Teknoloji Harikası F1 motorları

[Eriador]

Formula Bir araçlarının motorları 2.4 litreden daha büyük olamaz. 90 derece açıyla yerleştirilmiş 8 silindire sahip olmalı ve silindir başına 2 emme subabı ve 2 egzoz subabı olmalıdır. Atmosferik yapıda olmalı ve 95 kg.’dan daha hafif olmamalıdır. FIA, rekabetçi V8 üretme imkanı bulunmayan bazı takımların 2005 yapımı 3 litrelik V10 motorları kullanmalarına izin verebilir.

Turbo şarj, süper şarj ve silindire girecek havayı önceden soğutan donanımlara izin verilmez. Silindirlere enjektörlerden hava ve benzin dışında herhangi bir maddenin enjekte edilmesi yasaktır. Değişken zamanlı subap kullanımı yasak olduğu için, emme ve egzoz sistemlerinde farklı geometri kullanımı yasaktır. Her silindirde yakıt enjektörü ve ateşleme için tek bir buji ve enjektör kullanılması zorunludur.

Motor ve bileşenlerinin yapıldığı malzemeler sıkı kurallarla denetlenmektedir. Krank yatağı ve silindir bloğu dökme veya çekme alüminyum alaşımdan yapılmış olmalıdır, kompozit malzeme kullanımı yasaktır. Krank ve egzantirik demir alaşımlı malzemelerden üretilmeli ve pistonlar alüminyum alaşımdan sübaplar ise demir, nikel, kobalt veya titanium alaşımlı olmalıdır.

Formula Bir araçları kendilerine ait araç içi start sistemlerine sahip değildir. Pitlerde veya grid üzerinde ayrı start cihazı kullanılabilir. Eğer motor düşük devirlere düşmeyi önleyici bir sisteme sahipse, bu sistem herhangi bir kaza durumunda 10 saniye içinde motoru durduracak şekilde ayarlanmalıdır.
Transmisyon

Kendi bindiğiniz araç gibi, F1 araçlarında da bir debriyaj, bir şanzıman ve bir diferansiyel vardır ve bunlar 800 beygir gücünü arka tekerleklere aktarırlar. Normal bir araçta olduğu gibi aynı işleri yaparlarsa da, bir F1 aracındaki şanzıman sistemi son derece farklıdır.

Debriyaj

Motor, motor ile şanzıman arasına tespit edilmiş debriyaja direkt olarak bağlıdır. İki imalatçı AP Racing ile Sachs firmaları Karbon/Karbon F1 debriyajları imal ederler. Bunlar 500 dereceye kadar sıcaklıkları tolere edebilecek yapıdadırlar. Debriyaj elektro hidrolik olarak çalışır ve 1.5 kg gibi düşük bir ağırlıktadır. Bunlar motor devrini süratle alabilmek için çok plakalı olarak tasarlanmıştır. Hafif olmaları daha düşük atalete sahip olması ve vites değişiminin hızla yapılması anlamına gelir. İlk hareket dışında pilotlar debriyajı manuel olarak kullanmazlar. Vites değiştirirken, bir sonraki dişli oranına geçmek için sadece direksiyonun arkasındaki bir kola basarlar. Araçtaki bilgisayar otomatik olarak motorun bağlantısını keser, ve göz açıp kapayıncaya kadar vites değiştirir. Resimde AP Racing tarafından üretilen debriyaj tipleri görülmektedir. Sol taraftaki debriyajlar yol yarışları veya rali araçları için tasarlanmıştır. Sağdakiler ise F1 araçlarında kullanılmakta olup, çapları sadece 100 mm dir.



----

Şanzıman

F1 araçlarının şanzımanları normal araçlara göre yarı otomatik olmaları ve senkromeç olmaması açısından farklıdır. Dişliler sıralıdır yani, bir motorsiklet şanzımanı gibi çalışır. Dişliler etrafında vites değiştirme çatalı bulunan döner bir silindir vasıtasıyla değiştirilir. Senkromeç olmaması şu anlama gelir: Motor elektroniği vites değiştirmeden önce motor devrini, şanzıman içi dişlilerin hızı ile senkronize etmektedir.

Her ekip kendi şanzımanını ya bağımsız olarak ya da X-trac gibi şirketlerle ortaklık yaparak geliştirmektedir. Kurallara göre araçların en az 4 en fazla 7 ileri vitesi ve bir geri vitesi olması gereklidir. Her ne kadar 7 vitesli araçlara doğru bir eğilim varsa da, bir çok araçta 6 ileri vites vardır. Eğer motorda dar bir güç bandı varsa yedi vites kullanılır. Şanzımanda daha fazla dişli oranı olması motorun bu ideal bantta kullanılmasını sağlar. Şanzıman motorun arka tarafına dört veya altı adet yüksek mukavemetli saplama ile bağlanır. Motor ile şanzıman aracın en fazla yük altında kalan kısımlarıdır. Arka tekerlek süspansiyonu direkt olarak şanzıman muhafazasına cıvatalanmıştır, ve aracın arka tarafının tüm yükünü çeker. Bunun sonucu, şanzıman son derece güçlü olmalıdır ve normal şartlar altında son derece mukavim magnezyumdan yapılır. 1998 yılında, Stewart ve Arrows karbon elyaftan yapılan bir şanzıman muhafazası ürettiler. Bu ağırlık dağılımına yardımcı oldu fakat süspansiyon kollarının yarattığı kuvvet ve ısı ile ilgili bir çok sorunun ortaya çıkmasına yol açtı. Minardi 2000 yılında şanzımanlarını titanyumdan imal eden ilk ekipti. Dökme magnezyuma göre ağırlıkta 5 kg azalma avantajı sağladı. Ferrari bunu takip etti ve 2001 araçlarında şanzımanda titanyum parçalar kullandı. CRP teknolojisi ile imal edilen 2000 Minardi şanzımanı yukarıda solda görülmektedir.

Dişliler veya dişli oranları sadece tek bir yarışta kullanılır. Arızayı önlemek için hafta sonunda düzenli olarak yenilenirler. Çünkü bunlar çok büyük yük altındadırlar. Dişli oranları her değişik pist için aracın genel yapısının önemli bir parçasıdır. Ekipler son dişli oranlarını (şanzımanlarında kaç vites bulunduğuna bağlı olarak altıncı veya yedinci) ayarlarlar ve böylelikle aracın bir düzlük sonunda azami devre çıkmasını sağlarlar (yarış için, başka bir aracın takibinde iken devrin artmasına izin verecek limitten biraz daha azdır). Sonra, pist üzerinde virajlarda en iyi hızlanmayı sağlamak için ihtiyaç duyulacak en düşük dişli oranı ayarlanır ve sonra diğer dişliler seçilir. Netice olarak iki önceden saptanan dişli arasında bunlar eşit olarak dağıtılır.
F1 araçlarında geri vites vardır ancak bunlar pratik kullanımdan çok yönetmelik hükümlerinin yerine getirilmesi için tasarlanmıştır. Bir çok ekip şanzımanın dışına, şanzımanın ağırlığını azaltmaya yardımcı olmak için çok küçük ve hafif geri vites dişlisi takar çünkü geri vites çok nadir olarak kullanılır (Monaco'daki bir kaçış yolundan geri çıkmak hariç). Vites değişimi bir bilgisayar tarafından kontrol edilir ve 20-40 mili saniye sürer. Şanzıman, dişli oranlarının teknisyenler tarafından kolayca değiştirilmesine imkan sağlayacak şekilde yapılır, çünkü bu oranlar rüzgar istikametine bile bağlıdır. Pitlerde altı dişli oranının değiştirilmesi yaklaşık 40 dakika alır.


----

Diferansiyel

Bir virajda arka tekerleklerin farklı hızlarda dönmelerini sağlamak için, F1 araçlarında diğer motorlu araçların benzeri diferansiyeller kullanılır. Formula 1 araçlarında, normal arabalarda kullanılan açık diferansiyellere göre, virajlarda çekişi azamiye çıkarmada yardımcı olmak üzere, sınırlı kaymalı diferansiyeller kullanılır. Açık diferansiyel teorik olarak her zaman her iki çeker tekerleğe eşit tork iletir. Buna mukabil kaymalı diferansiyel çeker tekerlekler arasındaki tork ilişkisini devamlı değiştirmek üzere sürtünme kuvveti kullanır. Bir virajda farklı aşamalarda her iki çeker tekerlek üzerindeki torku sürekli değiştirmek için F1 de elektro hidrolik aygıtlar kullanılır. Bu tork ilişkisi aracın virajlarda yönetimi veya iç arka tekerleğin viraj sonrası ani hızlanma anında spin atmasını önlemek için değiştirilebilir. FIA bu aygıtların kullanılmasına, araç piste çıktığında özellikleri tespit edilmiş olmak kaydı ile izin verir. Bir Moog tipi valf, araç üzerindeki bilgisayara hangi özelliklerin girildiğine bağlı olarak aracın performansını azami seviyeye çıkarmak için pistte iki şaft arasındaki sürtünmeyi sürekli olarak değiştirir. Moog tipi valf yazılımın yapmasını söylediğine bağlı olarak açılır ve kapanır, ancak valf araç pitte iken önceden programlanan aynı özelliklere göre çalışmak zorundadır. Yani, örneğin 1993 lü yıllarda bir çok pilot için izin verildiği şekilde, pilot pist şartlarındaki değişiklik sonucu diferansiyel özelliklerini değiştiremez.


----

Şasi

Aracın şasisi, F1 dünyasında anıldığı şekilde tüp veya monokok, arabanın merkezi ve bütün parçaların birleştiği bölümü oluşturur. Sürücüyü korur, dolayısıyla sert çarpışmalara dayanmalıdır, ancak aynı zamanda 35 kg gibi hafif bir ağırlığı olmalıdır. Tüp, F1 aracındaki bir çok malzeme gibi, karbon fiberden yapılmıştır. Bu malzeme havacılık endüstrisi için geliştirilmiştir ve çelikten beş kere daha hafif olmasına rağmen iki kere daha fazla dayanıklıdır. Bu sayede uçak ve yarış arabalarının yapımı için ideal malzemeyi oluşturur.
Tüp araç üzerinde viraj almalar, tümsekler ve aerodinamik baskıdan oluşan ağırlığa büyük güce dayanmalıdır. Tüp önce Bilgisayar Destekli Tasarım (CAD) programlarıyla tasarlanırlar, bilgisayar kontrollu makineler kalıbın yapılacağı malzemeyi keser. Malzeme tahta değildir, insan yapımı ve suyu emmeyen bir mazlemedir. Ayrıca daha az kumludur ve ısı altında genleşmez, dolayısıyla doğru bir şasi yapmak için ideal bir malzemedir. Bu şasi modeli daha sonra karbon fiber ile kaplanarak asıl şasinin yapılacağı kalıbı oluşturur. Kalıb yapıldıktan sonra kenarları düzeltilir ve içine özel bir kimyasal madde sürülerek karbon-fiber tüp üretildikten sonra kolayca yerinden çıkartılması sağlanır.
Daha sonra kalıbın için karbon fiber katmanları yerleştirilir. Malzeme kullanılmaya hazır olduğu zaman kumaş gibidir, ancak ısıtılıp şekil verilebilir. Katmanlar yerleştirilirken fiberin nasıl yerleştirildiği önemlidir, sonuçta fiberin yönü tüpün dayanıklılığına ve sertliğine direkt olarak etki eder. Fiber yerine koyulduğu zaman kalıbın şeklini tam olarak almalıdır. Bunun için saç kurutma makinası ile ısıtılıp konulduğu yerin şeklini tam olarak alması sağlanır. Bütün katmanlar yerleştirilirdikten sonra kalıp bir vakum makinesine konulup her şeyin hatasız olarak kalıbın şeklini alması sağlanır. Kalıp içine konulan katman sayısı tüpün neresine rastladığına göre değişir, ancak daha fazla strese maruz kalan yerlere daha fazla kat fiber konulur, yinede averaj olarak 12 kat fiber katmanı koyulur. Bu katmanların nerdeyse yarısında dayanıklılığı arttırmak için bal peteği şeklinde alüminyum parçlar konulur.
Kalıba yeterli katman eklendikten sonra, kalıp ısıtılıp basınç uygulanacak autoclave makinasına konur. Yüksek ısı fiber içindeki yapıştırıcıyı dışarı atar ve yüksek basınçta (100 psi) katmanları birbirine iyice yapıştırır.İşlem sırasında fiber sertleşir ve şasi normal olarak ikibuçuk saat içinde hazır hale gelir. Pedallar, göğüs ve koltuk arkalığı gibi iç malzemeler epoxy ile yapıştırılıp dış yüzey sponsorun renklerine göre boyanır.Yakıt tankı, veya " hücre " şasinin içinde hemen sürücünün arkasına yerleştirilir. Hücre iki kat lastik, nitrate butadiene yapılmıştır ve dış yüzeyide yrtılmalara karşı kevlarla takviye edilmiştir. Hücre çanta gibidir yırtılmadan veya akıtmadan deforme edilebilir. Hücre, konulacağı yere göre ölçülüp yapılır ve yüksek g-baskısı altında oynamaması için yerine sabitlenir. Bu tankın içi çok komplex bir yapıya ve yakıtın tank içinde sağa sola sallanmaması için çeşitli bölmeler ayrılmıştır. Içerdeki yakıtı son damlasına kadar kullanabilmek için üç adet pompa görev yapar. Bu pompalar belli bir akıcılıkta yakıtı tek bir yakıt pompasına aktarır. Yakıt tankı ile motor arasındaki bağlantı ayrılabilir, böylece ağır bir kaza sonucu motorun kopması halinde yakıt akışı kesilir. Yakıt tanklarının büyüklükleri takımlara göre değişir, ancak Jordan'ın yakıt hücresi 135 litreliktir.



Fren

320 km/h süratten 80 km/h sürate 3 saniyeden aşa bi sürede indirir. Arabanın yavaşlaması sırasında, sert frenlemelerde 4 g'ye kadar bir güç üretilir.

F1 araçlarında da yol arabaları gibi disk frenler kullanılır, ancak bunlar 750° C'de çalışmaya göre tasarlanmışlardır ve her yarıştan sonra değiştirilirler. Sürücüler, sert fren yaptıklarında araçlarının düzgün bir çizgide yalpalama yapmadan durmasını isterler. Bunu sağlamak içinde direksiyon üzerinde bulunan bir düğme yardımıyla aracın ön ve arka fren baskı dengelerini ayarlarlar. Fren güçleri genelde %60 ön, %40 arka frenler olarak ayarlanır. Bunun sebebi sürücü frene asıldığı zaman araç ağırlığının öne yığılması ve arka kısmın hafiflemesidir. Eğer fren baskı güçleri 50/50 ayarlansaydı arka taraf daha hafif olacağı için tekerlekler kilitlenecekti. Aşağıdaki fotoğraflardan soldaki Ferrari F1-2002 önfrenini, ortadaki ise 1998 McLaren MP4/13'ün arka frenini göstermektedir:

Sıralama turları için fren disklerinin ömrü önemli olmadığı için daha ince diskler kullanılır, böylece aracın hareketsiz ağırlığı azaltılır. Yarış diskleri genelde 28mm (maksimum müsaade edilen) kalınlığında olmasına karşın sıralama turlarında kullanılanlar 21 mm kalınlığındadır. Ferrari ince disklere ilaveten sıralama turlarında ayrıca hafif kaliprelerde kullanıyor. Takımlar sıralama turları sırasında aerodinamik avantaj elde etmek için ön frenlerde diskleri soğutmak için kullanılan kanalları ya çok küçük tutarlar yada hiç kullanmazlar.

Fren pedalına basıldığında fren hidroliği pistonların içine aktarılır, pistonlarda balataları iterek diski sıkıştırır ve tekerleğin yavaşlamasını sağlar. Diskler çoğunlukla deliklidir, bu sayede içlerine giren hava akımı ısı seviyesini düşük tutar.

Sağ taraftaki resimde Ferrari F1-2000'deki iki fren ana silindirleri görülmekte. Bunlar ancak aracın burnu söküldüğünde ortaya çıkarlar. Bu silindirlerde ön ve arka frenler için gerekli olan sıvı (hidrolik) bulunur. Ön ve arka frenler ayrı ayrı bağlanmıştır. Bu sayede sistemlerden birinde arıza olursa pistte durabilmek için ön veya arka frenlerden birisi devrede kalır.

Fren üretimi

Bu frenler yüksek teknoloji ürünü karbon malzemelerden yapıldıkları için çok pahalıdır ve tek bir diskin üretilmesi yaklaşık beş ay sürer. Diski yapmanın ilk adımı beyaz polyacrylo nitrile (PAN) fiberlerini tamamen kararana kadar ısıtmakla başlar. Bu işlem malzemeyi ö-oksidasyona uğratır. Daha sonra şekil verilerek kesilir ve karbonize edilerek saf karbon fiber elde edilir. Daha sonra iki yoğunluk azaltıcı ısıl işlem yaklaşık 1000 derecede gerçekleştirilir. Bu işlem yüzlerce saat sürer ve bu sürede malzemenin içinde bulunduğu fırına hidrokarbon zengini gazlar enjekte edilir. Buda malzeme katmanlarının birbirlerine geçerek sert bir materyal oluşturmasını sağlar. İşlemleri biten diske ise daha sonra son şekli verilip araca takılacak hale getirilir.

F1 araçlarında kullanılan frenleri yapan iki ana şirket vardır, AP Racing ve Brembo (Brembo AP Racing'i satın aldığı için aslında tek şirket de denilebilir). Karbon diskler ve balatalar çelikten daha fazla aşındırıcıdır ve ısıyıda daha rahat dağıtırlar. Çelik frenler CART yarışlarında kullanılıyor ve ısı transferi ve yüksek ısı altında şekil değiştirmeleri yüzünden F1'de tercih edilmiyorlar. Aynı zamanda metal fren diskleri yaklaşık 3 kg gelirken, tipik bir karbon fren sistemi 1.4 kg ağırlığındadır. Ancak metal frenler karbonlara göre sürücü tarafından daha fazla hissedilir. Balataların ve disklerin performansı ısılarına çok bağlıdır. Frenlerin normal çalışma ısıları 400-800 derece arasındadır. Bu ısıyı araçlar virajı alırken jantın içinden kıpkırmızı olan disk sayesinde görebilirsiniz.

Elektronik Sitemler

Pistte yer alan 22 Formula 1 araçlarının her birisinin, kendi karmaşık elektronik sistemlerinin çoğunu idare edecek gelişmiş elektronik sistemlere ihtiyacı vardır. Her bir Formula 1 aracında aracın bir çok parçasını izleyen ve kontrol eden yaklaşık 100 değişik sensör ve tetikleyiciye bağlı bir kilometre kablosu vardır. Elektrik sorunu ile bir aracın yarışı terk etmediğini yarış çok azdır. Bu ise, bu teknolojinin modern F1 araçlarındaki önemli rolünü göstermektedir.

Motor Yönetimi

Modern F1 motorunun 800 beygir gücü önemli ölçüde bir motorun içindeki bir çok sistemi kontrol eden karmaşık elektronik kontrol ünitesinin (ECU) bir sonucudur ve bunun sonucu turların her noktasında azami gücü ile çalışabilmektedir. Pistin özelliklerine bağlı olarak motor değerleri pistten piste tamamen değişmektedir. Örneğin Monaco'da motor kontrol sistemi pedal hareketinin ilk yarısını son derece hassas diğer yarısını ise daha az hassas hale getirerek pilotun gaz üzerinde daha fazla kontrol sağlamasında yardımcı olur. Yani, pilot virajlı köşelerde gaz üzerinde daha büyük bir kontrole sahiptir, böylelikle tekerleklerin spin atmaması için köşelerde hızı sınırlamak çok daha kolaydır. Hockenheim gibi pistlerde, pilot yavaş yavaş tam gaza geçmek yerine, şikanlarda gaza tam yüklenmelidir. Gaz öyle ayarlanmış olacaktır ki, küçük bir hareket tam gaz hızlanma sağlayacaktır. Ayrıca pilot bir kasisten geçerken ve ayağı hafifte oynadığında gazın istenmeyen hareketlerini de kesmek mümkündür. Motor Kontrol Sistemi gazın ani hareketini önleyebilir ve hatta kasisli pistlerde bile sürekli tam gazda tutabilir. Motor ile gaz pedalı arasında direkt bağlantı olmadığı için bunun hepsi mümkündür. Gaz pedalının konumu bir tetikleyici ile algılanır ve sonra bu sinyal motor kontrol sistemine gönderilir ve orada motora iletilir. Bir Motor Elektronik Kontrol Sistemi, gazı daha fazla veya daha az hassas yapmanın çok ötesinde bir sistemdir. ECU, motordan azami torku almak için diğer özellikleri arasında emme itecek yüksekliğini ve yakıt enjeksiyonunu kontrol eder. Modern elektronik dünyasında, ECU, motorun tork çıkışını kontrol etmek için RPM dahil motorun bir çok parametresini izler. Yani, modern çağın F1 gaz pedalları, sadece yakıt girişini kontrol etmenin ötesinde bir tork sviçi olarak ta görev yapar. F1 motorları o kadar karmaşıktır ki, 15000 ile 18000 aralığındaki düşük güçlerde de çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Motoru bu güç aralığında tutmak için motor parametrelerinin izlenmesi ve kontrolü son derece önemlidir. Bu çalışma aralığı torkun hemen hemen sabit olduğu alandır ve motorun alt sınırların altına gitmesi, motor tekrar çalışma alanı içinde devir alıncaya kadar torkta ani bir düşüş meydana getirir ve bu noktada tork aniden yükselerek belki de spin atmaya yol açar.

Egzost



Egzost kullanılmış gazları motordan atmaya yararken, aynı zamanda motorun gerçek gücünü ortaya çıkarır. Motor içindeki komplike karakteristiklerden dolayı egzost borusunun uzunluğu motorun gücüne direkt etki eder. 1998 yılında Ferrari vites kutusunun ve motorun üstünden çıkan egzost sistemini tanıttı (şeklinden dolayı periskop olarak adlandırılmıştı). Bundan önce bütün takımlar dağıtıcılardan çıkan egzostlar kullanıyorlardı, ancak bu sistem sürücünün tam gaza baıp basmamasına göre araç üstündeki baskıya etki ediyordu. Artık McLaren, Williams ve BAR dışındaki bütün takımlar bu sisteme geçti. Periskop sistemini kullanan araçlar çoğunlukla altın veya gümüş film kullanarak süspansiyonları ve arka kanatın alt parçalarını yüksek ısıdaki egzost gazlarından korurlar. Michael Schumacher 2000 yılındaki Monaco yarışından, egzost gazının aşırı ısısı nedeniyle süspansiyonun kırılmasından dolayı yarış dışı kalmıştı.

---

Hava Girişi



Sürücünün tam başının üstünde bulunan açıklık motora hava sağlamaya yarar. Genelde burada havanın sıkıştırılarak motora basınçla pompalandığı düşünülür, aksine hava kutusu tam aksini yapar. Hava kutusu ile motor arasında karbon fiberden motora doğru genişleyen bir kanal vardır. Genişlik arttıkça hava akımının yavaşlaması sağlanır buda havayı motora doğru iter.

[cem]

Teşekkürler .güzel bilgiler.

[Eriador]

Motor Kontrol Ünitesinin Diğer Rolleri

ECU aynı zamanda kavramayı, elektronik diferansiyeli ve şanzımanı kontrol eder. Kavramaya pilot tarafından aracı harekete geçirmek için kumanda edilir, vites değiştirmede kumanda edilmez. Her ne kadar pilot gaza normal bir araç gibi basıyorsa da (elle kumanda etse bile), kavrama ile direkt bir bağlantısı yoktur. Tamamı elektroniktir. Pilot direksiyonun arka tarafındaki kolu hareket ettirdikçe, ECU debriyajı devreye sokar ve açar. ECU aynı zamanda araç spin attığı zaman motorun silkelememesi için debriyaja basar. FIA 2000 yılında bir spinden sonra motorun silkelememesi ve pist ortasında tehlikeli bir şekilde kalmaması için bir motor silkelemesini önleyici cihazı devreye sokmuştur.

ECU aynı zamanda 100 mili saniyenin altında vites değiştirmeden sorumludur. Elektronik sistem pilotun vites büyütürken ayağını gaz pedalı üzerinde tam gaz tutmasına yardımcı olur ve vites küçültürken de yolda frenleme etkisi yapmayı önlemek için motor devrinin şanzıman devri ile uyuşması açısından gazı azaltır. ECU tarafından kontrol edilen son bölge diferansiyeldir. Modern F1 araçlarında virajlara giriş ve çıkışlarda arka tekerlekler arasındaki kayma miktarını izleyen ve kontrol eden elektronik diferansiyeller vardır. Genelde, virajların her aşamasında aracın arka tarafını kontrol altında tutabilmek için farklı sürüş stillerine göre ayarlanır.

Veri Alma - Telemetri

Aracın hızı, fren ve motor sıcaklığı, süspansiyon hareketleri, sürüş yüksekliği, pedal hareketleri ve g-kuvveti gibi tüm yönleri araç pistte iken pit'ten ölçülür ve kontrol edilir. Ekipler genellikle, sadece doğru ayarları bulmak ve araç sorunlarını çözmek için pilot ve mühendislere yardımcı olmak açısından her Grand Prix yarışına yaklaşık 30 kiloluk bilgisayar ekipmanı götürürler.
Bir F1 aracında iki tip telemetri vardır: Birincisi bir mikro dalgalı sistem olup, aracın piti geçtiği her seferinde araç motorlarına mikro dalga gönderilir. Bu veri aktarma sistemi yaklaşık 4 megabyte bilgi içermekte olup, motora aracın durumu hakkında hayati bilgiler verir. Diğer bir 40 veya civarı megabyte ise araç pite döndüğünde araçtan yüklenir böylelikle aracın hiçbir parçası gözlenmeden kalmaz. Bu bilgiler, genellikle yan tarafa veya yakıt kapağının yanına konan bir sokete takılan bir diz üstü bilgisayar ile yüklenir. İkinci tip gerçek zamanlı sistem olup, daha az bilgi iletir. Ancak burada her şey gerçek zamanlıdır. Yani, araç pistteki konumu ve sabit sensör değerleri gibi bilgileri sürekli olarak gönderir. Telemetri pitlere aracın üstündeki küçük bir anten vasıtasıyla yollanır. Bu anten genelde pitlere en yakın yan kısımdadır. Bazı ekipler vericiyi pitlere en yakın olan kanatçığa takarlar. Araçlar pite döndüğünde vericinin yaydığı radyasyondan zarar görmemek için kanat aynasının üzerine küçük bir kutu konur.

Telemetri bilgisi gerek yarış gerekse antrenmanlarda motorlar için hayati önem taşır. Garajın arka tarafından büyük devasa bilgisayarlar araçlar pistte iken gönderdikleri bilgiler işlerler. Ve bu karmaşık bilgilerden ekip üyeleri aracın doğru çalışıp çalışmadığını hemen söyleyebilirler. Örneğin bir yarış sırasında motor sıcaklığı ve hidrolik basınç gibi değerler, aracın önemi bir arızası olmadığını kontrol için her turda dikkatli bir şekilde incelenir. Eğer bu değerlerden herhangi birisi normal çalışma sınırlarının ötesine çıkarsa, mühendisler pilota bir arızayı önlemek için motor devrini azaltmasını veya daha sabit hızda aracını sürmesini söyleyebilir. Ekipler IT Ortakları (Hewlett Pckard, Compaq, TAG Electronics) tarafından temin edilen yazılımları kullanırlar. Bu yazılımlar toplanan bilgileri ekrana getirirler ve burada mühendisler tarafından bu bilgiler kolayca yorumlanır. McLaren ekibi diğer bir çok ekibe göre bir aşama daha ileri gitmiş ve ATLAS ismi ile kendi sistemini geliştirmiştir. Bunun anlamı Gelişmiş Telemetri Bağlantılı Bilgi Edinme Sistemidir. ATLAS sistemi pistin her kısmında gerçek zamanda araçların her birisini grafiksel olarak gösterir. Bir çok tanınmış ekibin ATLAS benzeri sistemleri olmasına rağmen, McLaren sisteminin F1 deki en gelişmiş sistemi olduğuna inanılmaktadır.

Süspansiyon

TV de F1 araçlarını izlerken, süspansiyon açısından araçlarda çok az şey olduğu söylenebilir. Aslında, süspansiyonun hareketinin yarısı lastiklerin kompresyonundan gelmektedir. O halde, bir F1 aracında süspansiyonun gereği nedir?

Bir aracın süspansiyonun durumunun, ister yetersiz direksiyon ister aşırı direksiyon veya isterse aracın daha faydalı olan nötr balansı açısından pist üzerindeki hareketi üzerinde büyük etkisi vardır. Bir F1 aracında, süspansiyon bir pist üzerinde bulunan kasisleri ve bozuklukları emmeye yetecek kadar yumuşak olmalıdır. Buna sert fakat zaman kazandıran kaldırımlar da dahildir. Diğer taraftan süspansiyon 200 mph hızla giderken ve üzerinde yaklaşık 3 ton aşağı itici kuvvet varken, aracın yere oturmaması için yeteri kadar sert olmalıdır.

Bir çok ekibin süspansiyon sistemi aynıdır ancak iki değişik şekildedir. Birincisi bir çok modern araçta olduğu gibi geleneksel helezonlu sistemdir. İkincisi ise burulma çubuklu sistemdir. Bir burulma çubuğu helezonla aynı işi götür fakat daha kompaktır. Her iki süspansiyon sistemi aracın ön tarafına pilotun ayaklarının üzerinde şasiye ve arka tarafına ise şanzımanın üst tarafına monte edilir. Aşağıdaki soldaki resim tipik bir süspansiyon grubunu göstermektedir. Sağdaki resim ise bir helezon ve bir burulma çubuğunu göstermektedir.

Helezonlar Ve Burulma Çubukları

Helezonlar veya burulma çubukları kasisleri gerçekten emen süspansiyon parçalarıdır. Basit bir ifade ile, aracın süspansiyonu ne kadar yumuşak ise, bir virajdan o kadar daha hızlı geçecektir. Bunun, pilotun gaz vermesine karşı aracı daha az hassas yapma ve direksiyon hakimiyetini kaybetme gibi aksi bir etkisi vardır. Helezonları daha sert olan bir araç virajlarda daha az yol tutacak fakat araç hakimiyeti daha hassas ve daha direkt hale gelecektir. Bu durum pilotların bariyerler arasında çok hassas olmaları gereken Monaco gibi pistlerde idealdir. Daha fazla yol tutuşu sağlamak için, mühendisler sadece helezonları yumuşatmakla kalmazlar. Bu, yol tutuşunu bir noktaya kadar arttırabilir. Ancak, bir çok aksi etki meydana gelebilir. Önce araç yüksek hızda aerodinamik yük altında iken yere doğru çökebilir. İkinci olarak, araç virajlarda yana yatabilir ve bu da lastiklerin yol ile yaptığı açıyı etkiler ve genel yol tutuşu azalır. Son nokta ise, ani hızlanma veya frenlemenin etkisi altında ileri ve geri doğru salınabilir. Bu ise özellikle aracın altından geçen hava akımından elde edilen yol tutuşu olmak üzere aracın aerodinamiğini etkiler. F1 helezonları Eibach gibi uzman şirketlerce imal edilir. Bu helezonlar genelde belli özelliklere uymak üzere F1 ekipleri tarafından tasarlanır.

Amortisörler

Genelde şok önleyici olarak bilinen amortisörler, helezonun çalışmasına karşılık bir direnç sağlar. Bunun amacı bir kasise girdikten sonra helezonun çok fazla yaylanmasını önlemektir. İdeal olarak, helezon bir kasis üzerinde büzülecek ve sonra kendi normal boyuna geri dönecektir. Bunun için bir amortisör gereklidir. Amortisör olmazsa, helezon büzülecek ve sonra kasisi takiben sürekli olarak yaylanacaktır ve bu da korkunç bir sürüşe sebep olacaktır. Amortisörlerin çalışma biçimi araç hakimiyetini değiştirmek üzere ayarlanabilir. Sıçrama ve ribaunt özellikleri ne kadar hızlı kapanıp açıldığını kontrol etmek üzere değiştirilebilir. Pist üzerindeki bozukluklarda sıçrama ve ribaunt özelliklerini kontrol etmenin yanında ("hızlı sıçrama ve ribaunt" olarak bilinir) aynı zamanda araç şasisinin ani gaz veya sert frende nasıl hareket ettiğini de kontrol ederler ("yavaş sıçrama ve ribaunt). Yavaş sıçrama ve ribaunt, bir viraja giriş veya çıkışta araç hakimiyetini kontrol etmek için aracın hızını kontrol altına almak üzere de değiştirilebilir. Koni ve Sachs gibi şirketler F1 de geniş biçimde kullanılan ileri teknoloji ürünü amortisörler geliştirmişlerdir.

Burçlar ve KAsis LAstikleri

Burçlar veya kasis lastikleri helezon veya burulma çubuklarının çok fazla sıkışmasını önlemek için kullanılabilir. Bu süspansiyonun yumuşamasına yol açar, ancak helezonlar kasis lastiklerini aşağı doğru itene kadar aracın alt kısmı zemine belli bir mesafede yaklaşır. Yüksek hız aerodinamik yük etkisi altında araç genelde bu kasis lastiklerinin üzerinde hareket eder. Ancak bir virajda bunların oynamaması gerekir. Eğer bir süspansiyon aracın bir virajda kasis lastiklerinin üzerinde hareket edeceği kadar yumuşak ise ( düz açık bir viraj değil) süspansiyon hareketi tekerleklere istenen yol tutuşunu vermez ve böylelikle aracın virajdaki hakimiyeti dengelenir. Bu modern araçlarda aracın altında bir ahşap tahta plaka tutması için faydalıdır. Kurallar bunun yarış esnasında 1 mm den fazla olmamasını belirtmektedir (Schumacher'in İspanya 1994 ten ihraç edilme sebebi).

Balans Kolu

Balans kolları araçların virajdaki yatmasını sertleştirmek için kullanılır. Hız arttıkça, istikametteki bir değişikliğin merkezkaç kuvveti araç gövdesini viraj dışına itmeye çalışır (bir virajda sizi hiç Citroen 2 CV takip etti mi?). Araç gövdesi yana yattığında, aracın tekerleklerinin yola değmesi için süspansiyon tek bir tarafta kapanır ve diğer tarafta açılır. Süspansiyon gövde üzerinde monte edildiğinden belli bir açıda tüm sistem bir tarafa doğru döner. Bu ise lastikler üzerinde bir camber etkisi yapar ve temas alanı azalır ve yol tutuş zayıflar. Aşağıdaki 1 numaralı diyagramda bir aracın düz seyri, 2 numaralı diyagramda ise bir virajdaki durumu gösterilmektedir. Balans kolu takılarak gövdenin yatması azaltılabilir. Bu kol sol taraftaki süspansiyonu sağ taraftaki süspansiyona bağlar ve helezonlar aksi istikametlerde hareket ederken bir direnç kuvveti sağlar. Bu ise gövdenin yatışını kontrol eder çünkü, aşağıdaki 2 numaralı diyagramda görüldüğü gibi artık bir taraf açılırken diğer taraf kolayca kapanmaz. Farklı hareket seviyeleri sağlayacak şekilde bunların ayarı mümkündür ve ayrıca farklı araç hakimiyeti için ayar yapılabilir. Virajdaki bu durumu halletmek çok zordur. Ön ve arkayı birlikte, süspansiyonun iki tarafının balans kollarına bağlandığı şekilde bağlanması uygun değildir. Genelde, daha uzun dingil mesafesi olan araçlar buna daha az hassastır çünkü sert frenleme ve ani hızlanmada aracın üzerindeki "moment etkisi" daha küçüktür.


Aerodinamik - 1

Kanatlar Nasıl Çalışır

F1 araçlarında gördüğünüz kanatlar aslında her uçakta görebileceğiniz kanatlarla aynıdır. Ancak uçaklardaki kanatlar yukarıya kaldırma gücü oluştururken F1'deki kanatlar bunların baş aşağı çevrilmiş halleridir. F1'deki kanatlar aracı yukarı kaldırmaya değil aşağı yola bastırmaya yararlar. Uçak kanatlarının basit çalışma sistemi üst kısmın alttan farklı şekilde olması ile açıklanabilir. Bu değişiklik havanın kanat üstünde altına göre daha hızlı kaymasına dolayısıyla arada basınç farkı oluşmasına sebep olur. Üst yüzeyde alta göre daha az basınç oluşması, kanatın yukarı doğru itilmesi sonucunu doğurur. Buna kaldıma gücü denir. Yarış arabalarının kanatları ise az basınç altta oluşacak şekilde tasarlanmışlardır. Bu sayede kanat aşağı doğru itilir. Bu güce ise aşağı baskı (Downforce) denir. Aşağıdaki çizimde tipik bir uçak kanadının çalışma prensibini görebilirsiniz:

Hava üzerinden akıp geçerken kanadın şeklinden dolayı direnç gücü oluşur. Bu güç yaratılan kaldırma veya baskı gücünden daha az olmasına rağmen, aracın son süratini ciddi şekilde düşürür ve motorun gerekli hızı koruması için daha fazla yakıt yakmasına sebep olur. Aracın neredeyse bütün parçaları açıkta olduğu için direnç F1 aracı için çok önemlidir. Süspansiyon kolları buna en güzel örnektir. Süspansiyon kolları genelde kanat şeklinde yapılmalarına rağmen alt ve üst yüzeyleri aynıdır. Bu bilhassa yüksek hızlarda karşılaşılacak direnci azaltmak için yapılmıştır. Aşağıdaki çizimi inceleyelim.

Üstteki şekilde (A) Normal bir süspansiyon kolu, alttaki çizimde ise Aerodinamik olarak tasarlanan kol gözükmektedir.İkisininde genişliği aynı olmasına rağmen alttaki şekil yaklaşık 10 defa daha az dirence maruz kalır: Alttaki süspansiyon kolunun daha az direnç yaratmasındaki sebep şeklin oranlarıdır. Yuvarlak olan kol, ön ve arka yüzeylerinde hava akımının ayrı olmasından dolayı ön yüzeyde, arkaya göre daha fazla yüksek basınç oluşacaktır. Bunun oluşmasının sebebi havanın silindirin etrafından hızlı dönmesi ancak süratinden solayı açısını koruyamayarak düşük basınç oluşturmasıdır. Alttaki süspansiyon kolunun yükseklik ve genişlik oranları herhangi bir akım farklılığı oluşturmayacağı için, hava düzgün bir şekilde akacak ve ön ve arka kısım arasındaki basınç farkı az olacaktır. Alttaki şekilde yüzeysel direnç daha fazla oluşacaktır ancak bu fark hissedilmeyecek kadar azdır.

Arka Kanatlar

Aracın üstüne uygulanan baskının üçte biri arka kanat tarafından sağlanır. Bu eklentiler yaklaşık 7 kg ağırlıklarıyla 1000N'ye kadar baskı oluşturabilirler. Arka kanatlar pistten piste değişiklik gösterirler. İtalya'daki Monza pisti bol düzlükleri ve az virajları ile çok hızlı bir pisttir ve yarışın %70'i tam gaz geçilir. Araç üzerindeki daha fazla baskı aracın son hızınıda düşüreceği için takımlar Monza'da çok dar açılı kanatlar kullanırlar. Monako'da ise araçlar devamlı olarak viraj dönerler ve burada araç üzerindeki baskı, son süratten daha önemli hale gelir. Bu yüzden Monako'da kanatlar daha dik açı oluşturacak şekilde ayarlanır. Alttaki resimde iki pist için yapılan değişik arka kanatları görebilirsiniz.



Arka kanat birbirine kenar levhalarıyla tutturulmuş iki adet ince levhadan oluşmaktadır. Üstteki levha (çizimde 1 numara) aşağı baskının en önemli kısımını oluşturur ve pistten piste değişen ayarların çoğunluğu burada uygulanır. Bu levha 2001 kuralları gereği en fazla üç parçadan oluşabilir (geçen sene dört parça). Alttaki levha (2) daha küçük ve tek parçadır. Aşağı baskı yaratması yanında, levha altında oluşan alçak basınç araç altındaki dağıtıcılardan gelen havayıda emerek araç altında oluşan basıncıda arttırır. Kenar levhaları (3) kanatları tutmanın dışında havanın kaçmasını önleyerek oluşan baskıdan maksimum seviyede faydalanmayı sağlar.

Aşağıdaki fotoğrafta Ferrari F1-2000 aracını görmektesiniz. Soldaki foto Schumacher'i oldukça yüksek baskının gerekli olduğu Avusturya'da; sağdaki ise, Barrichello'yu hızlı bir pist olan Monza'da göstermektedir. Sağdaki resimde arka kanatların sadece çok az kısmı gözükmesine rağmen sol tarafta daha fazla gözükmektedirler. Ön kanatlarda da benzer ilişkiyi ve kullanılan değişik şekildeki elemanları görebilirsiniz.



Ön Kanat

Aracın önündeki kanatlar araç üzerindeki aşağı baskının %25'ini yaratır. Ancak öndeki aracın arkasına girildiğinde bu baskı %10'lara düşer, buda bu günlerde sollamaların neden daha az görüldüğünü açıklayan konulardan biridir.

Ön kanatta anaparça (1) aracın burnuna (4) tutturulmuştur ve araç genişliği kadardır. Bunun üstünde - burnun her bir tarafında - iki adet flap bulunur (2), bunlar kanatların ayarlanabilir tek parçalarıdır. Bu flaplar genelde karbon fiberden tek parça halinde yapılırlar. Kanatların bittiği yerlerdede kenar plakaları (3) yerleştirilmiştir. Bu parçalar sayesinde hava akımının kanadın kenarları yerine üstünden ve altından geçmesi sağlanır. Özellikle 1998 yılındaki kural değişikliklerinden sonra bu parça ön bölgedeki aerodinamik efektler üzerinde çok önemli rol oynamaya başlamıştır.

Resimde de görebileceğiniz gibi burnun iki tarafındaki kanat flapları asimetriktir. Flaplar buruna doğru incelerek radyatöre giden havayı ve araç altı hava akımını düzenler. Eğer flaplar yanlış ayarlanırsa radyatöre giden hava azalacağı için motor ısısında yükselme yaşanır. Asimetrik şekil, araç altına ve dağıtıcılara giden havayıda düzenliyerek aşağı baskıya yardımcı olur. Arrows A23'de görebileceğiniz gibi ön kanat ana parçası merkezde yukarı doğru kalkıktır. Bu sayede yine aracın altına giden hava arttırılırken, kanatın yükseklik kuralına uyum sağlamaya çalışılır.

2001 ylının kurallarına göre, aşağı baskıyı azaltmak için kanatların dışardan üçte biri 50mm yükseltilmişti. Benetton gibi bazı takımlar orta bölümü indirip önde daha fazla aşağı baskı yakalamış, ancak araç altına giden hava kötüleşmiştir. 2001 Benetton ön kanadı aşağı baskıyı arttırmak için orta bölümün yere ne kadar yakın olduğuna dikkat edin.


1998 yılındaki kural değişiklikleri takımlara aerodinamik açıdan bazı problemler çıkardı. Yeni kurallara göre tekerlekler şasiye yaklaşınca ön kanatlar tekerleklerin önüne gelerek gereksiz türbülanslar yaratmaya başladı. Bu problemi çözmek için takımlar kanat kenarlarına plakalar koyarak havayı önce şasiye doğru, daha sonra sezonun ortasına doğru tekerleklerin dışına doğru akıtmaya başladılar.

Aşağıdaki şekillerde her bir takımın ön kanat kenar plakalarını nasıl tasarladığını görebilirsiniz. Tekerlekler ve ön kanat arasındaki ilişki çok karmaşık olduğu için neredeyse her takım farklı bir tasarım yapmaktadır.



Ön kanatlar ile pist yüzeyi arasında da bir ilişki vardır. Kurallarlar kanatların yerden 40mm yukarda olmasını söylüyor, ancak 1997 yılında Ferrari son yarışlara yeni bir kanatla katıldı. Bu kanatlar kenarlarından aerodinamik baskı altında esneyerek yere yaklaşıyor ve hava akımını süratli virajlarda daha rahat kontrol edebiliyordu. Kurallar kanatların yarış sırasında ayarlanamıyacağını söylemesine rağmen kanatların sertliği hakkında bir sınırlama getirmiyordu. Ferrari bu sayede kuralların etrafından dolanarak kaçamak yol bulmuştu. Ancak yeni kurallar hazırlanırken bu esneklik konusuda ele alınarak yasaklandı.

Dağıtıcı

Bazı büyük kazalar dışında dışardan gözükmeyen dağıtıcılar aerodinamik düşüncenin en önemli parçasıdır. Bu parça aracın altında ve arka aksın arkasında bulunur. Bu bölümde araç tabanı yukarı doğru kıvrılarak havanın dolabileceği bir alan oluşturmaktadır. Bu oluşum bir emme efekti oluşturarak aracın yere yapışmasını sağlar. Kullanılan dağıtıcı üzerindeki çeşitli kanallar ve ayırıcılar vasıtası ile bu efekti arttırmaya yarar. Egzost gazları ve arka süspansiyon kolları bu bölgeden geçtiği için bu parçanın tasarımı önemlidir. Eğer egzost gazları yanlış yönlendirilirse sürücü gaza basıp ve ayağını çektikçe aracın aerodinamik dengesi değişecektir. Bu sorunu çözmek için bazı takımlar egzost çıkışlarını şasinin üstüne almışlardır.



Saçak Parçaları

Bu parçalar ilk defa 1993 yılında görülmeye başladı ve ana amaçları araç etrafındaki hava akımını yumuşatmaktı. Ön tekerlek arkası ile yan kanallar arasına yerleştirilmişlerdir. Kullanılmalarının ana sebebi ön tekerlekten türbülansı yumuşatarak, gelen havanın bir kısmını radyatöre yönlendirirken geri kalanını yan kanalların etrafından dışarı atmaktır. Kullanılmaya başlandıkları ilk günlere göre tasarımları oldukça değişmiştir. Sağdaki resimde 1993 McLaren üzerinde dümdüz bir dikdörtken parçası olarak görülen saçaklar, günümüzde çok karmaşık tasarımlara ulaşmıştır. Artık daha fazla üç boyutlu şekle bürünürken, takımlar arasında tasarım farklılıkları çeşitlenmiştir.

Aşağıdaki resimde çeşitli takımların 2001 sezonunda uyguladıkları saçak çizimlerini görebilirsiniz. Bunların yanısıra Jordan ve Williams takımlarının büyük saçak parçaları yoktur. Bu takımlar saçak parçalarını tekerlek ve şasi arasında, süspansiyon kollarına bağlı olarak yerleştirmişlerdir.

[ef186]

Emeğine sağlık Çok güzel bilgiler
Alıntımıdır senmi toparladın yazıları ?

[Eriador]

çoğu alıntı ufak tepek kural ve bi kaç değişiklikleri kendim düzelttm o kadar.

[ef186]

çoğu alıntı ufak tepek kural ve bi kaç değişiklikleri kendim düzelttm o kadar.

Emeğine sağlık güzel bi yazı olmuş

[Eriador]

saolun arkadaşlar tşk ederim

*bir mesaj a en fazla 10 resim koyulduğu için parça parça oldu.