Bagaimana Gearbox dan Aerodinamika F1 Menghasilkan Downforce Besar-besaran

0
8

Formula Satu adalah olahraga yang ditentukan oleh seberapa cepat para insinyur dapat memecahkan masalah fisika. Transmisi dan aerodinamis adalah dua pilar yang menopang teknik tersebut. Seseorang menggerakkan kekuatan. Yang lainnya menggerakkan udara. Jika salah, Anda hanyalah pemberat kertas yang sangat mahal.

Pergeseran dari Enam ke Tujuh Gigi

Tugas transmisi sangat brutal dalam kesederhanaannya: mengambil tenaga mesin dan membuangnya ke roda belakang. Bautnya langsung ke bagian belakang blok mesin. Anda masih melihat komponen familiar di dalamnya. Sebuah kotak roda gigi. Sebuah perbedaan. Sebuah poros penggerak. Namun peraturan menentukan secara spesifik.

Anda memerlukan minimal empat gigi maju. Maksimal tujuh. Untuk waktu yang lama, unit enam kecepatan menjadi standarnya. Kemudian olahraganya bergeser. Sekarang, gearbox tujuh kecepatan sudah menjadi hal biasa. Ada juga gigi mundur. Kedengarannya sepele sampai Anda mencoba keluar dari jebakan kerikil dengan kecepatan 200 km/jam.

Gearbox terhubung ke diferensial. Rangkaian roda gigi ini memungkinkan roda belakang berputar dengan kecepatan berbeda saat Anda memutar roda. Tanpanya, Anda akan merobek ban atau mematahkan porosnya. Diferensial kemudian dihubungkan ke poros penggerak. Kekuasaan menghantam landasan.

Perpindahan gigi tidak seperti komuter harian Anda. Tidak ada pemindah pola-H. Pengemudi menggunakan dayung di belakang kemudi. Pergeseran dayung kiri ke bawah. Pergeseran dayung kanan. Ini cepat. Ini tepat sekali. Niatnya manual, meskipun eksekusinya terasa elektrik.

Transmisi otomatis penuh secara konsep legal tetapi dilarang dalam praktiknya. Meluncurkan sistem kontrol yang mengotomatiskan peralihan juga ilegal. Mengapa? Pengendalian biaya dan keterampilan pengemudi. Jika komputer dapat mengoptimalkan setiap shift dengan sempurna, maka pengemudi menjadi penumpang. Olahraga ini menginginkan seorang pembalap yang mampu melawan mobilnya setiap sepersekian detik.

Sayap Yang Menekan Ke Bawah

Aerodinamika mendefinisikan mobil F1 seperti halnya mesinnya. Kecepatan tinggi memerlukan dua hal: drag rendah dan downforce tinggi. Mobil-mobil itu rendah dan lebar untuk membelah udara. Tapi mereka juga perlu dijepit ke tanah.

Sayap melakukan pekerjaan itu. Mereka muncul pada tahun 1960an. Mereka bekerja dengan prinsip yang sama seperti sayap pesawat terbang. Kecuali sayap pesawat menciptakan daya angkat. Sayap F1 menciptakan downforce. Gaya tersebut menahan mobil untuk tetap melaju di tikungan. Insinyur terus-menerus menyesuaikan sudut sayap depan dan belakang. Mereka mencari keseimbangan ideal. Lebih sedikit hambatan berarti lebih banyak kecepatan di jalan lurus. Lebih banyak downforce berarti lebih banyak cengkeraman di tikungan.

Pada tahun 1970-an, para insinyur Lotus menyadari bahwa mobil itu sendiri bisa menjadi sebuah sayap. Mereka merancang undercarriage yang menyedot udara keluar dari bawah kendaraan. Tekanan rendah terbentuk di bawahnya. Mobil itu ditarik ke bawah. Itu disebut efek dasar. Itu cepat. Itu juga berbahaya. Mobil akan terjebak di lintasan. Pengemudi kehilangan kendali. Olahraga melarangnya. Peraturan yang ketat kini mengatur bagian bawahnya.

Saat ini, lantai harus rata dari nose cone hingga garis poros belakang. Setelah jalur itu, para insinyur memiliki lebih banyak kebebasan. Kebanyakan menggunakan diffuser. Ini adalah perangkat yang mengarah ke atas di bawah mesin dan girboks. Ini menyalurkan udara ke atas dan ke luar dari belakang. Efeknya adalah hisapan. Lebih banyak downforce gratis.

Manajemen aliran udara adalah segalanya. Pelat ujung berada di tepi sayap depan. Mereka menangkap udara dan mengarahkannya ke sepanjang sisi mobil. Mereka mencegah udara turbulen tumpah ke tengah. Lalu ada papan tongkang. Ini terletak tepat di belakang roda depan. Mereka menangkap udara kacau dari ban. Mereka mempercepatnya. Mereka membersihkannya. Mereka menciptakan lebih banyak downforce.

Hasilnya sungguh mencengangkan. Total downforce yang dihasilkan sekitar 2.500 kilogram. Atau 5.512 pound. Mobil tersebut memiliki berat sekitar 750 kilogram. Downforce-nya lebih dari empat kali lipat bobot mobil itu sendiri. Anda dapat berbelok di tikungan dengan kecepatan yang membuat mobil jalan raya keluar jalur.

Ini hanyalah transfer tenaga dan udara. Suspensinya harus menangani G-force. Rem harus menghentikan Anda dari kecepatan yang lebih tinggi dari yang dimungkinkan oleh fisika. Ban harus menempel. Kita akan melihatnya selanjutnya.