مهمترین تغییرات فرمول یک 2022

فصل جدید مسابقات فرمول یک چندی است که آغاز شده است و البته در این دوره، خودروهای شرکت کننده در آن دچار تغییراتی در طراحی خودرو گشته اند.

برای یک بیننده آماتور ممکن است اتومبیل‌ها تفاوت چندانی نسبت به فصل ۲۰۲۱ نداشته باشند. اما در واقع مجموعه قوانین قبلی به طور کامل کنار گذاشته شده و مقررات کاملاً جدیدی وضع شده است.

این مقررات جدید باعث شده قسمت‌های مختلفی از اتومبیل‌ها تغییر کند و تفاوت ظاهری بسیاری در اتومبیل تیم‌های مختلف نسبت به گذشته ایجاد شود.

چرا این تغییرات ایجاد شده‌اند؟

مجموعه قوانین فرمول یک، پنج سالی است که در حال بازنگری هستند. این مجموعه، اولین قوانینی هستند که بر اساس تحقیقات گسترده در فرمول یک و با هدف تغییر نحوه تعامل اتومبیل‌ها با یکدیگر وضع شده‌اند.

دلیل این تغییرات وجود مشکلاتی در نسل قبلی اتومبیل‌ها بود. متخصصین فرمول یک متوجه شدند نسل گذشته اتومبیل‌ها هنگامی که در طول مسابقه به هم نزدیک می‌شدند، مشکلاتی برایشان بوجود می‌آمد و سبقت گرفتن را برایشان بسیار دشوار می‌کرد.

البته دلایل مختلفی برای این مشکلات وجود داشت، اما از نظر طراحی اتومبیل، مسئله کلیدی نحوه عملکرد آیرودینامیک بود. بنابراین، مجموعه قوانین جدید تلاش دارند عملکرد اتومبیل‌ها را بهبود بخشیده و سطح مسابقات را بالاتر ببرند.

اما مشکل چه بود؟

هنگامی که یک اتومبیل فرمول یک دور پیست می‌راند، ردی از خود به جای می‌گذارد که به آن وِیک می‌گویند، اما به دلیل اینکه در هوا است و هرچند که کاملاً خروشان و متلاطم است، اما قابل دیدن نیست. ویک یا رد، شبیه کفی است که هنگام حرکت در پشت قایق باقی می‌ماند.

اتومبیل‌های فرمول یک به جریان هوای تمیز نیاز دارند تا آیرودینامیک آنها در بهترین حالت خود کار کند و مقادیر فوق‌العاده‌ای از نیروی رو به پایین (داون فورس) ایجاد کند. این نیرو اتومبیل را به سمت زمین فشار می‌دهد و کنترل آن را در پیچ‌ها بهتر می‌کند.

در گذشته، زمانی که اتومبیل‌ها به هم نزدیک می‌شدند، ویک ناشی از اتومبیل جلویی نیروی رو به پایین اتومبیل تعقیب کننده را کاهش می‌داد و بنابراین حفظ سرعت در پیچ‌ها و سبقت گرفتن را بسیار دشوار می‌کرد.

دلیل اصلی آن جریان هوای بیرون رانش (آوت‌واش) بود و برای عملکرد بهتر اتومبیل‌ها، طراحان سعی می‌کردند تا ویک ایجاد شده توسط چرخ‌های جلو را به سمت بیرون هدایت کنند. با این حال، اتفاقی که در عمل می‌افتاد آن بود که ویک به پشت ماشین برمی‌گشت و روی اتومبیل‌های پشت سر اثر می‌گذاشت.

قوانین جدید چگونه این مشکل را برطرف می‌کند؟

ایده قوانین جدید این است که سعی کنیم جلوی جریان هوای بیرون رانش را بگیریم و آن را به سمت بالا هدایت کنیم تا از روی ماشین به پشت سر برود.

مطالعات تیمی از فرمول یک و فدراسیون بین‌المللی اتومبیل‌رانی کاهش قابل ملاحظه‌ای در میزان اثرگذاری ویک روی اتومبیلهای عقبی را نشان داده و نتایج تئوریک امیدوارکننده به نظر می‌رسند.

اتومبیل‌های سال ۲۰۱۹ زمانی که پشت سر اتومبیلی دیگر بودند، ۴۳ درصد از نیروی رو به پایین خود را از دست می‌دادند. در حالی که با طراحی‌ اتومبیل‌های سال ۲۰۲۲ این میزان به ۱۵ درصد کاهش یافته است. در دو اتومبیل عقب‌تر نیز، این رقم به ۸ درصد در مقایسه با ۲۴ درصد سال ۲۰۱۹ کاهش یافته است.

چگونه این کار انجام شده است؟

اما برای بررسی بیشتر، باید به چهل سال قبل یعنی به زمستان ۸۳-۱۹۸۲ برگردیم تا به ریشه این تغییرات برسیم زیرا از قضا، تغییراتی که ایجاد شده است از برخی جهات بالعکس آن چیزی است که در آن زمان اتفاق افتاد.

در آن زمستان، طراحان قوانین، رویکرد طراحی آیرودینامیکی را که به عنوان “اثر زمین” شناخته می‌شود، غیرقانونی اعلام کردند، زیرا می‌ترسیدند اتومبیلها خیلی سریع شوند.

مانند بال هواپیما، اثر زمین از تونل‌های جریان هوا برای شتاب بخشیدن به هوای زیر اتومبیل استفاده می‌کند. به این ترتیب که هوا در فاصله بین زمین و ماشین فشرده می‌شود و از آنچه به عنوان “اثر ونتوری” شناخته می‌شود، استفاده کرده و ماشین را به سمت جلو پیش می‌راند.

از سال ۱۹۸۳ تا سال گذشته، اتومبیلهای فرمول یک دارای سطح زیرین صاف بین چرخ‌های جلو و عقب بودند. اما قانون‌گذاران دوباره اثر زمین را قانونی اعلام کرده‌اند، زیرا بر این باورند که این امر به طور مؤثری به اتومبیلها اجازه می‌دهد تا نسبت بیشتری از نیروی رو به پایین خود را هنگامی که پشت اتومبیل دیگری هستند نگه دارند.

بنابراین امسال، بدنه‌های زیرین به عنوان بخش مهمی از این تغییرات عمده طراحی مجدد شده‌اند.

مهم‌ترین تغییرات اتومبیلهای فرمول یک 2022 به شرح زیر هستند:

•کف زیرین به شکل تونل‌های ونتوری، با ورودی‌ها و خروجی‌های بسیار بزرگتر

•بال‌های جلویی ساده‌تر که در کنار با دماغه‌های جدید و بسیار پایین‌تر ادغام می‌شوند

•بال‌های عقبی که در صفحات انتهایی تراشیده‌تر شده‌اند

•چرخ‌های ۱۸ اینچی بزرگ‌تر، با دفلکتورهایی در اطراف آن‌ها

•حذف اجزای پیچیده در جلوی کف و سایدپادهای کناری

آیا این تغییرات جواب خواهند داد؟

تئوری یک چیز است، واقعیت چیز دیگری، تا زمانی که اتومبیل‌های‌های جدید با هم رقابت نکنند، نمی‌دانیم که عملکرد آنها در مقایسه با تئوری چگونه خواهد بود و چند مسابقه طول خواهد کشید تا تصویر مناسبی از نتایج داشته باشیم.

علاوه بر این، باید دید که پیرلی تا چه حد موفق به تولید تایرهایی شده که بتوانند نسبت به گرمای بیش از حد حساس بالایی داشته باشند. حساسیتی که مشکل اصلی نسل قبلی تایرها بود و سهم زیادی در سختی سبقت گرفتن داشت.

در حال حاضر، یکی از نگرانی‌ها این است که جریان هوای بیرون رانش اضافی که اتومبیلها در حال حاضر در پشت خود ایجاد می‌کنند، به طور بالقوه عملکرد بال جلوی اتومبیل پشت سر را مختل کند. زیرا از دست دادن نیروی رو به پایین در جلو اتومبیل باعث می‌شود رانندگان نتوانند به خوبی در پیچ‌ها بچرخند و برخی از پیشرفت‌هایی مورد نظر این مقررات را خنثی کند.

از آنجایی که نوع پوشش کف‌ اتومبیل نیروی رو به پایین آنها را بسیار بیشتر می‌کند، ناگزیر بیشترین توجهات روی آن متمرکز شده است. در حقیقت اگر بتوان از اثر ونتوری به خوبی در زیر اتومبیل استفاده کرد، آنگاه نیروی رو به پایین بسیار بیشتری بدست خواهید آمد.

کف این اتومبیلها تحت سلطه دیفیوزرهای بسیار بزرگتر هستند. دیفیوزرها (بخشی از عقب اتومبیل که هوای زیر را به بیرون هدایت می‌کند) تمام هوای مورد نیاز برای اجرای اثر ونتوری را می‌کشند.

سال گذشته، تیم‌ها اجازه داشتند پره‌هایی در دیفیوزر داشته باشند تا هوا را در جهت‌هایی که به عملکرد آنها کمک می‌کند بچرخانند. اما دیگر مجاز نیستند. در عوض، دیفیوزرها اکنون توسط یک بال بسیار بزرگتر به عنوان عنصری آیرودینامیک در پایین بال عقب پشتیبانی می‌شوند.

این تغییر برای اثر ونتوری بسیار مهم است، زیرا هر هوایی که از کنار وارد می‌شود، جریان هوای درون تونل را کند می‌کند. این مانند آن است که کسی خارج از صف بیاید و جلوی شما بایستد. بنابراین برای به حداکثر رساندن نیروی رو به پایین هر کاری که می‌توانیم باید بکنیم تا جلوی ورود هوا از لبه‌های کناری را بگیریم.

یکی از راه‌ها پایین آوردن ارتفاع خودرو تا حد ممکن است. با این حال، این می‌تواند مشکلاتی مانند “پورپویزینگ” را ایجاد کند که از زمان شروع آزمایشات پیش از فصل، بسیار در مورد آن صحبت شده است. پورپویزینگ به حالتی می‌گویند که اتومبیل با سرعت زیاد در مسیر مستقیم و طولانی، بالا و پایین می‌پرند.

این مسأله معمولاً نتیجه سطوح بالای نیروی رو به پایین است که ماشین را به سمت زمین می‌مکد. ارتفاع اتومبیل‌ کمتر و کمتر می‌شود تا جایی که دیگر هوایی نیست و ناگهان نیروی رو به پایین اثرش کم می‌شود و اتومبیل را به بالا بر می‌گرداند، در این مرحله آیرودینامیک دوباره شروع به کار می‌کند و کل چرخه دوباره تکرار می‌شود.

یکی از راه حل‌ها این است که فاصله بین کف و سطح زمین را به صورت آیرودینامیکی و با استفاده از جریان هوا درزگیری کنیم.

ورود هوای خوب و تمیز برای کارکرد اتومبیل بسیار مهم است. به همین دلیل است که تیم‌های مختلف مطالعات بسیاری روی سایدپادها انجام داده و رویکردهای متفاوتی نسبت به آن داشته‌اند. در حقیقت نحوه طراحی بدنه تعیین کننده چگونگی ورود هوای تمیز و استفاده از آن است.

به نظر می‌رسد برخی از تیم‌ها مانند مرسدس و مک لارن رویکردی به نام فروافکنی هوا (داون واشینگ) را اتخاذ کرده‌اند. از نمای جانبی، بدنه آن‌ها از ورودی پایه کناری به‌طور کاملاً تهاجمی به سمت پایین حرکت می‌کند. این بدان معنی است که آنها سعی می‌کنند هوای تمیز را از بالا بکشند و آن را زودتر به سمت لبه کف هدایت کنند. مرسدس با طراحی فوق العاده باریکی که در آزمایش دوم به ارمغان آورد، این موضوع را به حد افراط رسانده است.

در مقابل، ردبول به دنبال یک برش زیرین افراطی در سایدپادهایی است که در قسمت بالایی پهن‌تر هستند. فراری نیز با استفاده از بریدگی‌های دالبر مانند در بالای سایدپادها، روش دیگری به کار برده است.

همچنین انواع گوناگونی از بال‌های کف وجود دارند. آنچه که هر تیم به آن دست یافته است، تا حد زیادی نتیجه تصمیماتی است که قبلاً در مورد سایدپادهای خود گرفته‌اند.

با این حال، یک تفاوت جالب در رویکردها، مربوط به بخشی به نام “بال لبه کف” است. هدف قوانین جدید این بود که اجازه استفاده از اجزایی مانند بال‌هایی که در لبه کف اتومبیل‌های گذشته دیده می‌شدند، داده شود. در نتیجه برخی از تیم‌ها از آن استفاده کرده‌اند.

با این حال، نمی‌توان گفت که این بال‌ها حتماً باید بالاتر از کف قرار گیرند. در واقع برخی از تیم‌ها، از جمله مرسدس، ردبول و فراری تصمیم گرفته‌اند این قسمت را زیر بدنه قرار دهند و از آن برای درزگیری هوای زیرین اتومبیل استفاده کنند.

اینها تنها چند نمونه از مشکلاتی بود که ما در طراحی یک اتومبیل فرمول یک با آنها مواجه هستیم. اما در عمل، هیچکدام از این ملاحظات بی‌پایان، به تنهایی باعث برد یک اتومبیل نخواهند شد.

سال گذشته، نگرانی این بود که قوانین جدید آنقدر دستوری هستند که اتومبیلها همه شبیه به هم شوند. اما در واقعیت، اتفاق دیگری افتاد و من واقعاً از تنوع طراحی‌ها شگفت زده شدم.

حتی در قسمت‌هایی که آزادی بیشتری وجود دارد، مانند بدنه، ما تحقیقات بسیاری انجام دادیم و به بهترین تصمیم رسیدیم. حدس می‌زدم که بقیه هم به نتایج تقریباً مشابهی رسیده باشند. اما باید دید در نهایت چه کسی درست تصمیم بهتری گرفته و چه کسی تصمیم اشتباه.

اینکه کدام فلسفه طراحی، به‌طور کلی، سریع‌ترین اتومبیل مسابقه‌ای را تولید می‌کند، تنها زمانی مشخص می‌شود که روز یکشنبه آنها را در مسابقه‌ ببینیم. تنها چیزی که در حال حاضر در موردش مطمئن هستم این است که فصل جذابی را در پیش داریم تا شاهد رقابت جذاب تری بین ردبول و مرسدس بنز و شاید فراری باشیم.