تاريخچه خودروهاي فرمول يك؛ معرفي نسل‌هاي مختلف و فناوري‌ها
از سال ۱۹۵۰ تا امروز، طرفداران دنياي خودرو و موتوراسپرت هر سال رقابت تماشايي راننده‌هاي فرمول يك را تماشا كرده‌اند. قبل از تشكيل قالب فعلي فرمول يك، قهرمانان اين سري مسابقات در هواپيماهاي جنگنده بودند، اما با پايان جنگ جهاني، خودروهاي تك‌سرنشينه‌ي قدرتمند، ماشين جنگي جديد اين خلبانان بود. در هر سال فرمول يك بخش راننده‌ها، تيم‌ها و البته خودروها تغييرات ريز و درشت مشاهده مي‌شود. معمولاً بدنه‌هاي آيروديناميك با باله‌هاي عريض‌تر، تايرهاي پهن‌تر و باتوجه به قوانين، قواي متخصص تغيير داده مي‌شود تا جذابيت اين مسابقات، حفظ شود. در طول بيش از ۶۰ دهه، خودروهاي فرمول يك بسيار متفاوت شده‌اند؛ فراري ۲۰۱۸ سباستين فتل با آلفارومئو ۱۹۵۰ خوآن مانوئل فنجيو اصلاً قابل مقايسه نيست.
خودروهاي مدرن فرمول يك در مقايسه با چند دهه‌ي گذشته، بزرگ‌تر، كم‌ارتفاع‌تر، سريع‌تر و تاحدودي كم سر و صداتر شده‌اند. براي مثال فليپه ماسا در گرن‌پري ۲۰۱۵ مكزيك با خودروي ويليامز-مرسدس، نهايت سرعت ۳۶۴ كيلومتر بر ساعت و پابلو مونتويا سال ۲۰۰۵، سرعت ۳۷۲.۶ كيلومتر بر ساعت را در پيست مونزا ثبت كرد. مهندسي خودروهاي مدرن فرمول يك با فناوري‌هاي پيشرفته در سيستم تعليق، پيشرانه‌ي هيبريد، گيربكس و طراحي آيروديناميك كاملاً در سطح ديگري است. مطالعه نسل‌هاي مختلف خودروها و دوران متفاوت مسابقات فرمول يك، بسيار جذاب است.
در اين مقاله قصد داريم تا نگاهي كوتاه به روند پيشرفت خودروهاي فرمول يك، در نسل‌هاي مختلف اين مسابقات داشته باشيم.
سال ۱۹۵۰؛ آغاز فرمول يك با فرمان‌روايي آلفارومئو
اولين فصل از قالب مدرن فرمول يك در سال ۱۹۵۰ با ۶ گرن‌پري و يك مسابقه‌ي ايندياپوليس 500 برگزار شد. اولين خودروهاي فرمول يك با مدل‌هاي مدرن بسيار تفاوت داشتند؛ پيشرانه‌ي بزرگ در كاپوت بلند، روبروي راننده‌اي كه در انتهاي بدنه‌ي طويل خودرو قرار داشت، نصب شده بود. آلفارومئو 158 با پيشرانه‌ي ۸ سيلندر خطي ۱.۵ ليتري سوپرشارژ و قدرت بيش از ۳۵۰ اسب بخار محصول سال ۱۹۳۸، تمام ۶ گرن‌پري فصل ۱۹۵۰ را به مقام اول به‌پايان رساند. در اين دوران هنوز جادوي آيروديناميك به فرمول يك راه نيافته و طراحي خودروها ساده بود؛ طرح موتورمياني خودروها، در دهه‌ي ۱۹۶۰ پياده‌سازي شد.
دهه‌ي ۱۹۵۰؛ دوران درخشش راننده‌ها
تا اواخر دهه‌ي ۱۹۵۰، تنها راننده‌ها ستاره‌ي فرمول يك بودند، اما از سال ۱۹۵۸ مقام قهرماني برند خودروساز نيز به فرمول يك اضافه شد. تا قبل از سال ۱۹۵۸، قوانين محدود به كوچك‌تر شدن ابعاد پيشرانه‌ها بود اما با نزديك شدن به دهه‌ي ۱۹۶۰ استفاده از بنزين استاندارد به‌جاي بنزيني الكلي ضروري اعلام شد. از سال ۱۹۵۱ تا ۱۹۶۰، آلفارومئو، فراري، مازراتي و مرسدس‌بنز بهترين خودروهاي فرمول يك را با طراحي مشابه توليد مي‌كردند.
سال ۱۹۶۸؛ آغاز استفاده از باله‌هاي آيروديناميك بزرگ
سال ۱۹۶۸ يكي از مهم‌ترين و البته پرحادثه‌ترين فصل‌هاي تاريخ فرمول يك است. با درك بيشتر از قوانين آيروديناميك، تيم‌هاي بيشتري به استفاده از باله‌هاي بزرگ چند متري روي آوردند؛ درواقع هر گرن‌پري ميداني براي آزمون و خطاي آيروديناميك تيم‌ها بود. حاصل اين آزمايش‌ها، مرگ ۵ راننده‌ي بااستعداد مانند جيم كلارك، يكي از بهترين راننده‌هاي تاريخ فرمول يك بود. پس از مرگ ۵ راننده، استفاده از باله‌هاي بزرگ و بلند ممنوع و قوانين جديدي براي ايمني تنظيم شد. در دهه‌ي ۱۹۶۰، خودروهاي فرمول يك نسبت به گذشته بزرگ‌تر، كم ارتفاع‌تر و قدرتمندتر شده بودند، اما تغيير قابل توجهي در پيست‌ها انجام نشده بود.
دهه‌ي ۱۹۷۰؛ استارت طراحي مدرن خودروها
با آغاز دهه‌ي ۱۹۷۰، طراحي خودروهاي فرمول يك مشابه مدل‌هاي امروزي شد. روند پيشرفت در طول اين دهه بسيار بالا بود و تيم‌هايي كه درك بهتري از قوانين آيروديناميك داشتند، پيروز ميدان شدند. دهه‌ي ۱۹۷۰ فرمول يك، شايد دراماتيك‌ترين دوران اين مسابقات باشد؛ در اين سال‌ها بريتانيايي‌ها و ايتاليايي‌ها بر سر آيروديناميك و قدرت پيشرانه راقابت داشتند و البته داستان جذاب دو راننده؛ جيمز هانت انگليسي و نيكي لائودا اتريشي هم، براي هميشه در تاريخ ماندگار شد. بريتانيايي‌ها با استفاده از طراحي آيروديناميك، در ۷ گرن‌پري پيروز شدند تا فراري با تمركز بر پيشرانه‌ي قدرتمندتر چندان موفق ظاهر نشود.
رنو RS01؛ اولين توربوشارژر فرمول يك
با اينكه در قوانين فرمول يك، استفاده از توربوشارژر مجاز بود، اما براي اولين بار در سال ۱۹۷۷، رنو مدل RS01 با پيشرانه‌ي ۶ سيلندر V شكل ۱.۵ ليتري توربوشارژ را به دنياي فرمول يك وارد كرد. در سال ۱۹۷۷ تمام تيم‌ها از پيشرانه‌ي ۸ سيلندر V شكل ۳ ليتري فورد كازورث استفاده مي‌كردند و تنها تيم‌هاي آلفارومئو، BRM و ماترا نوع ۱۲ سيلندر V شكل ۳ ليتري را روي خودرو نصب كرده بودند. رنو RS01 در مراحل اول چندان قابل اعتماد نبود و به‌واسطه‌ي اشكالات متخصص و بلند شدن دود از پيشرانه، لقب «قوري زرد» به آن داده شد. در سال ۱۹۷۹، خودروي توربوشارژ رنو عملكرد قابل توجهي از خود نشان داد تا تيم‌هاي ديگر هم به استفاده از توربوشارژر فكر كنند.
مك‌لارن MP4/1؛ ورود فيبركربن به فرمول يك
شايد در نگاه اول طراحي مك‌لارن MP4/1 محصول سال ۱۹۸۱ انقلابي به‌انديشه متخصصين نرسد، اما اين مدل اولين خودروي تاريخ فرمول يك است كه به‌جاي شاسي فلزي از فيبركربن استفاده مي‌كند. تنها تغيير متريال ساخت شاسي باعث شد تا MP4/1 فوق‌العاده سبك و البته مقاوم و مستحكم باشد. در ابتدا بسياري از تيم‌ها استفاده از فيبركربن در طراحي خودرو را براي ايمني مناسب نمي‌دانستند، اما پس از ثابت شدن عملكرد اين شاسي، ساخت و طراحي خودرو با فيبركربن به يك استاندارد تبديل شد. MP4 به‌معني پروژه‌ي چهار مارلبورو است.
سال ۱۹۸۳؛ بازنگري در آيروديناميك
در سال ۱۹۸۳، استفاده از پنل‌هاي بزرگ براي ايجاد داونفورس بالا ممنوع شد و كف خودرو بايد تماماُ مسطح مي‌شد؛ تيم‌هاي براي طراحي خودرو از طراحي متفاوت بخش جانبي بدنه استفاده كردند. براي اولين بار بود كه پس از طرح آيروديناميك لوتوس در ۱۹۷۷، كف خودروها بايد مسطح طراحي مي‌شد؛ دليل اين امر داونفورس فوق‌العاده بالا در پيچ‌ها و افزايش خطر تصادف‌هاي مرگ‌بار بود. در اين دوران تمام خودروها از پيشرانه‌هاي توربوشارژر استفاده مي‌كردند، بنابراين پيت استاپ براي سوخت‌گيري دوباره به مسابقات اضافه شد. البته اين قانون چندان دوام نداشت و دوباره در سال ۱۹۸۴ سوخت‌گيري ممنوع شد.
سال ۱۹۸۹؛ بازگشت پيشرانه‌هاي خوش صداي تنفس طبيعي
با استفاده از توربوشارژر، تيم‌ها به‌دنبال افزايش بوست و قدرت خروجي بودند؛ پس از چند فصل قوانين محدودكننده در بوست توربوشارژر، سرانجام اين سيستم پرخوران به‌طور كامل از خودروهاي فرمول يك حذف شد. بر اساس قوانين جديد، تنها پيشرانه‌هاي ۸ و ۱۲ سيلندر با حداكثر حجم ۳.۵ ليتر، قلب تپنده‌ي خودروها بودند. در اين سال خودروي افسانه‌اي مك‌لارن MP4/5 با پيشرانه‌ي ۱۰ سيلندر V شكل ۳.۵ ليتري در اختيار راننده‌اي بزرگ، آيرتون سنا برزيلي قرار گرفت.
مرگ آيرتون سنا؛ بازنگري مجدد در قوانين
سال ۱۹۹۴ به دو دليل تاريخ‌ساز شد؛ اولين قهرماني جهان مايكل شوماخر و مرگ آيرتون سنا، ۳ دوره قهرمان جهان و راننده‌ي تكرارنشدني برزيل. قبل از تصادف مرگ‌بار سنا، بارها در مورد لاخبار تخصصي نصب يا حذف سيستم‌هاي الكترونيكي كمك‌راننده مانند سيستم تعليق فعال، ترمز ABS، كنترل كشش و شروع حركت در خودروهايي كه قدرتمندتر از هميشه شده بودند، بحش شكل گرفته بود. مرگ سنا آغازي بود بر محدوديت‌هاي جديد در قواي متخصص و البته تغييرات عمده در پيست‌هاي گرن‌پري. سنا جزو افرادي بود كه حذف تمام سيستم‌هاي كمك راننده بدون تغيير در قواي متخصص خودروها را نامناسب دانست و فصل ۱۹۹۴ را پرتصادف پيش‌بيني كرد. براي اولين بار پس از سال ۱۹۸۳، در سال ۱۹۹۴ قانون سوخت‌گيري دوباره اجرا شد.
دهه‌ي ۲۰۰۰؛ تلاش براي جذاب كردن فرمول يك
خودروهاي فرمول يك در طول دهه‌ي ۲۰۰۰ به‌قدري كم استهلاك و قابل اطمينان بودند كه مقامات فدراسيون جهاني اتومبيلراني (FIA) مجبور به تصويب قوانين سخت‌گيرانه‌تر شدند. كاهش حداكثر دور موتور و اضافه شدن باله‌هاي قابل تنظيم از اين تغييرات بودند. در دهه‌ي آغازين قرن جديد، درخشش مايكل شوماخر مقدمه‌اي بود بر محبوبيت فرناندو آلونسو، كيمي رايكونن، لوئيس هميلتون و جنسن باتن در سال‌هاي بعد.
سال ۲۰۱۴ تا امروز؛ دوران هيبريد با پيشرانه‌هاي كوچك‌تر و فناوري KERS
با آغاز فصل ۲۰۱۴، پيشرانه‌ي ۸ سيلندر V شكل ۲.۴ ليتري كنار گذاشته شد و نمونه‌ي ۶ سيلندر V شكل ۱.۶ ليتري با فناوري بازيابي انرژي موسوم به KERS به خودروهاي اضافه شد. در فناوري KERS، هنگام ترمزگيري با چرخش يك فلاي‌ويل انرژي هدررفت ذخيره مي‌شود تا در هنگام شتاب‌گيري كمك‌كننده باشد. پس از سال ۱۹۸۸، دوباره خودروهاي فرمول يك از پيشرانه‌هاي مجهز به توربوشارژر استفاده كردند. دوران هيبريد فرمول يك با درخشش پيشرانه‌هاي مرسدس همراه بوده است؛ تا امروز براي جذاب‌تر شدن و سبقت‌گيري‌هاي بيشتر تغييراتي در قوانين آيروديناميك داده شده است.
سال ۲۰۲۱؛ قوانين جديد و آينده‌ي فرمول يك
بر اساس اعلام رسمي، قوانين و پيشرانه‌هاي جديد فرمول يك از فصل ۲۰۲۱ از راه خواهند رسيد و تمركز اصلي بر فناوري‌هاي پيشرفته‌تر هيبريد است. پيش از اين، استفاده از قواي متخصص تمام برقي در آينده پيشنهاد شده بود كه در حال حاضر با وجود مسابقات فرمول E، اطلاعات بيشتري از عملي شدن اين ايده منتشر نشده است.
به‌طور كلي قوانين پيشرانه‌ي خودروهاي فرمول يك در نسل‌هاي مختلف را مي‌توان به‌صورت زير خلاصه كرد.
- سال ۱۹۵۰ تا ۱۹۵۳؛ تنفس طبيعي ۴.۵ ليتر يا سوپر و توربوشارژ ۱.۵ ليتر
- سال ۱۹۵۴ تا ۱۹۵۷؛ تنفس طبيعي ۲.۵ ليتر يا سوپر و توربوشارژ ۰.۷۵ ليتر
- سال ۱۹۵۸ تا ۱۹۶۵؛ تنفس طبيعي ۱.۳ تا ۱.۵ ليتر
- سال ۱۹۶۶ تا ۱۹۸۵؛ تنفس طبيعي ۳ ليتر يا سوپر و توربوشارژ ۱.۵ ليتر
- سال ۱۹۸۶؛ سوپر و توربوشارژ ۱.۵ ليتر
- سال ۱۹۸۷ تا ۱۹۸۸؛ تنفس طبيعي ۳.۵ ليتر يا سوپر و توربوشارژ ۱.۵ ليتر
- سال ۱۹۸۹ تا ۱۹۹۴؛ تنفس طبيعي ۳.۵ ليتر حداكثر ۱۲ سيلندر
- سال ۱۹۹۵ تا ۱۹۹۹؛ تنفس طبيعي ۳ ليتر حداكثر ۱۲ سيلندر
- سال ۲۰۰۰ تا ۲۰۰۵؛ تنفس طبيعي ۳ ليتر حداكثر ۱۰ سيلندر
- سال ۲۰۰۶؛ تنفس طبيعي ۲.۴ ليتر حداكثر ۸ سيلندر (۳ ليتر سال ۲۰۰۵ براي تيم‌هايي كه به ۲.۴ ليتر جديد دسترسي ندارند)
- سال ۲۰۰۷ تا ۲۰۰۸؛ تنفس طبيعي ۲.۴ ليتر حداكثر ۸ سيلندر تا دور موتور ۱۹ هزار
- سال ۲۰۰۹ تا ۲۰۱۳؛ تنفس طبيعي ۲.۴ ليتر حداكثر ۸ سيلندر تا دور موتور ۱۸ هزار
- سال ۲۰۱۴ تا امروز؛ توربوشارژ ۱.۶ ليتري حداكثر ۶ سيلندر تا دور موتور ۱۵ هزار به‌همراه KERS
هم انديشي ها