پیشرانه جدید ماشین‌های فرمول 1 را بیشتر بشناسیم

مسابقات اتومبیل‌رانی فرمول 1 یکی از آن ورزش‌هایی است که بیشترین استفاده را از فناوری‌های جدید می‌کند و آخرین فصل از این سری مسابقات به خوبی این ادعا را اثبات کرد. در سال 2014 این ورزش شاهد تغییرات زیادی بود و پیشرانه‌ای را به همگان معرفی کرد که بسیار پیشرفته است و به آن لقب "نیروگاه" داده‌اند. این پیشرانه قبل از این که برای مسابقات آماده بشود، روی سریع‌ترین خودرو جهان نصب شده بود. اگر به سال 2013 برگردیم، می‌بینیم در آن زمان نیز پیشرانه خودروهای فرمول 1 از تکنولوژی بالایی بهره می‌برده‌اند.

اجزایی که در خودروهای معمولی از آهن یا آلومینیوم ساخته می‌شوند، در خودروهای فرمول 1 جای خودشان را به اجزایی ساخته شده از سرامیک داده‌اند. این فناوری جدید از سفینه‌های فضایی الهام گرفته شده است. پیشرانه‌ها توسط کامپیوترهایی کنترل و هدایت می‌شوند که عملکرد آن‌ها را با دقت یک میلینیوم ثانیه محاسبه می‌کند. میزان هدر رفت گشتاور در دیفرانسیل، باز و بسته شدن دریچه گاز، میزان عبور هوا از زیر دیفیوزرها و میزان غلظت بنزین در باک و پیشرانه، همگی لحظه به لحظه تحت نظارت و کنترل هستند. اگر نگاه دقیق‌تری به پیشرانه‌هایی که برای مسابقات فرمول 1 سال 2015 آماده شده‌اند بیندازیم، آنگاه پیشرانه‌های 8 سیلندر خورجینی که برای سال 2013 مهیا شده‌ بودند قدیمی و از مد افتاده به نظر خواهند رسید. پیشرانه‌های جدید کنونی که در ماشین‌های مسابقه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند، دیگر موتورهای درون‌سوز (ICE) ساده نیستند، در عوض دو سیستم هیبریدی مستقل و متصل به هم و سه جزء تولید کننده نیروی دیگر دست به دست هم می‌دهند تا نیروی خروجی را تولید کنند. در واقع پیشرانه از این قسمت‌ها تشکیل شده است:

-موتور درون‌سوز (ICE)

-توربوشارژر (TC)

-موتور گردآورنده نیروی جنبشی (MGU-K) که نیروی از دست رفته هنگام ترمزگیری را جمع‌آوری و احیا می‌کند.

-موتور گردآورنده گرما (MGU-H) که انرژی‌ای که به صورت گرما و از طریق اگزوز هدر می‌رود را گردآوری می‌کند.

-انباره انرژی (ES) که مجموعه‌ای است از باتری‌هایی که به صورت بانکی برای انرژی عمل می‌کند و می‌تواند تمام انرژی که توسط قسمت‌های دیگر تولید شده است را در خود نگهداری کند.

-در آخر نیز مهمترین قسمت قرار دارد که واحد کنترل الکترونیک (CE) نام دارد که در بردارنده ECU نیز می‌باشد. نرم افزار این واحد کل پیشرانه را مدیریت و کنترل می‌کند. بهتر است بدانید CE و ECU درست مانند رهبر ارکستر عمل می‌کنند. نیروی‌های گوناگون و گاه مخالف با یکدیگر از طریق این واحدها کنترل و هماهنگ می‌شوند. در یک ماشین فرمول یک معمولی، همه چیز به صورت مکانیکی انجام می‌گیرد و مدیریت کردن آن کار ساده‌ای است. ولی در یک خودرو فرمول 1 مدرن، CE و ECU با دریایی از اطلاعات دست و پنجه نرم می‌کنند. این واحدها نیاز دارند بدانند چه میزان انرژی گرمایی از توربوشارژر  بیرون می‌آید، چه زمان و چه مقدار از آن انرژی باید به طرف انباره برود، این انرژی چگونه باید با نیروی بازیافت شده توسط MGU-K ادغام شود، نیروی انباره  (ES) چگونه جمع‌آوری بشود و هنگامی که پدال گاز فشرده می‌شود، چگونه به سوی چرخ‌های محرک هدایت بشود. وقتی راننده پدال گاز را می‌فشارد، معادلات پیچیده‌تر می‌شوند. چه گونه‌ای از انرژی باید به چرخ‌های عقب منتقل بشود؟ آیا موتور درون‌سوز (ICE) باید آن را تأمین کند؟ یا موتور گردآورنده نیروی جنبشی (MGU-K؟ یا موتور گردآورنده گرما (MGU-H)؟ یا هر سه؟ با چه درصد؟ آیا این درصدها در زمان‌های مختلف باید تغییر کنند تا به انتقال گشتاور و افزایش شتاب کمک کنند؟

 حال راننده ترمز را می‌فشارد. نیرویی که از ترمزگیری به دست می‎آید چگونه باید مدیریت شود؟ آیا باید در انباره ذخیره شود؟ آیا انباره پر شده است و قبل از این که منفجر شود، نیروی ورودی به آن باید محدود گردد؟ و این داستان ادامه دارد.

بهتر است بدانید همه این ماجراها در یک چشم به هم زدن اتفاق می‌افتد و در سربالایی، سرازیری، هنگام عبور از پیچ، هنگام ترمزگیری ناگهانی و مانورهای پیچیده این سناریو تغییر می‌کند. می‌دانید که مدت زمان برگزاری مسابقه نیز حدود دو ساعت است. با این تفاسیر پیشرانه‌های پیشرفته جدید بسیار جذاب و شگفت‌انگیز به نظر می‌رسند و با شروع فصل جدید مسابقات فرمول 1، باید منتظر ماند و از نزدیک شاهد عملکرد بالای آن‌ها بود.