ترمز خودروهای فرمول یک چگونه کار می کند؟
خودروهای فرمول ۱ از نظر ترمزگیری و کاهش سرعت تا حد زیادی مشابه خودروهای خیابانی هستند. درواقع از زمانی‌که ترمزهای ضدقفل ABS در مسابقات فرمول ۱ ممنوع شدند، اکثر خودروهای خیابانی جدید می‌توانند ادعا کنند که ترمزهای بسیار هوشمندتری دارند.
به گزارش خودروتک ، اصل ترمزگیری بسیار ساده است؛ کاهش سرعت یک جسم با کاهش انرژی جنبشی آن. خودروهای فرمول ۱ مانند بسیاری از خودروهای خیابانی دیسک‌های ترمز و دیسک‌های چرخان متصل به چرخ دارند که در اثر نیروی پیستون هیدرولیکی به نام کالیپر بین دو لنت ترمز تحت فشار قرار می‌گیرند تا سرعت خودرو کاهش یابد.
در اثر این عمل، انرژی جنبشی خودرو تبدیل به مقدار زیادی حرارت شده و دیسک ترمز از شدت این حرارت، به حالت گداخته در می‌آید. علت اینکه دیسک ترمزهای خودروهای فرمول یک در اثر حرارت زیاد به رنگ قرمز در می‌آیند همین است.
همانطور که انتقال قدرت بیشازحد به یک چرخ باعث هرزگردی آن می‌شود نیروی ترمز بیشازحد نیز باعث قفل‌شدن چرخ‌ها می‌شود، زیرا ترمزها به میزان چسبندگی موجود در تایرها غلبه می‌کنند. قبلا خودروهای فرمول ۱ مجاز به استفاده از ترمزهای ضدقفل بودند که با کاهش فشار ترمز، به چرخ اجازه چرخش دوباره می‌داد و سپس دوباره با بیش‌ترین نیروی ممکن به کاهش سرعت چرخ ادامه می‌داد، اما استفاده از این نوع ترمزها در دهه ۱۹۹۰ در خودروهای فرمول ۱ ممنوع شد.
بنابراین ترمزگیری یکی از سخت‌ترین آزمایشات برای سنجش مهارت یک راننده فرمول ۱ است و بخشی از مسابقه است که راننده می‌تواند در آن زمان زیادی به دست بیاورد یا از دست بدهد.
طبق قوانین فنی مسابقات، هر خودرو باید سیستم ترمز هیدرولیک دومداره به همراه مخزن‌های ترمز جداگانه برای چرخ‌های جلو و عقب داشته باشد. به‌این‌ترتیب اطمینان حاصل می‌شود که حتی اگر یکی از مدارها کاملا از کار بیافتد، هنوز هم خودرو با استفاده از مدار دوم قابلیت ترمزگیری دارد. مقدار نیروی ترمز که به مدارهای جلو و عقب وارد می‌شود، توسط دکمه‌ای در کابین قابل تنظیم است که به راننده اجازه می‌دهد هندلینگ خودرو را متعادل کرده و وزن سوخت که درحال کاهش است را جبران کند.
در حالت عادی حدود ۶۰ درصد از نیروی ترمز به چرخ‌های جلو وارد می‌شود و به‌دلیل‌اینکه هنگام ترمزگیری درصد بیشتری از وزن خودرو به محور جلو منتقل می‌شود، بیشتر فشار ترمز روی چرخ‌های جلو است. (تصور کنید چه اتفاقی می‌افتاد اگر در تلاش برای کاهش سرعت یک اسکیت‌بورد بودید درحالی‌که یک توپ تنیس روی آن بود. توپ بر اثر نیروی اینرسی به سمت جلو حرکت می‌کند. به همین ترتیب در خودرو نیز وزن به سمت چرخ جلو کشیده می‌شود.)
سیستم ترمز خودروهای فرمول ۱ از نظر مواد به‌کاررفته بسیار پیشرفته‌تر از ترمز خودروهای خیابانی است. تمام خودروهایی که در خط شروع مسابقه حضور دارند اکنون از دیسک ترمز با ترکیبات فیبرکربن استفاده می‌کنند که باعث صرفه‌جویی در وزن می‌شود و قابلیت کارکرد در دماهای بالاتری نسبت به دیسک ترمزهای فولادی را دارند. یک دیسک ترمز معمولی فرمول یک حدود ۱٫۵ کیلوگرم وزن دارد. لنت ترمزهایی با ترکیبات مخصوص محکم به این دیسک‌ها می‌چسبند و قابلیت کارکرد در محدوده دمایی وسیعی تا ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد را دارند. بنابراین تلاش زیادی صرف طراحی و ساخت مجراهای ترمز می‌شود که نه تنها به اندازه کافی ترمزها را خنک کنند بلکه از نظر آیرودینامیکی نیز راندمان بالایی داشته باشند.
ترمزهای خودروهای فرمول یک راندمان بسیار بالایی دارند. این ترمزها به همراه ترکیبات پیشرفته و جدید در ساخت تایرها تا حد زیادی مسافت توقف خودروهای فرمول یک را کاهش داده‌اند. مسافت توقف یک خودروی فرمول ۱ از سرعت ۱۶۰ کیلومتردرساعت، به طور قابل‌ملاحظه‌ای کمتر از مسافت توقف یک خودروی خیابانی از سرعت ۱۰۰ کیلومتردرساعت است. ترمزهای خودروهای فرمول یک به حدی قوی هستند که قوانین مسابقات عمدا با اعمال محدودیت در طراحی و استفاده از مواد، از پیشرفت ترمزها جلوگیری می‌کنند تا مسافت ترمزها کمتر از این نشود زیرا سبقت‌گیری را غیرممکن می‌سازد.
البته وظیفه سیستم ترمز در خودروهای فرمول ۱ فقط کاهش سرعت نیست بلکه به طور غیرمستقیم نقش تامین قدرت بیشتر را نیز بر عهده دارد. زیرا انرژی جنبشی تلف شده در هنگام ترمزگیری، به انرژی الکتریکی تبدیل شده و توسط سیستم پیشرفته بازیابی انرژی که ERS نام دارد، به سیستم انتقال قدرت باز می‌گردد. درغیر این‌صورت انرژی جنبشی به گرما تبدیل شده و هدر می‌رود. سیستم ERS منجر به ایجاد تغییرات متعددی در سیستم ترمز خودروهای فرمول ۱ شده است، مانند تغییرات گسترده در محور عقب خودروهای فرمول یک. از سال ۲۰۱۴ تیم‌های فرمول یک مجاز به استفاده از سیستم‌های ترمز عقب با کنترل الکترونیکی شده‌اند تا رانندگان بتوانند هنگام ترمزگیری، تعادل و پایداری معقولی داشته باشند.
منبع: نیسان
