מכונית פורמולה 1

מכונית פורמולה 1 היא מכונית מרוצים חד-מושבית, בעלת תא נהג פתוח וגלגלים חשופים, המשמשת להתחרות במרוצי פורמולה 1. היא מצוידת בכנפיים קדמיות ואחוריות גדולות, גלגלים רחבים, ומנוע טורבו הממוקם מאחורי הנהג. המכוניות בנויות מסיבי פחמן וחומרים מרוכבים אחרים לעמידות, ומתוכננות לעמוד בכוחות התנגשות גבוהים ובכוחות G משמעותיים.

מכוניות הפורמולה 1 המוקדמות היו בעלות עיצוב פשוט יותר, ללא כנפיים, עם מנועים קדמיים, ודרשו מאמץ ניכר מהנהג כדי לשלוט בהן. שיפורים מאוחרים יותר כללו מכוניות קלות יותר בזכות התקדמות מטלורגית, הופעת מכוניות בעלות אפקט הקרקע עם תוספת כנפיים, משטחים אווירודינמיים אחרים ואלקטרוניקת בקרה. כניסתם של מנועי טורבו בעלי יעילות גבוהה יותר ומערכות אגירת אנרגיה לשיפור המהירות, הובילו למכוניות מרוץ מהירות ויעילות יותר.

מכונית פורמולה 1 מודרנית כוללת שלדה חד-קליפתית מסיבי פחמן עם תא נהג פתוח, המכיל מושב נהג יחיד והגה נתיק. מנוע ה-V6 בנפח 1.6 ליטר מסוגל להפיק עד 950 כוח סוס, מה שמאפשר למכונית להגיע למהירויות של עד 375 קמ"ש. היא משתמשת בתיבת הילוכים חצי אוטומטית עם שמונה הילוכים קדמיים ובקרה אלקטרו-הידראולית. גלגלי ה-18 אינץ' מצוידים בצמיגים חלקים (Slicks) בתנאי יובש רגילים, וכוללים בלמי דיסק מקרבון המסוגלים לעמוד בטמפרטורות של עד 1,000 מעלות צלזיוס. הכנפיים פועלות ככנפיים הפוכות כדי לייצר עילוי שלילי, מה שמוביל להגברת כוח הצמדה.

התקנות המסדירות את המכוניות נקבעות על ידי הפדרציה הבינלאומית לרכב (FIA) ועברו שינויים ניכרים מאז הצגתן בסוף שנות ה-40. המכוניות נבנות ומופעלות על ידי היצרניות באירועי המרוצים, אם כי התכנון והייצור יכולים להתבצע במיקור חוץ. מאז שנות ה-2000, בוצעו מספר שינויים על ידי ה-FIA במטרה לקדם קיימות והפחתת עלויות, כמו הגבלת חלקי חילוף, שימוש בדלק מעורב ובמערכות אגירת אנרגיה. כמו כן, נעשו מאמצים להפחית את כוח ההצמדה ולהגביל מהירויות, תוך פישוט עיצוב המכונית ושיפור היכולת למרוצים צמודים. המכוניות נעשו בטוחות יותר בזכות חומרים עמידים, שיפור במאפייני בטיחות ותוספת ההיילו.

 היסטוריה 
מכוניות הפורמולה 1 המוקדמות היו בעלות עיצוב פשוט ללא כנפיים או מנועים קדמיים, ודרשו מאמץ ניכר מהנהג כדי לשלוט בהן. בתחילת שנות ה-60, הוצגו מכוניות קלות יותר עם שלדות אלומיניום, ובסוף אותו עשור נוספו גם כנפיים. בשנות ה-70 בזכות התפתחות חקר האווירודינמיקה עיצובי המכוניות החלו להיות מושפעים באופן משמעותי ממנה, ההדפעה התבטאה בהוספת "אף" קדמי וכונסי אוויר מאחורי הנהג להגברת זרימת האוויר למנוע. הופעתן של מכוניות עם אפקט קרקע בשנות ה-80 אפשרה להגביר את כוח ההצמדה עם פגיעה מינימלית בגרר. עם שיפור מתמיד במנועים והצגת מגדשי טורבו, המכוניות הפיקו דחף גבוה יותר.Evolution of F1 cars, Red Bull Racing הרוחב המרבי המותר של המכוניות היה 2,150 מ"מ עם סרן קדמי ברוחב 1,500 מ"מ וסרן אחורי ברוחב 1,000 מ"מ. הרוחב המרבי הופחת ל-2,000 מ"מ ב־1994.Bodywork rules, F1technical.net, 11 June 2021ממוזער|0.75|מכוניות פורמולה 1 מוקדמות היו פשוטות יותר, ללא כנפיים ועם מנועים קדמיים. לאחר גרנד פרי סן מרינו 1994, במסגרתו התרחשו מספר תאונות קטלניות, הוכנסו שינויים נרחבים בתקנות הבטיחות שהשפיעו על עיצוב מכוניות הפורמולה 1 המודרניות. אחד הצעדים המרכזיים היה הוספת קרש החלקה עשוי עץ בעובי 10 מ"מ לתחתית המכונית, שנועד לאכוף מרווח גחון מינימלי. בעונות הבאות הורחב הקרש, ובלוק נוסף בגובה 50 מ"מ וברוחב 500 מ"מ הותקן מעליו לצמצום אפקט הקרקע. גובה הכנף הקדמית הוגדל מ-40 מ"מ ל-50 מ"מ, והוגבל לגובה מרבי של 200 מ"מ מעל מישור הייחוס. במקביל, הונהג עיצוב "מדורג" עם תאי צד (sidepods) וכיסוי מנוע קטנים יותר, והוגדרו אזורים אסורים לעבודה סביב הגלגלים, למעט התקנת רכיבי מתלה.

ממוזער|שמאל|0.75|המבנה של מכוניות פורמולה 1 מודרניות התפתח בשנות ה-90.מאז שנות ה-90 שולבה אלקטרוניקה מתקדמת במכוניות, כדי לשפר את היעילות, השליטה והאמינות. בעשור הראשון של שנות ה-2000, קבוצות הפורמולה 1 החלו לנצל תכנון בעזרת מחשב באופן נרחב, מה שאיפשר להן לפתח מכוניות מדויקות ויעילות יותר. לצד זאת, הוכנסו שינויים בתקנות שנועדו לקדם קיימות ולהפחית עלויות, כגון הגבלות על חלקי חילוף, שימוש בדלקים מעורבים, ושילוב מערכת אגירת אנרגיה (ERS). במהלך שנות ה-2000, הוגדל גובה החזית בהדרגה ל-150 מ"מ, ונקבעו מידות מרביות לרוחב (500 מ"מ) ולגובה (950 מ"מ) של רכיבי המרכב. ה-FIA יזם גם שינויים במבנה המרכב במטרה לשפר את איכות המרוצים, כולל עדכונים בכנפיים הקדמיות ובעיצוב הרצפה. מספר פתרונות אווירודינמיים שפיתחו הקבוצות נאסרו, ביניהם דיפיוזרים כפולים, צינורות פליטה מכוונים, וכן אלמנטים כמו סנפירי כריש, חריצי קירור וכנפונים. ב־2009 נוסו כנפיים קדמיות מתכווננות, וב2011 הוצגה לראשונה המערכת להפחתת גרר (DRS). לקראת סוף העשור השני של המאה ה-21, עוצבו הכנפיים הקדמיות מחדש על מנת להיות פשוטות יותר, להפחית את השפעת האוויר המלוכלך ולאפשר מרוצים יותר צמודים. בהתאם לתקנות, תחתית המכונית חייבת להיות שטוחה בין הסרנים, והשחיקה המותרת של קרש ההחלקה במהלך המרוץ מוגבלת לעד מ"מ.2008 Formula One Technical Regulations, FIA התקנות שנכנסו לתוקף ב־2022 נועדו לשפר עוד יותר את איכות המרוצים, והביאו לפישוטם של רכיבי האווירודינמיקה, הפחתת מערבולות האוויר, והעצמת אפקט הקרקע.Formula 1 in 2022: Explaining the new rules and car changes as teams prepare for first launches, Sky Sports

 עיצוב 
ממוזער|מכוניות פורמולה 1 מודרניות כוללות אלמנטים אווירודינמיים מורכבים.|264x264 פיקסלים

מכונית הפורמולה 1 המודרנית היא מכונית מרוצים חד-מושבית, בעלת תא נהג פתוח וגלגלים חשופים, עם כנפיים קדמיות ואחוריות משמעותיות, גלגלים גדולים ומנוע טורבו הממוקם מאחורי הנהג. המונוקוק בנוי מסיבי פחמן מחוזקים, מרופד בקוולאר ובחומרים עמידים לאש כדי להגן על הנהגים מהתנגשויות חזקות ושריפות. תא הנהג מורכב ממושב יחיד עם הגה נתיק מלפנים. על גבי תא הנהג מותקן היילו, שהוצג ב־2018. שני גלגלים קדמיים ושניים אחוריים מחוברים למתלים, והמנוע מותקן מאחורי הנהג. הכנפיים הקדמיות והאחוריות הן משטחים אווירודינמיים המותקנים בקצוות.Parts of Formula One car, Fortloc המשקל המינימלי המותר הוא 798 ק"ג כולל הנהג, עם צמיגי יובש וללא דלק.Technical Regulations – Weight, FIAScrutineering and weighing, FIA, 24 June 2018 המכוניות מוגבלות לממדים של 5.63 מטר אורך, 2 מטר רוחב ו-0.9 מטר גובה.F1 vs F2 compared, Motorsport.com

 רכיבים 
 מנוע ודלק 

ממוזער|0.75|מנוע קוסוורת' DFV מסוג V8 שהותקן ברכב של קבוצת טירל, שהיה בשימוש מסוף שנות ה-60 עד תחילת שנות ה-80.

מאז הקמתה, פורמולה 1 השתמשה במספר תקנות מנוע שונות.McLaren Racing - History of the F1 engine, McLarenF1 Engine rule change through the years, Formula1 dictionary בשנים הראשונות, נעשה שימוש במערך מנוע קדמי, הנעה כפולה עם מנוע 4.5 ליטר אטמוספירי או 1.5 ליטר עם מגדש-על, שפיתח עד 425 כ"ס. עם הזמן, נפח המנוע וההספק הופחתו, והוגבלו ל-0.75 ליטר עם מגדש או 2.5 ליטר ללא מגדש בסוף שנות ה-50. בשנת 1961, המנוע הוצב מאחורי הנהג ונפחו הוסדר ל-1,300–1,500 סמ"ק עם הספק של 150–225 כ"ס ללא הגדשה. ב-1966, ה-FIA הגדילה את נפח המנוע ואפשרה עד 3.0 ליטר אטמוספירי עם הספק של 390–500 כ"ס או 1.5 ליטר מוגדש עם הספק של 500–900 כ"ס. בעוד המבנה הבסיסי של מכונית פורמולה 1 נותר כמעט זהה מאז סוף שנות ה-60, הספק המנועים גדל בהדרגה עד ל-1,400 כ"ס ב-12,000 סל"ד בשנת 1986. בשנים 88–1987, הוצגו מנועי שמונה צילינדרים עם טורבו לצד מנועים אטמוספיריים, והוטלו מגבלות דלק על מנועי הטורבו. מגדשי טורבו נאסרו החל מעונת 1989, ומנועי 3.0 ליטר הפכו לסטנדרט בשנות ה-90, מה שהביא להופעת מנועי V10 ו-V12.Formula 1 Engine, Formula1 dictionary

ממוזער|שמאל|מנוע ארבעה צילינדרים בנפח 1.5 ליטר עם טורבו של ב.מ.וו משנות ה-80.

הקבוצות החלו לייצר חלקי מנוע מסגסוגות מתכת מתקדמות כמו טיטניום ובריליום, שהפחיתו משקל ושיפרו את היעילות והעמידות. ה-FIA אסרה על השימוש בחומרים אלו בסוף שנות ה-90, והתירה שימוש בברזל ואלומיניום בלבד. הצגת שסתומים פנאומטיים באותה תקופה אפשרה למנועים להגיע עד ל-20,000 סל"ד. במשך עשור, מכוניות הפורמולה 1 השתמשו במנועי V10 אטמוספיריים בנפח 3.0 ליטר, שפיתחו 980–1,000 כ"ס והגיעו למהירויות של עד 375 קמ"ש.Villeneuve: A peak of 375 km/h, Auto123 אף על פי שה-FIA אכפה ברציפות הגבלות חומרים ועיצוב כדי להגביל את ההספק, מנועי ה-V10 בעונת 2005 דווחו כמפיקים 980 כ"ס, רמות הספק שלא היו מאז איסור מנועי הטורבו ב-1989. לקראת עונת 2006, ה-FIA הציגה נוסחת מנוע חדשה, שחייבה את המכוניות להיות מונעות על ידי מנועי V8 אטמוספיריים בנפח 2.4 ליטר, עם לא יותר מארבעה שסתומים לצילינדר, ואסרה על שימוש בכונסי אוויר משתנים. לקראת עונת 2009, המנועים הוגבלו ל-18,000 סל"ד כדי לשפר את אמינות המנוע ולהקטין עלויות.F1 2010 Technical Regulations – Engines and KERS, FIA בשנת 2012, המנועים צרכו כ-450 ליטר אוויר בשנייה, עם צריכת דלק במרוץ של 75 ליטר ל-100 ק"מ.Engine / gearbox, Formula1

ממוזער|0.75|שלפוחית דלק עמידה בפני התרסקות, מחוזקת בקוולאר.

לקראת עונת 2014, ה-FIA הציגה מנועי שישה צילינדרים בנפח 1.6 ליטר עם טורבו ומערכת אגירת אנרגיה קינטית (KERS) כדי להגביר את יעילות הדלק.Formula 1 bosses confirm engines will not change until 2014, BBC News, 29 June 2011 לקראת 2022, הוצג מנוע V6 משודרג עם KERS חזק יותר.Formula 1's 2021 regulations: What's new for 2021?, Autosport, 15 Jan 2021 לאורך השנים, ה-FIA הפחיתה בהדרגה את הקצאת המנועים הכוללת לעונה, ועם הגידול במספר המרוצים, כל מנוע צפוי לעמוד לפחות 2,000 ק"מ. ה-FIA גם הציגה סטנדרטיזציה של חלקי מנוע מסוימים והגבלת עלויות על רכיבי מנוע, עם עונשי הזזה ברשת הזינוק לנהגים החורגים מההקצאה. על פי התקנות הנוכחיות, מותר שימוש בלא יותר מחמש יחידות כוח בעונה.Formula 1 unveils 2021 engine plans, Speedcafe, 1 November 2017 המנוע ממוקם בין הנהג לסרן האחורי ומחובר לתא הנהג בקצהו הקדמי, ולתיבת ההילוכים והמתלים האחוריים בקצהו האחורי.

הדלק המשמש במכוניות פורמולה 1 הוא תערובת של בנזין נטול עופרת ואתנול, ביחס תערובת מבוקר בקפידה. כחלק משינוי התקנות ב-2022, תכולת האתנול הוגדלה מ-5.75% ל-10%.All the major changes for the F1 2022 season, PlanetF1, 28 February 2022Formula 1 on course to deliver 100% sustainable fuels for 2026, Formula 1, 26 June 2022 תדלוק במהלך המרוץ היה מותר עד 2010, אז נאסר. המכוניות מחויבות לשאת דלק במשקל מרבי של 110 ק"ג למרוץ, כאשר לפחות ק"ג אחד חייב להיות זמין לבדיקת ה-FIA לאחר המרוץ. כל חריגה בדלק או אי-אספקת הדגימה גוררת אחריה פסילה מהמרוץ.Why was refuelling banned in F1? History of refuelling and previous accidents, Motorsport.com, 27 December 2023 שלפוחית הדלק עשויה מגומי איכותי המצופה בקוולאר להגנה מפני התרסקויות, וממוקמת לפני המנוع, מאחורי תא הנהג.Formula 1 fuel systems, Racecar engineering, 7 May 2023

 היגוי ותיבת הילוכים 
ממוזער|0.75|הגה אלקטרוני טיפוסי המשמש במכונית פורמולה 1.

הגה טיפוסי במכונית פורמולה 1 הוא יחידת בקרה אלקטרונית עם מגוון כפתורים, מתגים ומנופים. הוא עשוי מסיבי פחמן עם חלקי טיטניום, סיליקון, פיברגלס ונחושת. הוא כולל שתי ידיות אחיזה בצדדים, צג LCD במרכז, נוריות LED להעברת הילוכים בחלק העליון, ומנופי העברת הילוכים מאחור. ההגה משמש לשליטה על פונקציות שונות של המכונית כמו הילוכים, סל"ד המנוע, תערובת דלק-אוויר, איזון בלמים, מיפוי דיפרנציאל ועוד. הצג מציג נתונים שונים כולל פרמטרים של המנוע, הילוך, טמפרטורה וזמן. ההגה משמש גם לגישה לרדיו ולשליטה במנגנון השתייה.How Does an F1 Steering Wheel Work?, Mercedes AMG F1 הוא שוקל כ-1.3 ק"ג ויכול לעלות כ-50,000 דולר.The $50,000 steering wheels of Formula 1, Jalopnik, 25 March 2011

ממוזער|שמאל|0.75|תיבת ההילוכים והמתלים האחוריים של לוטוס T127 מעונת 2010.

בעוד שבעבר נעשה שימוש בתיבות הילוכים ידניות קונבנציונליות,Forti-Corse – full profile, F1rejects מכוניות פורמולה 1 מודרניות משתמשות בתיבות הילוכים חצי-אוטומטיות סדרתיות עם הנעה אחורית. לתיבה שמונה הילוכים קדמיים והילוך אחורי, המופעלים באמצעות מנופים.Future vision: Engineers discuss 2014 changes, Formula 1 תיבת ההילוכים בנויה מטיטניום מחוזק בקרבון, והיא מחוברת לחלקו האחורי של המנוע.Understanding the Sport – Engine/Gearbox, Formula 1 תיבות הילוכים אוטומטיות לחלוטין, ומערכות כמו בקרת שיגור ובקרת משיכה נאסרו בשנות ה-2000 כדי לשמור על חשיבות מיומנות הנהג בשליטה על המכונית, ולהפחית עלויות.Traction control returns; but it's not quite as simple as that, Grandprix.com כאשר הנהג יוזם העברת הילוך באמצעות המנופים, מערכת של סולנואידים, מפעילים הידראוליים וחיישנים מבצעת את ההעברה בפועל, ומצערת אלקטרונית שולטת בתגובת המנוע. בקרת המצמד מתבצעת באופן דומה, למעט בזינוק מהמקום, שם הנהג מפעיל את המצמד ידנית באמצעות מנוף מאחורי ההגה.F1 Transmission, F1technical.net, 3 October 2003 המצמד הוא מצמד רב-דסקי מקרבון, בקוטר של פחות מ-100 מ"מ ומשקל של פחות מ-1 ק"ג, המסוגל להתמודד עם הספק של עד 720 כ"ס.F1 Engines, F1technical.net, 18 July 2009 המכוניות משתמשות בתיבות הילוכים בעלות "העברה רציפה" (seamless shift), המאפשרות העברת הילוכים כמעט מיידית עם אובדן הנעה מינימלי וזמן העברה של 2–3 מילישניות.Seamless Gearbox, Formula1-dictionary כאמצעי להפחתת עלויות, יחסי ההעברה של תיבת ההילוכים קבועים לעונה שלמה.Managing change: what's new for 2008 – Part Two, Formula 1, 21 February 2008

 גלגלים וצמיגים 

ממוזער|0.75|צמיגים מחורצים היו בשימוש בין 1999 ל-2008.

בשנות החמישים והשישים, צמיגי פורמולה 1 היו צמיגי גומי עם חריצים, דומים לצמיגי רכב רגילים אך גדולים יותר.Formula 1 tyre evolution, Automobilist בסוף שנות החמישים, בד הכותנה הוחלף בבד ניילון, מה שהפחית את המשקל והגביר את העמידות. בשנות השישים, הצמיגים נהיו רחבים יותר ונעשה שימוש בגומי סינתטי יחד עם ניילון.The Evolution of Race Tyres, Stuckey Tyres צמיגי סליקס (צמיגים חלקים) הוצגו לראשונה בעונת 1971.Montjuic, 1971: When Formula 1 met racing slicks, Hemmings Daily, 12 August 2013 בעונת 1975, המכוניות השתמשו בצמיגי סליקס אחוריים במידה 26.0"×16.2"–13" על חישוק 13"×18", ובצמיגים קדמיים במידה 20.0"×9.2"–13" על חישוק 13×10".Ferrari 312T, F1technical.net לקראת עונת 1981, קוטר הצמיג האחורי המרבי הוגבל ל-26.0", וקוטר הצמיגים הקדמיים הוגדל. לקראת עונת 1993, רוחב הצמיגים האחוריים הופחת מ-18" ל-15".F1 rules and stats 1990–1999, F1technical.net, January 2009 בשנת 1998, הוצגו צמיגים מחורצים עם שלושה חריצים בצמיגים הקדמיים וארבעה בצמיגים האחוריים.Tyre use in Formula One, F1technical.net, 3 July 2008 בין 1999 ל-2008, התקנות חייבו את הצמיגים לכלול מינימום של ארבעה חריצים בעומק 14 מ"מ, במטרה להאט את המכוניות, מכיוון שצמיג סליקס, ללא חריצים, מספק את האחיזה הטובה ביותר בתנאים יבשים.Formula One – Sporting Regulations – 2007, FIA, 13 July 2007

ממוזער|שמאל|0.75|תרכובות שונות של צמיגי סליקס מקודדות בצבעים ומשמשות במזג אוויר יבש.

צמיגי סליקס הוחזרו בתחילת עונת 2009, כאשר הצמיגים הקדמיים הוצרו מ-270 מ"מ ל-245 מ"מ, כדי להעביר את האיזון לאחיזה מכנית במטרה להגדיל את מספר העקיפות. מאז, מבנה הצמיג נותר כמעט זהה עם שינויים קלים בלבד במידות. לקבוצות מסופקים מספר קבוע של סטים משלוש תרכובות של צמיגי סליקס יבשים, וסטים נוספים של צמיגי ביניים וגשם למזג אוויר לח. תרכובות הצמיגים מסומנות בצבעים, והקבוצות מחויבות להשתמש בלפחות שתי תרכובות יבשות שונות במהלך מרוץ יבש.Pirelli tyres, adjustable rear wings among 2011 changes, Tata Communications, 23 June 2010 לעונת 2017, הוצגו צמיגי פירלי רחבים משמעותית, וקוטר החישוק הוגדל מ-13 ל-18 אינץ' לקראת עונת 2022.

ממוזער|בלם דיסק במכונית פורמולה 1.

בלמי דיסק משמשים לבלימה, בדומה למכוניות כביש. הבלמים מורכבים מדיסק וקליפר, עם שישה בוכנים בכל קליפר. הנהג מפעיל לחץ על דוושת הבלם, אשר משתמש בלחץ הידראולי כדי להניע את הקליפרים והחיכוך בדיסק מאט את המכונית. מכונית פורמולה 1 ממוצעת יכולה להאט מ-100 ל-0 קמ"ש בפחות מ-15 מטר, ולכן הבלמים נחשפים לטמפרטורות גבוהות של עד 1,000 מעלות צלזיוס וכוחות G חזקים.Brake system, F1technical.net כדי לעמוד בטמפרטורות הגבוהות, הבלמים עשויים מחומרים מרוכבים על בסיס פחמן ומקוררים באמצעות אוויר העובר דרך חורים קטנים רבים בצינורות הקירור.Formula One braking explained, Mercedes AMG F1

 כנפיים 
ממוזער|0.75|כנף קדמית טיפוסית של מכונית פורמולה 1 משנות ה-2000.

עיצובים מוקדמים חיברו את הכנפיים ישירות למתלים, אך מספר תאונות הובילו לתקנות המחייבות שהכנפיים יהיו מחוברות באופן קשיח לשלדה. הכנפיים הן פרופיל אווירודינמי בחזית ובחלק האחורי של המכונית, ועשויות מחומרים מרוכבים של סיבי פחמן לחוזק גבוה ומשקל מופחת. הכנף הקדמית היא מבנה דמוי מזלג ברוחב מרבי של 1,800 מ"מ. היא יכולה לכלול עד ארבעה אלמנטים, ואסור לה להתכופף יותר מ-5 מ"מ. היא עשויה מסגסוגת אלומיניום, סיבי פחמן ופיברגלס, ויכולה לעלות עד 300,000 דולר.How an F1 front wing works, F1 blast, 20 March 2024 הכנף האחורית מורכבת ממשטח עיקרי המשתרע לרוחב המכונית עם מדפים אופקיים קטנים יותר בזווית כלפי מטה. ה-DRS הוא מנגנון התאמת מדף בכנף האחורית, המופעל הידראולית בהתאם להוראות הנהג מההגה.How an F1 rear wing works, F1 blast, 28 March 2024

 מערכת אגירת אנרגיה 
ממוזער|פעולת KERS במכונית פורמולה 1.|245x245 פיקסלים

מערכות אגירת האנרגיה הקינטית (KERS) אוספות את האנרגיה הקינטית הנוצרת בתהליך הבלימה של המכונית. הן אוגרות אנרגיה זו וממירות אותה לכוח שניתן להשתמש בו להגברת התאוצה. ישנם שני סוגים עיקריים של מערכות: חשמלית וגלגל תנופה מכני. מערכות חשמליות משתמשות במנוע-גנרטור המשולב בתיבת ההילוכים של המכונית, הממיר אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית ולהפך. לאחר שהאנרגיה נאספה, היא מאוחסנת בסוללה ומשוחררת לפי הצורך. מערכות מכניות לוכדות את אנרגיית הבלימה ומשתמשות בה כדי לסובב גלגל תנופה קטן במהירויות גבוהות. כאשר נדרש כוח נוסף, גלגל התנופה מחובר לגלגלים האחוריים של המכונית.How KERS works, Racecar engineering, 29 March 2009 KERS מוסיף בדרך כלל תוספת כוח של כ-120 כ"ס לזמן מוגבל.2009 Technical regulations, FIA, 22 December 2006

 רכיבים נוספים 
אף המכונית הוא מבנה שאליו מחוברת הכנף הקדמית. הוא מכוון את זרימת האוויר לכיוון רצפת המכונית, ופועל כבולם זעזועים במקרה של תאונה.Nose Cone design, F1technical.net, September 2013 ההיילו הוא התקן בטיחות המותקן על תא הנהג, ועשוי מסדרת מוטות מתכת מעוקלים שנועדו להגן על ראש הנהג בעת התרסקויות.The FIA approves Formula 1's first supplier to the Halo, F1i.com, 16 January 2018 כונס האוויר ממוקם מאחורי תא הנהג, ומשמש לקליטת האוויר המהיר הנע מעל המרכב. הוא מספק אוויר דחוס לכונסי המנוע, מגביר את הספקו, וסופג את המערבולות הנוצרות מהאוויר העובר מעל קסדת הנהג.Air boxes and filters, Racecar engineering, 12 April 2013

 אווירודינמיקה 
ממוזער|0.75|חזית מכונית פורמולה 1 המציגה את סידור הכנף הקדמית.

אווירודינמיקה הפכה למפתח להצלחה בספורט, והקבוצות משקיעות זמן וכסף רב במחקר ופיתוח שלה מדי שנה. הכנפיים הקדמיות והאחוריות המעוצבות, יחד עם שאר חלקי המרכב כמו הלהבים מתחת לאף, פנלי הצד, תאי הצד, תחתית המכונית והדיפיוזר האחורי, משחקות תפקיד מכריע בקביעת היעילות האווירודינמית של המכונית. מכונית פורמולה 1 מודרנית מסוגלת לפתח עד 6 G של כוח פנייה צידי וכוח הצמדה השווה לפי שניים ממשקלה במהירות של 190 קמ"ש.Understanding F1 Racing – Aerodynamics, Formula 1 המכונית מתוכננת כך שהיא תוכל לייצר את כמות כוח ההצמדה המרבית בעבור כמות הגרר המינימלית, כאשר התצורה משתנה לעיתים קרובות בהתאם לדרישות של מסלול מסוים.
ממוזער|שמאל|0.75|חלקה האחורי של מכונית פורמולה 1, המציג את תצורת הכנף האחורית והדיפיוזר.

הכנפיים פועלות בדומה לכנפי מטוס הפוכות, על מנת שיוכלו לייצר עילוי שלילי או כוח כלפי מטה. פרופיל הכנף הקדמית, יחד עם זווית ההתקפה כנגד האוויר הנכנס, קובעים את כוח ההצמדה שנוצר. הכנף הקדמית גם מכוונת את זרימת האוויר לשאר חלקי המכונית, כאשר האוויר הזורם לכונסי תאי הצד משמש לוויסות טמפרטורת המנוע. האוויר הזורם מתחת לרצפה מסייע לאטום את המרווח עם הקרקע, ותורם לאפקט הקרקע. נוצר אזור של לחץ נמוך אשר "שואב" הלכה למעשה את המכונית לכיוון הקרקע, ומגביר את כוח ההצמדה ואחיזת המכונית.

הכנפיים האחוריות משרתות מטרה דומה לכנפיים הקדמיות ככנפיים הפוכות, ומטות את האוויר כלפי מעלה, מה שגורם לכוח הצמדה. זווית המישור הראשי והמדפים קובעים את כיוון זרימת האוויר. הכנפיים האחוריות מתוכננות לעמוד בעומסים גבוהים מבלי להפחית את כוח ההצמדה. ה-DRS פותח חריץ בכנף האחורית לפי הוראת הנהג, מפחית את הגרר ומגביר את הכוח, ולמשכך את המהירות, ומותר להפעילו במקרים ספציפיים.2011 F1 Technical Regulations, Section 3.18, FIA, 8 March 2011 הדיפיוזר הממוקם בחלק האחורי והוא משמש לשילוב זרימת האוויר מהחלק התחתון של המכונית ליצירת כוח הצמדה נוסף.

 ביצועים 
ממוזער|מכונית ה-BAR 007 קבעה שיא מהירות לא רשמי של 413 קמ"ש במישורי המלח של בונוויל.

מנוע ה-V6 בנפח 1.6 ליטר במכונית פורמולה 1 מודרנית מפיק כ-950 כ"ס ב-15,000 סל"ד.F1 V6 turbos are more powerful than V8s or V10s says, Mercedes' engine boss, James Allen, 27 November 2015 מה שמאפשר למכונית להאיץ מ-0 ל-100 קמ"ש תוך כ-2.6 שניות.F1 car top speed, Racing news למכונית יחס הספק-משקל של 1,297 כ"ס לטון, מה שמאפשר לה תאורטית להגיע ל-100 קמ"ש בפחות משנייה.Power to weight ratio, Omni עם זאת, עקב אובדן אחיזה, היא מאיצה לאט יותר, וכאשר אובדן האחיזה מינימלי במהירויות גבוהות יותר, המכונית מאיצה בקצב גבוה מאוד.F1 2016 V6 Turbo 0–100 kmh Onboard – all manufacturers, 6 October 2016 מכונית פורמולה 1 מסוגלת גם להאטה מהירה ולפניות במהירויות גבוהות. בזכות ביצועים אלו, הנהגים עשויים לחוות רמות גבוהות של כוח G. הנהגים חווים בין 3 ל-4 G במהלך תאוצה, ובין 5 ל-6 G בעת בלימה במהירויות גבוהות. במהלך פניות במהירויות גבוהות, הנהגים חווים כוחות צדדיים של בין 4 ל-6.5 G.G-Force, formula1-dictionary.net

מכונית פורמולה 1 מודרנית מסוגלת להגיע למהירות מרבית של כ-375 קמ"ש, ולנוע במהירות ממוצעת של כ-200 קמ"ש במהלך מרוץ. את המהירויות המרביות משיגות המכוניות בקטעים הישרים של המסלול, והן תלויות בתצורה האווירודינמית של הרכב, אשר מאזנת בין גרר נמוך לטובת מהירות קו ישר גבוהה, לבין כוח הצמדה גבוה לטובת מהירות פנייה, במטרה להשיג את זמן ההקפה המהיר ביותר.The importance of aerodynamics, F1technical.net בשנת 2005, קבוצת מקלארן קבעה מהירות מרבית של 372.6 קמ"ש במהלך ניסויים, מהירות שהוכרה רשמית על ידי ה-FIA כגבוהה ביותר שהושגה עד אז על ידי מכונית פורמולה 1.Blink and you'll miss these F1 records, Red Bull בגרנד פרי מקסיקו סיטי 2016, מכונית וויליאמס בה נהג ולטרי בוטאס הגיעה למהירות של 372.54 קמ"ש במהלך המרוץ.Race Speed Trap, FIA מחוץ למסלול, קבוצת BAR-הונדה השתמשה בגרסה משודרגת של ה-BAR 007 כדי לקבוע שיא מהירות לא רשמי של 413 קמ"ש בריצת קו ישר במישורי המלח של בונוויל ב-2 בנובמבר 2005. בנוסף, המכונית קבעה שיא מהירות רשמי של 400 קמ"ש שאושר על ידי ה-FIA ב-21 ביולי 2006 בבונוויל.FIA ratify Honda Racing F1 Team's Bonneville records, Bonneville 400, 15 November 2006

 קישורים חיצוניים 


 F1 Technical - אתר טכני

 ביאורים 

 הערות שוליים 

קטגוריה:פורמולה 1
קטגוריה:מכוניות מרוץ
*