لماذا يجلس سائقو فورميلا وان في وضعية النوم أثناء القيادة ؟ يتوجب على سائقي سيارات فورميلا وان Formula One التأقلم على وضعية القيادة الأفقية من أجل التكيُّف براحة مع التصميم الديناميكي الهوائي لسيارات الفورميلا وان. الفورميلا وان والمعروفة برمز (F1) تعتبر درة تاج رياضات السيارات العالمية، هذه الرياضة المُستندة على السباق تتألف من سائقين يتنافسون في مسارات متعددة عبر المدن الرئيسية حول العالم، كل سباق -أو كما يعرف بالجائزة الكبرى- يتكون من سائقين يهدفون إلى إنهاء السباق في أقل مدة زمنية ممكنة.
أثناء السباقات يبدو جميع السائقين وكأنهم في وضعية النوم أثناء القيادة. هناك جانب علمي يفسر سبب هذه الوضعية الغريبة للقيادة، وعلاقتها بالاحتكاك والقوة السفلية وإبقاء مركز الثقل قريبًا من الأرض قَدر الإمكان.
ما هو الاحتكاك؟
يرمز الاحتكاك إلى مقاومة الهواء المؤثر على أي جسم متحرك، وهو السيارة نفسها في حالة الفورميلا وان.
ترنو الفِرَق المشاركة في هذه المنافسات إلى تقليل مقاومة الهواء المؤثرة على السيارة بهدف زيادة التسارع والسرعة القصوى، بعبارة أخرى تسعى فرق الفورميلا وان لجعل سياراتهم أفضل من ناحية الديناميكا الهوائية عن طريق تقليل مقاومة الهواء.
ترمز مقاومة الهواء إلى جسيمات توجد في الهواء وتدفع الأجسام المتحركة إلى الخلف، ويُقدَّر مستوى مقاومة الهواء عن طريق عاملين، هما سرعة الجسم المتحرك ومساحته المقطعية، فكلما زادت السرعة أو المساحة المقطعية تزداد مقاومة الهواء.
بالطبع ليس بوسع سيارات فورميلا وان التضحية بالسرعة، لذا فعليهم بتقليل المساحة المقطعية؛ وهي ارتفاع وعرض الواجهة الأمامية للسيارة، وكما نرى فإن ارتفاع السيارة عن الأرض قليل للغاية، لذا فالمساحة المقطعية أقل بكثير من السيارات العادية ما يتيح لسيارات فورميلا وان التحرك بسرعات أكبر بكثير.
المحافظة على الثبات
عند التحرك بتلك السرعات العالية، تتعرض سيارات الفورميلا إلى الرفع، ويرجع ذلك إلى الفرق في الضغط المؤثر أسفل وأعلى السيارة، يُوضح الرسم أدناه قوة الرفع المؤثرة على الأجسام المتحركة كنتيجة لفرق الضغط الحادث نتيجة التدفق السريع للهواء.
لتفادي تلك القوة الرافعة اتخذ ميكانيكيو الفورميلا وان بعض التدابير لخلق قوة سفلية مضادة، تلك التدابير تتضمن استخدام أجنحة كبيرة في مقدمة ومؤخرة السيارة، لخلق قوة رفع سالبة أو قوة سفلية، تلك القوة قد تصل إلى ثلاث مرات ونصف وزن السيارة.
تُحقق تلك التدابير تأثيرًا معاكسًا للتأثير الذي صُممت أجنحة الطائرة لأجله، فبدلًا من مساعدة المركبة على الارتفاع عن الأرض، تساعد أجنحة الفورميلا وان السيارة على البقاء ثابتة على الأرض، ومع تمتع السيارة بارتفاع منخفض يساعدها ذلك أيضًا على تقليل قوة الرفع المتولدة وجعل السيارة ثابتة على الأرض أثناء اكتسابها للمزيد من السرعة.
مركز الثقل
بعيدًا عن جعل السيارة أكثر ديناميكية هوائية، هناك سبب آخر لجعل السيارة قريبة جدًا من الأرض، ألا وهو الحصول على مركز ثقل أفضل، فكلما اقتربت السيارة من الأرض أصبحت أكثر اتزانًا أثناء المنعطفات والتسارع واستخدام المكابح.
فكر في الأمر، عندما تكون جالسًا في السيارة، وعند تسارع السيارة تدفعك إلى الخلف بسبب ارتفاع مقدمة السيارة، والعكس عند الضغط على المكابح تسقط للأمام مع هبوط مقدمة السيارة.
يضيع الوقت وتفقد السيارة جزءًا من سرعتها في الوقت الذي ترتفع وتهبط فيه، وللتغلب على ذلك يجعل ميكانيكيو الفورميلا وان نظام تعليق السيارة منخفضًا جدًا.
ولأن السيارة تتمتع بمركز ثقل منخفض فبإمكانها تغيير اتجاهها على السرعات العالية مع المحافظة على ثبات السيارة واتزانها، ما يُمكِّن السائق من إكمال جولات السباق بسرعة أكبر.
هذا الجزء بالأخص له أهمية كبيرة لسائقي الفورميلا وان؛ فالمسارات الطويلة والمليئة بالدورانات تتطلب من السائقين اجتياز المنعطفات الحادة بسرعات هائلة للحفاظ على فرصتهم في الفوز.
وضعية السائق
لا يستلقي السائقون بشكل كامل، لكنهم يتكيفون على الجلوس في وضع أفقي، هذا الوضع يتيح لهم الوصول بسهولة لدواسات السيارة بواسطة أقدامهم. باختيار وضعية الجلوس أصبح من السهل استيعاب السائقين بسلاسة داخل التصميم الديناميكي الهوائي الفريد لسيارات الفورميلا وان.
يُصمَّم كل مقعد على حِدة ليتناسب تمامًا مع جسم السائق، ويأخذ المقعد شكل المجرفة للتأكد من عدم تحرك جسم السائق على الجوانب ولو بمقدار بسيط أثناء السباق، هذه المقاعد ضرورية للغاية، فالسائقون يمكثون على المقعد لفترات طويلة.
تسمح وضعية المقعد للسائقين برؤية جزء بسيط فقط أعلى عجلة القيادة، لذا يُدربون حواسهم وردود أفعالهم لتحقيق الاستفادة القصوى من الرؤية المحدودة للمسار.
شأنها شأن الرياضات الأخرى تُعامل الفورميلا وان عادة كنشاط تجاري، فالفِرَق الرائدة مثل فريق فيراري تُقدر قيمتها بما يقارب 1.3 مليار دولار، وفقًا لقائمة مجلة فوربس لعام 2014.
على الرغم من أهمية السائق في هذه الرياضة، لكن الميكانيكا والقدرات الخاصة بالسيارة بإمكانها تغيير النتائج؛ ما يفسر لنا استمرار الفرق التي تستثمر بشكل كبير في البحث والتطوير لسياراتهم في المحافظة على سلسلة من المكاسب المتتالية على مدار السنين حتى مع تغيُّر السائقين.
على سبيل المثال نجح فريق Mercedes AMG Petronas F1 في الفوز بكافة كؤوس بطولة الفورميلا وان Constructors Cup (أفضل فريق فورميلا وان) في الفترة من 2014 وحتى 2018، حتى مع تغيير سائقيهم خلال تلك الفترة.
هذا المثال يسلط الضوء على أهمية التصميم الأساسي للسيارة في تحديد الفوز أو الهزيمة في هذه الرياضة.
اقرأ أيضًا:
هل تصبح السيارات السوداء أكثر سخونة في الصيف من السيارات البيضاء ؟
كيف تعمل السيارات ذاتية القيادة ؟
ترجمة: شريف فضل
تدقيق: محمد شراباتي
