه تنها افت نیرو و گرفتن لاستیک ها کاهش می یابد بلکه ترمزها هم در شرایط بهتری قرار می گیرند.
بنابراین قابلیت انتقال نیروی ترمزها به صورت موثر به جاده با افزایش نیروی ترمز کاهش پیدا می کند.
اگر راننده بایستی پدال ترمز را با فشار زیاد نگهدارد در مدت زمان کوتاهی چرخهایش قفل می شوند و یک راننده ماهر می داند که در کدام نقطه قبل از قفل شدن چرخها آنها را رها و دوباره بگیرد.
برخلاف اتومبیل های جاده ای که معمولا ترمزها در جاده های مستقیم مطلوب است رانندگان مسابقه ای از آن برای کاهش زمان مسابقه با رفتن به عمق پیچ ها استفاده می کنند.

motor4

با استفاده از ترکیب ترمزها و افت نیروی وارده بر خودرو در پیچ ها خیلی راحت می توان چرخ داخلی پیچ را قفل کرد که بایستی برای جلوگیری از عدم کنترل خودرو با استفاده از ترمزهای متناوب با آن مقابله کرد.
از آنجایی که اتومبیل های فورمول یک دارای ضریب کاهش نیروی بالایی حدودا 5/2 برابر اتومبیل های معمولی در حداکثر سرعت هستند بنابراین با برداشتن پا از روی پدال گاز و بدون استفاده ازترمز می توان باعث کاهش شتاب در حدود 1g شد.
دستیابی به کارایی بالا در ترمزها به تنهایی آسان است و همچنین کاهش خطای آیرودینامیک ولی به صورت راز بدانید همواره در فورمول یک دستیابی به قدرت ترمز بالا با کاهش ضریب آیرودینامیک همزمان است.
در پیست کانادا شاهد جدال واقعی خواهیم بود و برای پیروز شدن در مبارزه بایستی نقطه نظرات مهندسی و رانندگی را با هم نظر گرفت مطمئنا این یکی از رموز موفقیت در مسابقه پایان هفته در مونترال است.