一級方程式賽車 - 您需要了解的一切
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一級方程式賽車是汽車行業最新進展的具體體現。 觀看比賽本身就能帶來恰到好處的刺激，但真正的車迷知道最重要的事情發生在賽道之外。 創新、測試、工程努力使汽車的速度提高 1 公里/小時。
所有這些都意味著賽車只是一級方程式賽車的一小部分。
你呢？ 您有沒有想過一級方程式賽車是如何製造的？ 它有什麼特點，為什麼能達到如此巨大的速度？ 如果是，那麼您來對地方了。
您將從文章中了解一切。
一級方程式賽車 - 基本結構元素
一級方程式賽車圍繞幾個關鍵要素構建。 讓我們分別考慮它們。
硬殼式結構和底盤
汽車的設計者將所有元素都安裝到它的主要部分 - 底盤，其核心元素是所謂的硬殼式車身。如果一級方程式賽車有心臟，它就會在這裡。
單體殼重約 35 公斤，執行最重要的任務之一——保護駕駛員的健康和生命。 因此，設計師盡一切努力承受甚至是嚴重的碰撞。
汽車的這個區域還有油箱和電池。
然而，硬殼式車身成為汽車的核心還有另一個原因。 設計師在那裡組裝汽車的主要元件，例如：
- 驅動單元，
- 變速箱，
- 標準研磨區，
- 前懸架）。
現在讓我們繼續討論主要問題：單體殼由什麼組成？ 它是如何工作的？
底座是鋁製框架，即網狀，形狀與蜂巢無異。 然後，設計師在這個框架上塗上至少 60 層柔性碳纖維。
這只是工作的開始，因為隨後單體殼將經過層壓（600 次！）、真空吸氣（30 次）和在特殊烘箱 - 高壓釜中進行最終固化（10 次）。
此外，設計師非常注重側面防撞區。 在這些地方，一級方程式賽車特別容易受到碰撞和各種事故的影響，因此需要額外的保護。 它仍然處於硬殼式結構的水平，並具有額外的 1 毫米碳纖維和尼龍層。
第二種材料也可以在防彈衣中找到。 它具有動能吸收特性，這就是為什麼它也非常適合一級方程式賽車。它也存在於汽車的其他地方（例如，保護駕駛員頭部的頭枕中）。
儀表板
正如車身是整個汽車的核心一樣，駕駛室也是車身的中心。 當然，這也是駕駛員控制車輛的地方。 因此，駕駛艙內存在三樣東西：
- 扶手椅，
- 方向盤，
- 踏板。
該元件的另一個重要特徵是密封性。 在頂部，駕駛室寬 52 厘米 - 剛好可以放在駕駛員的胳膊下。 但是，它越低，它就越窄。 在腿高處，駕駛艙只有 32 厘米寬。
為什麼有這樣一個項目？
有兩個非常重要的原因。 首先，狹窄的駕駛室為駕駛員提供了更多的安全性和過載保護。 其次，它使汽車更符合空氣動力學並更好地分配重量。
最後，值得補充的是，F1 賽車實際上是平躺駕駛的。 駕駛員傾斜坐姿，雙腳高於臀部。
方向盤
如果您認為一級方程式賽車方向盤與標準汽車方向盤沒有太大區別，那麼您就錯了。 這不僅僅是關於形狀，還關於功能按鈕和其他重要的東西。
首先，設計師為特定駕駛員單獨設計方向盤。 他們對他緊握的雙手進行了模型製作，然後在此基礎上並考慮了拉力賽車手的建議，準備了最終產品。
從外觀上看，汽車的方向盤類似於飛機儀表板的簡化版。 這是因為它有許多按鈕和旋鈕，駕駛員可以使用這些按鈕和旋鈕來控制汽車的各種功能。 此外，在其中央部分有一個 LED 顯示屏，兩側有把手，當然不能缺少。
有趣的是，方向盤背面也具有功能性。 這是離合器和換擋撥片最常放置的位置，但一些駕駛員也使用此位置放置附加功能按鈕。
光環
這是一級方程式賽車中相對較新的發明，1 年才出現。 發生了什麼事？ Halo系統負責在發生事故時保護駕駛員的頭部。 它重約 2018 公斤，由兩部分組成：
- 圍繞騎手頭部的鈦金屬框架；
- 支撐整個結構的附加部分。
雖然描述並不令人印象深刻，但 Halo 實際上非常可靠。 它可以承受高達 12 噸的壓力。 為了說明，這是一輛半輛公共汽車的相同重量（取決於類型）。
一級方程式賽車 - 駕駛元素
您已經了解汽車設計的基本要素。 現在是時候研究工作組件的主題了，即：
- 吊墜，
- 公共汽車
- 剎車。
讓我們分別考慮它們。
懸掛
一級方程式賽車的懸架要求與普通道路上的汽車略有不同。 首先，它的設計目的並不是為了提供舒適的駕駛體驗。 相反，它應該這樣做：
- 這輛車是可以預見的
- 輪胎性能合適，
- 空氣動力學處於最高水平（我們將在本文後面討論空氣動力學）。
此外，耐用性是 F1 懸架的一個重要特徵。 這是因為在運動過程中，他們會承受需要克服的巨大力量。
懸架部件主要分為三種類型：
- 內部（包括彈簧、減震器、穩定器）；
- 外部（包括車軸、軸承、車輪支撐）；
- 空氣動力學（搖臂和轉向裝置）- 它們與以前的略有不同，因為除了機械功能外，它們還會產生壓力。
製造懸架基本上有兩種材料：用於內部組件的金屬和用於外部組件的碳纖維。 通過這種方式，設計師增加了一切的耐用性。
懸架在 F1 中是一個相當棘手的話題，因為斷裂的風險很高，必須符合嚴格的 FIA 標準。 但是，我們不會在這裡詳細介紹它們。
公共汽車
我們談到了一級方程式賽車中最簡單的問題之一——輪胎。 這是一個相當廣泛的話題，即使我們只關注最重要的問題。
以 2020 賽季為例。 組織者有 5 種干地輪胎和 2 種濕地輪胎。 有什麼不同？ 好吧，乾地輪胎沒有胎面（它們的另一個名字是光頭胎）。 根據混合物的不同，製造商用從 C1（最硬）到 C5（最軟）的符號標記它們。
隨後，官方輪胎供應商倍耐力將從 5 種可用膠料中選擇 3 種，供車隊在比賽期間使用。 用以下顏色標記它們：
- 紅色（軟），
- 黃色（中），
- 白色（硬）。
從物理學得知，混合物越軟，附著力越好。 這在轉彎時尤為重要，因為它可以讓駕駛員更快地移動。 另一方面，更硬的輪胎的好處是耐用，這意味著汽車不必那麼快地掉進盒子裡。
當談到濕地輪胎時，兩種類型的輪胎的主要區別在於排水能力。 它們有顏色：
- 綠色（有小雨）- 30 km / h 時消耗量高達 300 l / s；
- 藍色（大雨）——在 65 公里/小時時消耗高達 300 升/秒。
對輪胎的使用也有一定的要求。 例如，如果車手晉級第三輪排位賽 (Q3)，他必須使用上一輪 (Q2) 成績最佳的輪胎開始比賽。 另一個要求是每個車隊必須在每場比賽中使用至少 2 種輪胎化合物。
然而，這些條件僅適用於乾履帶輪胎。 下雨時他們不工作。
剎車
在極快的速度下，具有適當力度的製動系統也至關重要。 多大？ 以至於踩下制動踏板會導致高達 5G 的過載。
此外，該車採用碳剎車盤，這是與傳統汽車的另一個區別。 這種材料製成的剎車盤的耐用性要差得多（只能行駛約 800 公里），但也更輕（重量約 1,2 公斤）。
它們的附加但同樣重要的特徵是 1400 個通風孔，這是必要的，因為它們可以消除臨界溫度。 當被車輪制動時，它們最高可達 1000°C。
一級方程式 - 發動機及其特性
是時候展示老虎最喜歡的東西了，一級方程式發動機。讓我們看看它是由什麼製成的以及它是如何工作的。
多年來，汽車一直配備 6 升 V1,6 渦輪增壓混合動力發動機。 它們由幾個主要部分組成：
- 內燃機，
- 兩台電動機（MGU-K 和 MGU-X），
- 渦輪增壓器，
- 電池。
一級方程式賽車有多少匹馬？
發動機尺寸很小，但不要讓它欺騙您。 驅動器的功率達到約1000馬力。 帶渦輪增壓器的內燃機可產生 700 馬力，另外還可產生 300 馬力。 由兩個電力系統產生。
所有這些都位於硬殼式車身的正後方，除了明顯的驅動作用外，也是一個結構部件。 從某種意義上說，機械師將後懸架、車輪和變速箱連接到發動機上。
動力裝置離不開的最後一個重要元素是散熱器。 車裡一共有三個：兩個大的在兩側，一個小的在司機後面。
燃燒
雖然一級方程式發動機的尺寸並不引人注目，但油耗完全是另一回事。 如今，汽車燃燒大約 1 升/40 公里。 對於外行人來說，這個數字看似龐大，但與歷史成績相比，卻是微不足道的。 第一輛一級方程式賽車甚至消耗了 100 升/1 公里！
這個恥辱的成績之所以下降，一部分是因為技術的發展，一部分是因為局限性。
國際汽聯規定，一輛 F1 賽車在一場比賽中最多可消耗 145 升燃油。 另一個令人好奇的是，從 2020 年開始，每輛汽車將配備兩個流量計來控制燃油量。
法拉利做出了部分貢獻。 據報導，該車隊的一級方程式賽車利用了灰色地帶，從而規避了限制。
最後，我們要提到油箱，因為它與標準油箱不同。 哪個？ 首先，材質。 製造商製造這款坦克就像是為軍事工業製造一樣。 這是另一個安全因素，因為洩漏可以保持在最低限度。
變速箱
驅動的話題與變速箱密切相關。 F1 開始使用混合動力發動機的同時，其技術也發生了變化。
他有什麼特點？
這是一款 8 速、半自動和順序變速箱。 此外，它還擁有世界上最高的發展水平。 駕駛員在幾毫秒內換檔！ 作為對比，同樣的操作，速度最快的普通車主至少需要幾秒的時間。
如果您了解情況，您可能聽說過汽車沒有倒檔的說法。 這是真實的？
不要。
每個 F1 驅動器都有一個倒檔。 此外，根據國際汽聯的規則，他必須在場。
一級方程式 - 重力和空氣動力學
我們已經提到了製動重力，但隨著空氣動力學主題的發展，我們將再次討論它們。
主要問題是汽車裝配的原理，從一開始就會使情況有所改善。 好吧，整個結構就像一個倒置的飛機機翼。 從某種意義上說，不是舉起汽車，而是所有積木都會產生下壓力。 此外，它們當然可以最大限度地減少運動過程中的空氣阻力。
下壓力是賽車中一個非常重要的參數，因為它提供所謂的空氣動力牽引力，使轉彎更容易。 它越大，駕駛員通過轉彎的速度就越快。
氣動推力什麼時候增加？ 當速度增加時。
實際上，如果你用油門駕駛汽車，你會比小心翼翼地鬆開油門更容易通過彎道。 這似乎違反直覺，但在大多數情況下確實如此。 在最高速度下，下壓力達到 2,5 噸，這大大降低了轉彎時打滑和其他意外情況的風險。
另一方面，汽車的空氣動力學有一個缺點 - 個別元素會產生阻力，從而減慢速度（尤其是在賽道的直線部分）。
空氣動力學設計的關鍵要素
雖然設計師努力確保整輛 F1 賽車遵循基本的空氣動力學原理，但有些設計元素的存在純粹是為了產生下壓力。 是關於：
- 前翼——它是最先接觸氣流的，所以最重要。 整個概念都是從他開始的，因為他在機器的其餘部分組織和分配所有阻力；
- 側向元件 - 它們的工作最艱鉅，因為它們收集並整理來自前輪的混亂空氣。 然後他們將它們送到冷卻入口並進入汽車後部；
- 尾翼 - 收集來自早期元件的噴氣，並使用它們在後軸上產生下壓力。 此外（多虧了 DRS 系統）它減少了直線路段的阻力；
- 地板和擴散器 - 設計成借助汽車下方流動的空氣產生壓力。
技術思想的發展和過載
日益先進的空氣動力學不僅提高了車輛性能，還減輕了駕駛員所承受的壓力。 不需要物理專家就知道，汽車轉彎速度越快，作用在其上的力就越大。
對於坐在車裡的人來說也是如此。
在轉彎最急的軌道上，超載可達 6G。 很多嗎？ 想像一下，如果有人用50公斤的力量壓在你的頭上，你的頸部肌肉就必須應付。 這正是賽車手所面臨的。
正如您所看到的，超載並不是一件可以掉以輕心的事情。
變化即將到來嗎？
有許多跡象表明，未來幾年汽車空氣動力學將會發生一場革命。 從 2022 年開始，新技術將出現在 F1 賽道上，利用吸力效應代替壓力。 如果成功的話，將不再需要先進的空氣動力學設計，汽車的外觀也將發生巨大的變化。
但事實真的會如此嗎？ 時間會證明。
一級方程式賽車的重量是多少？
您已經了解汽車的所有最重要的部件，並且您可能想知道它們的重量是多少。 根據最新規定，最低允許車輛重量為752公斤（含駕駛員）。
公式 1 - 技術數據，即摘要
還有什麼比彙編最重要的技術數據更好的方式來總結一篇有關 F1 賽車的文章呢？ 畢竟，他們清楚地表明了機器的能力。
讓我們回顧一下您需要了解的有關 F1 賽車的所有信息：
- 發動機 - 渦輪增壓 V6 混合動力;
- 容量 - 1,6 升；
- 發動機功率 - 約。 1000 馬力；
- 加速到 100 km / h - 大約 1,7 s;
- 最大速度 - 這取決於。
為什麼要“視情況而定”？
因為在最後一個參數的情況下，我們有兩個F1取得的成績，第一個最高速度是378公里/小時，這個紀錄是由瓦爾特利·博塔斯在2016年的直道上創造的。
然而，還有另一次測試，范德米韋駕駛的賽車突破了400 公里/小時的大關，但遺憾的是，該記錄並未得到承認，因為該記錄不是在兩次行駛（順風和逆風）中實現的。
我們用汽車的價格來總結一下這篇文章，因為這也是一個有趣的好奇心。 現代汽車製造的奇蹟（就單個零件而言）的成本剛剛超過 13 萬美元。 但請記住，這個價格並沒有考慮到技術開發的成本，而創新成本是最大的。
用於研究的費用達到數十億美元。
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