توضیح و تحلیل کامل تغییرات قوانین فصل 2022 فرمول یک

فرمول یک ایران – اگر چه قوانین و مقررات فصل 2022 فرمول یک هنوز نهایی نشده است، اما مدیران فدراسیون جهانی اتومبیلرانی راجع به اساس قوانین جدید و تغییراتی که قرار است برای فصل 2022 صورت گیرد صحبت هایی انجام داده و راجع به این مورد چشم اندازی را منتشر کرده اند.

ابتدا قرار بود تا مقررات جدید در ژوئن (خرداد) 2019 به صورت رسمی منتشر شود اما مدیران فیا طی تصمیمی اعلام کردند که تاخیر در انتشار قوانین جدید و انجام اصلاحات بیشتر روی آن کار عاقلانه تری می باشد. بنابراین از آن جایی که قرار است قوانین جدید در اکتبر (مهر) 2019 منتشر شود، آقایان راس براون (مدیر ورزشی فرمول یک)، پت سیمندز (مدیر فنی فرمول یک) و نیکولاس تامبازیس (مدیر بخش امور فنی خودرو های تک سر نشین در فیا) درباره ی چهار نکته ی کلیدی در قوانین جدید و همچنین نکاتی که هنوز تا نهایی شدن این طرح باقی مانده است صحبت هایی را انجام دادند.

صحبت های این آقایان را می توان در 4 مورد زیر بیان کرد که از این 4 مورد به عنوان هسته ی اصلی و در حقیقت پایه و اصول قوانین جدید یاد می شود:

1 – خودرو هایی با امکان مسابقه دادن بیشتر

قوانین آیرودینامیکی جدیدی که برای فصل 2019 فرمول یک تصویب شده است، قرار بود تا درمانی برای قوانین و خودرو های فصل 2017 باشند. چرا که بر اثر طراحی آیرودینامیکی فوق العاده بپیچیده خودرو های 2017 و 2018 خصوصا در قسمت بال جلو و بارج بورد ها که هوای کثیف زیادی را برای خودرو های پشت سر ایجاد می کردند، خودرو های عقبی حدودا کاهش 50 درصدی نیروی رو به پایین را در زمانی که در تعقیب خودروی جلویی بودند تجربه می کردند. اما با توجه به صحبت های نیکولاس تامبازیس، پیشرفت هایی که بر اثر تغییر قوانین فصل 2019 به وجود آمده کاملا موفق و مثمر ثمر بوده است و همچنین برای فصل 2021 قرار است با ساده سازی بیشتر، پدیده ی اثر زمین نقش بیشتری در تولید نیروی رو به پایین در خودرو های فرمول یک داشته باشد. (پدیده اثر زمین پایین تر توضیح داده خواهد شد)

تامبازیس گفت:

با قوانین 2021 به طور معمول، کاهش نیروی رو به پایین برای خودروی تعقیب کننده از 50 درصد (مطابق آنچه که در فصل 2017 شاهد آن بودیم) به حدود 5 الی 10 درصد کاهش خواهد یافت. بنابراین با تغییر قوانین، ما با کمتر شدن میزان کاهش نیروی رو به پایین برای خودروی عقبی مواجه خواهیم شد.

با تصویب این قوانین مشخصا تفاوت بزرگی حاصل می شود اما تاثیر هوای آشفته و اختلال یافته ی ناشی از خودروی جلویی هنوز هم مشکل بزرگی است که بزرگترین آن صدمه زدن به تایر های خودروی عقبی می باشد. با در نظر گرفتن این موضوع و همچنین با توجه به اینکه برای فصل 2021 قرار است از تایر های 18 اینچی به جای تایر های 13 اینچی کنونی استفاده کنیم، تایر ها همچنان عامل کلیدی برای فصل 2021 می باشند.

تامبازیس در این باره گفت:

در این خصوص و درباره ی چگونگی پیشرفت تایر ها و اینکه به گونه ای باشند که امکان ایجاد رقابت را داشته باشند به شدت در حال مذاکره با شرکت پیرلی (تامین کننده لاستیک های فرمول یک) هستیم. ما می خواهیم تایر ها به گونه ای باشند که در طول مسابقه از بین نروند و رانندگان را مجبور به مدیریت بیش از حد آن ها نکنند.

در این باره پت سیمندز نیز بیان کرد:

من فکر می کنم که در طول دو سال گذشته ما از پیرلی درخواست اشتباهی داشتیم. از بین رفتن بیش از حد تایر در طول مسابقه راهش نیست.

اطلاعات بیشتری که درباره ی مورد اول در دست بررسی است:

در طول سال های اخیر مشخص شده که پیت استاپ برای فرمول یک عامل بسیار مهم و حیاتی است و همچنین برای مخاطبان نیز بسیار جذاب است. لذا سیمندز در این خصوص بیان کرد که خواسته ی آن ها از پیرلی این نیست که تایر هایی همانند تایر های خودرو هایی که در مسابقه ی 24 ساعته ی لمانز یا سایر مسابقات استقامتی استفاده می کنند و دوام فوق العاده بالایی داشته باشد بسازد. همچنین پیشنهاد شده است که برای فصل 2021 استفاده از پتو یا روکش های تایر (Tyre Blankets) نیز ممنوع شود.

2 – افزایش رقابت میان خودرو ها

گرندپری بریتانیا 2019 بدون شک مثالی است که مدیران فرمول یک به دنبال آن هستند اما با این حال نکته های منفی بسیاری نیز در آن وجود داشت. مهم ترین آن، اختلاف حدود سه ثانیه ای زمان پول پوزیشن والتری بوتاس با رابرت کوبیتسای رده بیستمی بود. راس براون نیز تایید کرد که این اختلاف زمانی بسیار زیاد است و با وجود این عوامل کلیدی و قوانینی که قرار است برای فصل 2021 تصویب شود این فاصله به حدود نصف این مقدار کاهش خواهد یافت.

براون گفت:

در حال حاضر ما فقط 3 تیم داریم که امکان پیروزی در مسابقات را دارند. تمامش این است. اما در چند سال آینده فرمول یک در مسیر بسیار بهتری قرار خواهد گرفت، جایی که یک تیم خوب و با بودجه ای متوسط قادر خواهد بود برای تیم های دیگر خصوصا تیم های بزرگ، دردسر های زیادی ایجاد کند. این چیزی است که ما می خواهیم. اگر شما در آینده چارلز لکلرک یا مکس ورشتپن را در خودرو های میانه ی جدول قرار دهید قادر به ایجاد دردسر برای دیگران خواهند بود اما در حال حاضر چنین چیزی امکان پذیر نیست.

البته بخشی از این برنامه برای دستیابی به این مهم (رقابت بیشتر)، مجموعه ای از قوانین آیرودینامیکی است که خود براون از آن ها با نام قوانین آیرودینامیکی اجماع جمعی یاد می کند و موجب عدم برتری برخی تیم ها بر دیگران می شود. اما براون احتمالا بهتر از دیگران می داند که وجود چنین قوانین محدود کننده ای، موجب باطل کردن تاثیر آیرودینامیک بهتر برخی تیم ها در شاسی آن ها می شود اما بیان کرد که بهتر شدن این ورزش به آن ها (این گونه تیم ها) بستگی دارد:

بدون شک چنین اتفاقی خواهد افتاد. تیم ها تاکنون آزادی عمل نسبی بیشتری داشتند اما با تصویب این قوانین چنین مواردی خنثی می شود. اما اگر آن ها قادر به قبول چنین رویه ای باشند که قوانین جدید برای همه یکسان است و ما می خواهیم بهتر از دیگران در این مورد عمل کنیم، ما دیگر دو ثانیه سریع تر نخواهیم بود بلکه دو دهم ثانیه سریع تر خواهیم بود. این چیزی است که ما از فرمول یک می خواهیم.

اطلاعات بیشتری که درباره ی مورد دوم در دست بررسی است:

حذف برخی کمک هایی که در خودرو به رانندگان می شود کاهش ارسال اطلاعات از خودرو به گاراژ تیم (تله متری) نیز در دست بررسی است همچنین این موضوع مطرح شده است که در طول مسابقه برای مواردی نظیر کنترل دما و میزان فرسایش تایر های خودرو راننده به جای کمک گرفتن از مهندسش، خودش نقش بیشتری در کنترل این موارد داشته باشد.

3 – اهمیت به زیبایی و جذابیت خودروها

خودرو های فرمول یک باید سرآمد خودرو های تک سرنشین و قادر به ارائه ی بالاترین تکنیک های فنی مهندسی باشند اما پیش از این مورد، آن ها نیاز به یک مورد بسیار ابتدایی دارند: جذابیت

بنابراین به اندازه ای که سریع بودن این خودرو ها مهم است، به همان اندازه راه پیدا کردن پوستر های آنان به دیوار اتاق خواب طرفدارن فرمول یک نیز اهمیت دارد.

تامبازیس گفت:

هدف ما این است که در طرح نهایی، خودرو ها فوق العاده زیبا باشند. خودروی فرمول یک باید برانگیزنده ی احساس، شور و شوق افراد باشد به گونه ای که دهان همه از زیبایی آن ها باز بماند. بنابراین ما تصمیم داریم تا این مورد را در قوانین 2021 بگنجانیم.

با در نظر گرفتن این موضوع، هنوز اصلاحات زیادی در قوانین فصل 2021 مانده است که تامبازیس بیان کرد که در حال کار کردن روی آن ها هستند:

بال جلو بخشی است که هنوز نیاز به بازطراحی دارد و ما (چه از نظر آیرودینامیکی و چه از نظر زیبایی) خیلی از آن لذت نمی بریم. بنابراین ما در تلاش هستیم تا آن را از هر نظر بهبود بخشیم. از نظر آیرودینامیکی این که بال جلو عریض در نظر گرفته شده است بسیار خوب و کاربردی است اما همه ی ما به این نتیجه رسیده ایم که از نظر زیبایی، کافی و عالی نیست. لذا باید اصلاحاتی در آن صورت گیرد.

اطلاعات بیشتری که درباره ی مورد سوم در دست بررسی است:

مسئولین و مدیران فیا با متخصصان امور خودروسازی به منظور مطابقات بیشتر طراحی خودرو ها با مقررات جدید مشورت خواهند کرد. در کنار خودرو ها، نوع پیست هایی که در آن ها مسابقات صورت می گیرد نیز بررسی خواهد شد و همچنین برگزاری مسابقه در کشور ویتنام نیز از این دست موارد می باشد.

4 – کاهش هزینه ی نهایی و بودجه ی تیم ها

فیا و فرمول یک برای فصل 2021 فرمول یک به دنبال این هستند تا بودجه و هزینه ی تیم ها برای شرکت در مسابقات فرمول یک را به طور قابل توجهی کاهش دهند. علاوه بر این موضوع، آن ها به شدت به دنبال این موضوع هستند تا با کاهش و تغییر برخی المان های هزینه بر در خودرو های فرمول یک، تیم ها برای هر مسابقه هزینه کمتری متحمل شوند.

آن ها برای کاهش هزینه ها موارد زیر را بر شمرده اند:

استفاده از رینگ های استاندارد برای چرخ ها استفاده از سیستم ترمز استاندارد ممنوعیت سیستم های تعلیق هیدرولیکی محدودیت در استفاده از مواد اولیه ی خاص استفاده از رادیاتور های استاندارد شرایط یکسان برای پارامتر های گیربکس استفاده از تجهیزات استاندارد در مواقع پیت استاپ

همه ی موارد بالا به علاوه ی کاهش زمان استفاده ی تیم ها از تونل های باد برای کاهش بیشتر هزینه و بودجه ی آن ها، برای قرارگیری در قوانین و مقررات فصل 2021 فرمول یک مورد بحث قرار می گیرند. اما بالاتر از این ها، تغییر قوانین ممکن است گریبان گیر تعداد افراد و کارکنان تیم ها نیز شود چرا که تیم های بزرگ با داشتن منابع بیشتر در این زمینه همواره برتر از تیم های میانه جدول می باشند.

راس براون در این باره گفت:

تیم های بزرگ همچنان بزرگ خواهند ماند. اما در برخی موارد به دلیل منابع بیشتری که در اختیار دارند از مزایای آن نیز بهره مند می شوند. به عنوان مثال برای کار روی پروژه ای که نیاز به دو نفر دارد آن ها از 10 نفر استفاده می کنند و این بدین معنی است که 5 درصد بازدهی بیشتری نسبت به باقی تیم ها کسب می کنند. (با وجود قوانین جدید) آن ها دیگر قادر به انجام چنین کاری نخواهند بود و اگر هم انجام دهند، ممکن است در بخش های دیگر (که با کمبود نیرو روبرو شده) نتوانند عملکرد قبلی خود را تکرار کنند و با مشکل مواجه شوند.

اطلاعات بیشتری که درباره ی مورد چهارم در دست بررسی است:

پیشنهاد شده است که حقوق و دستمزد رانندگان و تعداد کمی از عوامل کلیدی و تاثیر گذار تیم مشمول قانون کنترل بودجه و هزینه ی تیم ها نشود. احتمالا فعالیت های بازاریابی تیم ها توسط این قانون محدود نخواهد شد. چرا که طبق گفته های براون این گونه فعالیت ها نه تنها برای فرمول یک بلکه برای همه مناسب و خوب است.

پدیده اثر زمین؛ بازگشت فرمول یک به گذشته

همان گونه که در مورد اول نیز بیان شد، خودرو های فرمول یک قرار است برای فصل 2021 بیشترین میزان نیروی رو به پایین خود را از پدیده ای با نام اثر زمین یا Ground Effect دریافت کنند. اگر چه ایده ی استفاده از این پدیده در خودرو های فصل 2021 در مقایسه با طراحی خودرو هایی که آخرین بار (مابین سال های 1977 تا 1982) از این پدیده استفاده کردند تفاوت دارد اما هدف نهایی آن ها یکسان می باشد:

تولید بیشترین مقدار نیروی رو به پایین ممکن از طریق کف خودرو

در طراحی خودرو ها، به خصوص خودرو های مسابقه ای از پدیده ی اثر زمین برای ایجاد نیروی رو به پایین استفاده می کنند. برای فهم بهتر پدیده اثر زمین باید 3 مورد زیر را به خوبی بدانید:

عامل ایجاد نیروی رو به پایین (مثلا در بال جلوی خودروی فرمول یک) اختلاف فشار سطح بالایی و پایینی بال می باشد. قانون برنولی: سرعت شارش یک سیال (در اینجا هوا) از یک سطح با فشار وارده توسط آن بر آن سطح نسبت عکس دارد. یعنی هر چه سرعت افزایش پیدا کند فشار کاهش می یابد. اثر ونتوری: در اثر کاهش سطح مقطع عبوری یک سیال، سرعت عبور سیال از سطح مقطع کوچک شده افزایش می یابد.

در خودرو های فرمول یک در اغلب موارد با طراحی کانال هایی به شکل بال بر عکس شده (مطابق آن چه که در بال های جلو و عقب رخ می دهد که با بر عکس قرار دادن بال ها به جای نیروی لیفت یا برآ، نیروی رو به پایین یا داون فورس تولید می کنند) در نواحی جانبی خودرو و زیر ساید پاد ها مسیری را برای عبور جریان هوا ایجاد می کنند. حال در هنگام عبور هوا از این ناحیه، به دلیل سرعت بیشتر هوا طبق اصل برنولی فشار در زیر خودرو کاهش یافته و در نهایت به دلیل اختلاف فشار میان سطح بالایی و پایینی خودرو، تمام خودرو مانند یک بال بسیار بزرگ عمل می کند و با ایجاد نیروی رو به پایین، خودرو را به زمین می چسباند. حال در برخی موارد با ایجاد تونل هایی موسوم به تونل ونتوری، سطح عبور هوا را کاهش داده و طبق اثر ونتوری این یعنی سرعت بیشتر و در نهایت فشار کمتر در زیر خودرو و افزایش نیروی رو به پایین.

همان طور که می دانید امروزه بخش زیادی از نیروی رو به پایین در خودرو های فرمول یک، توسط بال جلو، بال عقب و دیفیوزر ها تامین می شود. اما برای استفاده از اثر زمین، طراحان با ایجاد کانال هایی در نواحی جانبی زیرین خودرو، باعث ایجاد اختلاف فشار میان قسمت های بالایی و پایینی سطوح شده و در نهایت نیروی رو به پایین اضافه ای علاوه بر سه مورد فوق الذکر توسط نواحی جانبی خودرو نیز تامین می شود و این به معنای چسبندگی بیشتر خودرو ها در هنگام عبور از پیچ ها می باشد.

نکته قابل توجه در مورد نیروی رو به پایین تولید شده توسط پدیده اثر زمین این است که اولا درگ یا نیروی مقاومت هوای کمتری نسبت به استفاده از بال ها برای تولید نیروی رو به پایین دارد و ثانیا همانند بال ها، هوا پس از عبور از این مناطق و ایجاد نیروی رو به پایین از طریق پدیده اثر زمین، به شکل خاصی اختلال پیدا نکرده (اصطلاحا منجر به تولید هوای کثیف نمی شود) و در نهایت این مورد موجب تعقیب بهتر اتومبیل جلویی توسط خودروی عقبی و ایجاد رقابت بیشتر در مسابقات می شود. البته لازم به ذکر است که استفاده از این پدیده در طراحی خودرو های فصل 2021 فرمول یک با آنچه که در گذشته شاهد بودیم تفاوت زیادی خواهد داشت و در طراحی های جدید دیفیوزر ها نیز نقش بسیار مهم و حیاتی را برای ایجاد نیروی رو به پایین در خودرو ها ایفا خواهند کرد.

استفاده از این پدیده که برای فصل 1983 استفاده از آن در فرمول یک کاملا ممنوع شد، به سال 1977 و تولد خودروی لوتوس 78 بر می گردد. طراح این خودرو، آقای شاون باکلی، با ایجاد کانال هایی در نواحی جانبی خودرو، استفاده از این پدیده را در آن زمان برای اولین بار در خودرو های فرمول یک عملی کرد. ایشان حتی برای سال بعد و در خودروی لوتوس 79، با تغییر شکل این کانال ها و ایجاد المانی با نام تونل ونتوری ( که بر اساس قانون ونتوری که بالاتر ذکر شد عمل می کند یعنی با کاهش سطح مقطع عبور هوا سرعت عبور آن را افزایش می دهد و این یعنی فشار کمتر در قسمت زیرین خودرو و افزایش بیشتر نیروی رو به پایین ) طرح خود را بیش از پیش عملی کرد.

در آن فصل (سال 1978) لوتوس توسط رانندگان خود یعنی ماریو آندرتی و رونی پترسون توانست نیمی از مسابقات را با پیروزی به پایان برساند و در نهایت هر دو قهرمانی بخش رانندگان (ماریو آندرتی) و سازندگان را کسب کند.

تغییرات آیرودینامیکی خودرو ها در فصل 2021

با بیان توضیحات بالا، به سراغ توضیح تغییراتی که قرار است در فصل 2021 در بخش آیرودینامیک خودرو ها اتفاق بیفتید می رویم.

همان طور که گفته شد اساسی ترین تغییر، نحوه ی تولید نیروی رو به پایین در خودرو ها می باشد. هدف و ایده ی اصلی، کاهش تاثیر آیرودینامیکی بال جلو و قسمت بارج بورد خودرو ها می باشد و به همین دلیل برای فصل 2021 بال جلویی ساده و با تاثیر کمتری نسبت به فصل های پیش را شاهد خواهیم بود.

بزرگترین تغییر در نواحی زیرین خودرو صورت می گیرد، جایی که تعدادی تونل ونتوری، دیفیوز دوگانه ی پهن تر و بزرگ تری را تغذیه می کنند و برای فصل 2021 بیشترین نیروی رو به پایین خودرو از این ناحیه تامین خواهد شد. بنابراین ترکیب استفاده از پدیده اثر زمین، آیرودینامیک ساده تر و منحرف کننده هایی (Deflector) که در قسمت بالایی چرخ های جلو قرار گرفته اند، برای تعقیب بیشتر و راحت تر خودروی جلویی در نظر گرفته شده اند.

در خودرو های کنونی فرمول یک، دیفیوزر به همراه بال عقب بیشترین مقدار نیروی رو به پایین را در خودرو های فرمول یک تولید می کنند اما نتیجه ی آن ایجاد هوای کثیف بسیار زیاد برای خودرو های پشت سر می باشد و عملکرد آن ها را به شدت تحت تاثیر خود قرار می دهند. اما با تغییر قوانین و ایجاد تونل های ونتوری در جلوی سایدپاد ها که طول آن ها تقریبا از ابتدای خودرو تا انتها می باشد، طبق قضیه ونتوری سرعت عبور جریان هوا در این ناحیه به سمت عقب خودرو افزایش یافته و از طریق پدیده اثر زمین، به تولید نیروی رو به پایین بیشتر کمک می کند. این مورد بدان معناست که خودرو ها می توانند با بال عقب کوچکتری نسبت به قبل کار کنند و همچنین پیچیدگی آیرودینامیکی نیز از بین رفته و در نهایت با تولید هوای آشفته و کثیف کمتر، خودرو ها راحت تر می توانند یکدیگر را تعقیب کنند.

منحرف کننده های جریان هوا در قسمت بالایی چرخ های جلو نیز در آرایش بهتر هوای اختلال یافته ی ناشی از چرخ های جلو عمل می کنند. در قوانین فعلی، بخشی از طراحی پیچیده ی بارج بورد ها، به دلیل هوای مختلل ناشی از برخورد با تایر های جلو می باشد چرا که کنترل آن ها کار دشواری است. اما با مهار آن ها توسط منحرف کننده ها، می توان انتظار داشت طراحی آن ها ساده تر و محدود تر از قبل شود.

با این که هنوز تغییر قوانین فصل 2021 فرمول یک نهایی نشده اما ذکر این موارد کافی است تا با هم به صورت موردی نگاهی به این تغییرات بیندازیم:

1. دماغه ی کوتاه تر نسبت به قبل. همان طور که می بینید این ایده که دماغه به قسمت اصلی بال متصل می باشد مربوط به دهه ی 90 میلادی است.

2. همان طور که در تصویر مشاهده می کنید نوک دماغه قدری به سمت بالا متمایل می باشد که این مورد به جریان یافتن بهتر هوا به زیر خودرو برای تغذیه ی بهتر تونل های ونتوری عمل می کند.

3. صفحه های انتهایی بال جلو (Endplate) به دلیل طول زیاد بال و جلوگیری از پنچری خودرو ها در هنگام برخورد به صورت گرد طراحی شده اند.

4. دماغه ی کوچک تر بدون وجود پره های تابیده (Turning – Vanes) نشان از ساده سازی بیشتر آیرودینامیک خودرو ها دارد.

5. رینگ چرخ ها برای جریان یافتن بهتر و اختلال کمتر در هوا، به صورت سرپوشیده طراحی شده اند.

6. داکت های (خنک کننده ها) ترمز، ساده طراحی شده و کمترین اثر آیرودینامیکی را دارا می باشند.

7. منحرف کننده هایی که در قسمت بالایی چرخ های جلو قرار داده شده اند در انتقال بهتر جریان هوای ناشی از تایر ها به نواحی زیررین خودرو نقش دارند و همچنین مانع از انتقال جریان هوا به نواحی بالایی و جانبی خودرو که موجب ایجاد هوای کثیف برای خودرو های پشت سر می شود دارند.

8. کانال های ونتوری قرار گرفته شده در مکان فعلی بارج بورد ها

#gallery-1 { margin: auto; } #gallery-1 .gallery-item { float: right; margin-top: 10px; text-align: center; width: 50%; } #gallery-1 img { border: 2px solid #cfcfcf; } #gallery-1 .gallery-caption { margin-left: 0; } /* see gallery_shortcode() in wp-includes/media.php */

9. این نوع طراحی هیلو مطابقت بیشتری با قوانین 2021 دارد.

10. به دلیل قرار گیری کانال های ونتوری، این ناحیه به صورت پله ای طراحی شده و سطح آن نیز کاملا صاف نمی باشد.

11. دیفیوزر های بلند تر که اثر آیرودینامیکی بیشتری نسب به دیفیوزر های فعلی دارند و این بدان معنی است که بیشترین مقدار نیروی رو به پایین خودرو در نواحی زیرین آن تولید می شود.

12. صفحه های انتهایی طراحی بسیار ساده تری دارند و به کمک جریان گردابی دوگانه، هوا را به بالا هدایت می کنند.