V celé historii Formule 1 jednosedadla se hodně vyvinula z hlediska výroby. Od prvních jednoduchých podvozků a karoserií až po moderní koncepce z uhlíkových vláken. Proto se v tomto článku ponoříme do tohoto světa, abychom viděli tři nejpozoruhodnější způsoby stavby F1.
Konkrétně se zaměřím na metody monohull, žebřík a prostorový rám. Chcete každého znát? Doporučuji pokračovat ve čtení…
Žebříková metoda stavby F1
Mezi různými konfiguracemi žebříkový podvozek V určitých dobách byl oblíbenou volbou díky své jednoduchosti a tuhosti. Jde o stavbu, která, jak už její název napovídá, připomíná schodiště. Skládá se ze dvou hlavních podélných nosníků spojených příčnými příčkami, které by byly podobné schůdkům, a tvořících jakousi krabici. Tyto prvky jsou obvykle vyrobeny z materiálů, jako je ocel nebo hliník, používané jako způsob snížení hmotnosti pro zvýšení poměru výkon/hmotnost a získání výkonu v závodech.
Téměř všechny vozy F1 ve svém raná léta Používali tyto podvozky a dokonce vydržely několik desetiletí jako hlavní alternativa v soutěži.
Žebřinový podvozek má jako obvykle své výhody i nevýhody. Mezi výhody Máme:
- Tuhost- Poskytuje výjimečnou torzní tuhost, která je zásadní pro zachování geometrie zavěšení a optimalizaci aerodynamiky.
- Jednoduchost: Jeho relativně jednoduchý design usnadňuje výrobu a montáž, kromě toho, že je levný, což byl jeden z hlavních cílů Formule 1, když začínaly, a proto jim chyběl kokpit, kapotáž kol atd.
Týkající se nevýhody:
- závaží- Ačkoli nové slitiny výrazně snížily hmotnost, žebřinové podvozky bývají těžší než jiné konfigurace.
- zabezpečení: s podélnými kovovými tyčemi, jako jsou nosníky, v případě předního vozu je konstrukce příliš tuhá, což může být nebezpečné pro ostatní vozy, se kterými narazí, a také pro samotného řidiče, protože tyto nárazy špatně absorbuje, což vytváří větší G síly.
metoda spaceframe
Un spaceframe podvozek Je vyrobena ze série trubek, obvykle vyrobených z oceli nebo hliníku, spojených ve strategických bodech tak, aby vytvořily trojrozměrnou strukturu svařováním. Tato síť trubek vytváří tuhou a lehkou konstrukci, která nabízí dobrou rovnováhu mezi pevností a hmotností. To byl vliv z leteckého průmyslu na F1, čímž se vyvinuly předchozí žebříkové struktury.
Spaceframe podvozek se stal populární v Formule 1 v 1960. a 1970. letech XNUMX. století. Týmy jako Lotus (pod vedením slavného Colina Chapmana) a Cooper tuto formu konstrukce s velkým úspěchem využívaly, rozvíjely se ke konci 70. let, kdy se začaly používat i jiné typy konstrukcí. Neustálé hledání vyššího výkonu a bezpečnosti však vedlo k přijetí pokročilejších materiálů a složitějších konstrukcí.
Týkající se výhody z spaceframe máme:
- Versatilidad: Trubková konfigurace umožňuje velkou flexibilitu v konstrukci, přizpůsobení se různým konfiguracím zavěšení a motoru.
- Oprava: V případě poškození je oprava podvozku spaceframe obvykle jednodušší, protože jednotlivé trubky lze řezat, vyměnit a svařit dohromady.
- Lehká: Ačkoli byl těžší než monokok z uhlíkových vláken, byl podstatně lehčí než tehdejší žebřinový podvozek, protože to nebyly pevné kovové nosníky, ale spíše duté trubky.
V tomto případě nevýhody Zvuk:
- Tuhost: Trubková konstrukce poskytuje dobrou tuhost, ale může být horší než u monokoku, zejména pokud jde o torzní tuhost, což negativně ovlivňuje odpružení a aerodynamiku.
- Složitost- Výroba podvozku s prostorovým rámem vyžaduje větší přesnost a práci než u žebřinového podvozku, což zvyšuje náklady.
- zabezpečení: V případě silného nárazu se trubková konstrukce může nepředvídatelně zdeformovat, což pilota vystaví riziku a některé z těchto trubek dokonce pilota poškodí.
Páteřní metoda
Un páteřový podvozek Vyznačuje se tím, že má středový podélný nosníkový prvek podobný páteři, ke kterému jsou připevněny ostatní součásti podvozku. Tento hlavní prvek, obecně vyrobený z materiálů, jako je ocel nebo hliník, poskytoval nezbytnou torzní tuhost, ale umožňoval navrhnout užší vůz než v případě žebříku, který může mít aerodynamické výhody pro snížení odporu.
Byly používány některými týmy Formule 1 po relativně krátkou dobu, hlavně v 1960. a 1970. letech minulého století, koexistovaly s trubkovými nebo spaceframes. Nikdy však nedosáhly dostatečné popularity. Nicméně vybavení jako např Brabham a McLaren experimentovali s tímto typem struktury když hledali alternativy k tradičnímu žebříčku.
Mezi výhody Z tohoto typu podvozku stojí za zmínku:
- Tuhost: Středový podélný nosník nabízel dobrou torzní tuhost, což zlepšilo ovladatelnost vozu.
- Výrobní: Konstrukce páteřového podvozku byla méně složitá než u monokoku, což snížilo výrobní náklady.
- Vybavení: Usnadnil přístup k mechanickým součástem, což zjednodušilo údržbu nebo opravy, navíc umožnilo konstruktérům karoserie vytvářet těsnější modely s aerodynamickými výhodami.
Konečně, nevýhody které způsobily, že byl tento typ podvozku vyřazen, jsou:
- závaží: Je lehčí než žebřinový podvozek, ale také těžší než monokoky z uhlíkových vláken nebo některé spaceframy.
- zabezpečení: V případě nárazu by se páteřní konstrukce podvozku mohla deformovat nerovnoměrně a se stejnými problémy při tlumení nárazů jako žebřík, což by pilota ohrozilo.
Konstrukční metoda F1 s monokokem (aktuální)
Un monokok z uhlíkových vláken Jde o unikátní konstrukci, která zahrnuje kokpit, část přídě a také některé další zadní stavby. To vše vyrobeno z jednoho kusu vyrobeného z několika vrstev uhlíkových vláken impregnovaných pryskyřicí a následně vytvrzených ve speciálních pecích. Tato struktura poskytuje výjimečnou torzní tuhost, která je nezbytná pro optimalizaci aerodynamického výkonu a ovladatelnosti vozu. A uhlíkové vlákno je ve srovnání s ocelí, hliníkem nebo jinými slitinami velmi lehké.
| - | - |
|---|---|
| Materiál | Hustota (kg/m³) |
| Uhlíkové vlákno | 1750 |
| Hliník | 2700 |
| Acero | 7850 |
Zavedení monokoků z uhlíkových vláken ve Formuli 1 znamenalo před a po. McLaren byl průkopníkem této technologie na počátku 80. leta od té doby všechny týmy Formule 1 přijaly toto řešení. Konkrétně McLaren MP4/1 byl prvním vozem Formule 1 s monokokem z uhlíkových vláken, který navrhl John Barnard. Od té doby se vyvíjejí a neustále vylepšují vlákna, aby podle potřeby dosáhli větší tuhosti nebo pružnosti. Tyto struktury jsou však nadále kombinovány s některými prvky, jako je titan nebo hliník pro určité specifické díly, nebo jsou vyztuženy zylonem.
Když jsem to řekl, Pojďme se podívat, jaké jsou výhody monokoků z uhlíkových vláken, které se v současnosti používají v F1 a které „nakazily“ i mnoho dalších kategorií, které ovlivněny nejvyšší konkurencí také tento typ konstrukce používaly, jako je Indy, různé formule, prototypy WEC atd.
- Tuhost- Karbonové vlákno nabízí extrémně vysokou torzní tuhost, což umožňuje inženýrům navrhnout tužší a přesnější podvozek.
- hmotnost: Jedná se o velmi lehký materiál, který umožňuje postavit extrémně lehký podvozek bez obětování tuhosti.
- Versatilidad- Umožňuje vytvářet složité, vlastní tvary, což usnadňuje integraci součástí a optimalizaci aerodynamiky. Řídí se však technickými předpisy.
- zabezpečení: buněčná struktura uhlíkových vláken absorbuje energii v případě nárazu, poskytuje řidiči větší ochranu a snižuje G síly Ve skutečnosti se staly nejbezpečnějšími jednomístnými vozy.
Týkající se nevýhody, pravdou je, že uhlíkových vláken příliš mnoho nemá. Ano, je pravda, že má vyšší cenu než jiné typy podvozků, že jeho výroba trvá déle a musí se dělat více ručně, že může být křehčí, složitě se opravuje... ale oproti výhodám poskytuje, jsou to věci opovrženíhodné.
Mějte na paměti, že při výrobě těchto dílů z uhlíkových vláken se konstrukce provádí pomocí a CAD digitální model monokoku podle technických specifikací F1 a úpravy aerodynamiky. Pro jeho výrobu jsou z těchto počítačových návrhů vytvořeny formy pomocí obrábění nebo jiných technik, obvykle se jedná o kompozitní nebo hliníkové formy ve tvaru monokoku nebo jakéhokoli kusu. Tam ručně umístí pláty uhlíkových vláken, nanesou pryskyřici a znovu položí další záhyb uhlíkových vláken, dokud nedosáhne požadované tloušťky. Vláknité desky se obvykle dodávají v různých orientacích, aby se zlepšila robustnost.
Jakmile je kus dokončen se správným tvarem, je umístěn do autoklávu pro vytvrzení, to je pec, která aplikuje teplo a teplotu, aby ztuhla pryskyřice a vytvořila monolitickou strukturu. Jakmile opustí enklávu, může být podroben dokončovacím procesům, leštění nedokonalostí, nanášení barvy atd.
Obrázky | plátno