포뮬러 원 카

Formula One car
포뮬러 원 레이싱의 기술 및 스포츠 규정에 대한 요약은 포뮬러 원 규정을 참조하십시오.
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포뮬러 원 자동차(Formula One car) 또는 F1 자동차(F1 car)는 포뮬러 원 레이싱 경기에서 경기에 사용하기 위한 실질적인 앞뒤 날개와 운전자 뒤에 위치한 엔진을 갖춘 1인승 오픈-콕핏, 오픈-휠 포뮬러 레이싱 자동차입니다. 자동차를 관리하는 규정은 챔피언십에 고유하며 자동차는 설계 및 제조를 아웃소싱할 수 있지만 레이싱 팀이 직접 제작해야 한다고 명시하고 있습니다.[1] Formula One 차량의 제동력과 총 코너링 엔벨로프(타이어의 마찰 성분, 기계의 질량 및 발생하는 다운포스에 의해)로 인해,[2][3] Formula One 운전자는 5g을[4] 초과하는 잦은 횡방향 g-로딩과 최대 7g의 최대 횡방향 코너링 힘을 경험합니다.[5]

주목할 만한 포뮬러 원 자동차

섀시 디자인

오늘날의 포뮬러 원 자동차는 탄소 섬유와 이와 유사한 초경량 소재의 복합재로 제작되었습니다. 허용되는 최소 중량은 운전자를 포함하여 740kg(1,631lb)[6]이지만 연료는 포함되지 않습니다. 자동차에는 건조한 날씨의 타이어가 장착되어 있습니다.[7] 2014 F1 시즌 이전에는 자동차가 종종 이 한계 아래로 무게를 측정했기 때문에 팀들은 자동차에 무게를 더하기 위해 밸러스트를 추가했습니다. 밸러스트를 사용하면 자동차 내 어디에나 배치하여 이상적인 무게 분포를 제공할 수 있다는 장점이 있습니다. 이를 통해 자동차의 무게 중심을 낮춰 안정성을 향상시키고 팀이 개별 회로에 맞게 자동차의 무게 분포를 미세 조정할 수 있습니다.

엔진

주요 기사: 포뮬러 원 엔진

2006년 포뮬러 원 시즌에는 국제 자동차 연맹(FIA)이 V8 엔진 구성에서 2.4L 자연 흡기 엔진으로 구동하도록 의무화한 새로운 엔진 공식을 도입했습니다.[8] 새로운 2.4L V8 포뮬러를 통해 가변 흡기 트럼펫 금지와 같은 추가적인 기술적 제한이 도입되어 팀이 더 높은 RPM과 마력을 너무 빨리 달성하는 것을 방지할 수 있습니다. 2009 시즌은 엔진 신뢰성 향상과 비용 절감을 위해 엔진을 18,000rpm으로 제한했습니다.[8]

10년 동안 F1 자동차는 3.0L 자연 흡기 엔진을 장착하고 운행했으며, 기간이 끝날 때까지 모든 팀이 V10 레이아웃에 안착했습니다. 그러나 발전으로 인해 730~750kW (980~1,000hp)의 엔진을 생산했으며,[9] 몬자 서킷에서 375km/h (자크 빌뇌브와 자우버-페라리)의 최고 속도를 달성했습니다.[10] 팀들은 1990년대 후반부터 이국적인 합금을 사용하기 시작했고, FIA가 엔진 건설에 이국적인 재료를 사용하는 것을 금지하게 되었고, 피스톤, 실린더, 커넥팅 로드 및 크랭크 샤프트에는 알루미늄, 티타늄 및 철 합금만 허용됩니다.[8] FIA는 전력을 제한하기 위해 지속적으로 재료 및 설계 제한을 시행해 왔습니다. 이러한 제한에도 불구하고, 2005년 시즌의 V10은 1989년 터보 차징 엔진이 금지되기 전부터 볼 수 없었던 730kW(980hp)의 출력을 개발한 것으로 정평이 나 있습니다.[9]

더 적은 자금을 지원받은 팀들(이전의 미나르디 팀은 5천만 유로 미만을 지출한 반면 페라리는 1년에 수억 유로를 들여 차를 개발했습니다)은 현재의 V10을 한 시즌 더 유지하되, 가장 강력한 V8 엔진과의 경쟁력을 유지하기 위해 재제한을 둘 수 있는 선택권을 가졌습니다. 이 옵션을 선택한 유일한 팀은 개혁되어 미나르디를 재결성한 토로 로소 팀이었습니다.

2012년 엔진은 초당 약 450L(16cuft)의 공기를 소비했습니다(2012년 회전 제한 속도 18,000rpm).[11] 레이스 연료 소비율은 보통 약 75L/100km(3.8mpg‑imp, 3.1mpg‑US)였습니다.[11]

모든 자동차는 엔진이 운전자와 리어 액슬 사이에 위치합니다. 엔진은 대부분의 자동차에서 응력을 받는 구성 요소이며, 이는 엔진이 구조적 지지 프레임워크의 일부이며, 프론트 엔드에서는 조종석에 볼트로 체결되고, 리어 서스펜션은 백 엔드에서 변속기 및 리어 서스펜션에 볼트로 체결된다는 것을 의미합니다.

2004년 선수권 대회에서 엔진은 완전한 경주 주말을 유지해야 했습니다. 2005년 선수권 대회의 경우, 두 번의 풀 레이스 주말을 지속해야 하며, 두 레이스 사이에 한 팀이 엔진을 교체하면 10개의 그리드 포지션의 페널티가 발생합니다. 2007년, 이 규칙은 약간 변경되었고 엔진은 토요일과 일요일만 작동하면 됩니다. 금요일 운영을 홍보하기 위한 것이었습니다. 2008년 시즌에는 엔진이 2006년 시즌과 동일한 규정으로 두 번의 풀 레이스 주말을 지속해야 했습니다. 하지만, 2009년 시즌의 경우, 운전자들은 한 시즌 동안 머리당 최대 8개의 엔진을 사용할 수 있게 되었고, 이는 두 개의 엔진이 주말에 세 번의 경주를 지속해야 한다는 것을 의미합니다. 엔진 비용을 제한하는 이러한 방법은 또한 팀이 새 엔진 또는 이미 사용된 엔진을 사용하기 위해 어떤 경주를 선택해야 하는지를 선택해야 했기 때문에 전술의 중요성을 높였습니다.

2014 시즌 현재 모든 F1 차량에 터보차지 1.6L V6 엔진이 장착되어 있습니다. 터보차저는 이전에 1989년부터 금지되었습니다. 이 변경으로 최대 29%의 연비가 향상될 수 있습니다.[12] 메르세데스가 시즌을 일찍 지배한 많은 이유 중 하나는 엔진 한쪽에 터보차저의 컴프레서를, 다른 한쪽에 터빈을 배치했기 때문입니다. 그런 다음 두 가지 모두 엔진의 비브를 통과하는 샤프트로 연결되었습니다. 장점은 공기가 배관 작업을 많이 하지 않아 터보랙이 줄어들고 자동차의 효율성이 높아졌다는 것입니다. 게다가, 그것은 압축기를 통해 움직이는 공기가 뜨거운 터빈 섹션에서 멀리 떨어져 있기 때문에 훨씬 더 시원하다는 것을 의미했습니다.[13]

  • A Renault RS26 V8 engine, which powered the 2006 Renault R26
    2006년식 르노 R26을 구동시킨 르노 RS26 V8 엔진
  • The BMW M12/13, a 4-cylinder 1.5 L turbo for the Brabham-BMW cars in the 1980s developed 1400 bhp during qualifying.[14]
    1980년대 Brabham-BMW 자동차용 4기통 1.5L 터보인 BMW M12/13은 예선 기간 동안 1400 bhp를 개발했습니다.[14]
  • The Ford Cosworth DFV engine became the engine used by many private teams in cars winning a record 167 races between 1967 and 1983 and helped win 12 driver titles
    포드 코스워스 DFV 엔진은 1967년에서 1983년 사이에 기록적인 167번의 경주에서 우승한 자동차의 많은 개인 팀들에 의해 사용되는 엔진이 되었고 12개의 드라이버 타이틀을 얻는데 도움을 주었습니다.
  • The BRM H16 engine, a 16-cylinder 64-valve engine used by the BRM team.
    BRM 팀에서 사용하는 16기통 64밸브 엔진인 BRM H16 엔진.
  • The 3.0 L Tipo 044 N/A 3.0 L V12 engine; which produced 700 hp @ 17,000 rpm, and used in the Ferrari 412 T2 in 1995.
    3.0 L Tipo 044 N/A 3.0 L V12 엔진; 700 hp @ 17,000 rpm을 생산하고 1995년 페라리 412 T2에 사용되었습니다.
  • The V12 F1 engine Tipo 043, a 3.5 L N/A V12 engine produced over 830 hp @ 15,800 rpm, and was used in the Ferrari 412 T1 in 1994.
    3.5L N/A V12 엔진인 Tipo 043은 830hp @ 15,800rpm 이상을 생산하며 1994년 페라리 412 T1에 사용되었습니다.
  • The Tipo 053 engine. The engine produced over 865 hp @ 18,300 rpm, and was used in the highly-successful Ferrari F2004, in 2004.
    Tipo 053 엔진. 이 엔진은 865hp @ 18,300rpm 이상을 생산했으며 2004년에 매우 성공적인 페라리 F2004에 사용되었습니다.

변속기

2010 시즌 로터스 레이싱의 자동차인 로터스 T127의 리어 서스펜션 요소가 장착된 기어박스.

포뮬러 원 자동차는 패들 시프트가 있는 고도로 자동화된 반자동 순차 기어박스를 사용하며, 규정에 따르면 전진 기어 8개([15][16]2014 시즌 이후 7개에서 증가)와 후진 기어 1개(후륜 구동)를 사용해야 합니다.[17] 기어박스는 열 방출이 중요한 문제이기 때문에 탄소 티타늄으로 제작되어 엔진 후면에 볼트로 고정됩니다.[18] 완전 자동 기어박스와 발사 제어 및 트랙션 제어와 같은 시스템은 각각 2004년과 2008년부터 운전자의 기술과 자동차 제어에 대한 관여를 중요하게 유지하고, 경쟁 우위를 확보하고 비용을 절감하기 위해 이러한 시스템을 불법적으로 사용하는 팀이 없도록 하기 위해 불법입니다.[18][19][20] 운전자는 스티어링 휠 후면에 장착된 패들을 사용하여 기어 변속을 시작하고, 첨단 전기 솔레노이드, 유압 액추에이터 및 센서가 실제 변속과 함께 전자 스로틀 컨트롤을 수행합니다. 클러치 제어는 또한 전기 유압 방식으로 수행되지만, 정지 상태(즉, 정지 상태, 중립 상태)에서 1단 기어로 시동할 때는 운전자가 스티어링 휠 후면에 장착된 레버를 사용하여 클러치를 수동으로 작동합니다.[21] 기존 수동 기어박스가 장착된 마지막 F1 자동차인 Forti FG01은 1995년에 주행했습니다.[22]

현대적인 F1 클러치는 직경이 100mm(3.9인치)[21] 미만이고 무게가 1kg(2.2lb) 미만이며 약 540kW(720hp)에 달하는 멀티 플레이트 카본 디자인입니다.[9] 2009년 레이스 시즌을 기점으로 모든 팀이 심리스 변속기를 사용하고 있으며, 이 변속기를 통해 거의 순간적으로 기어를 변속할 수 있으며, 이 변속기는 구동력 손실을 최소화할 수 있습니다. 현대식 Formula One 자동차의 변속 시간은 2~3ms입니다.[23] Formula One에서 비용을 낮게 유지하기 위해서는 기어박스가 연속적으로 5개의 이벤트를 지속해야 하며, 2015년부터 각 시즌별로 기어박스 비율이 고정됩니다(2014년의 경우 한 번만 변경 가능). 허용 시간 전에 기어박스를 변경하면 새 기어박스를 사용하는 첫 번째 이벤트에 대해 시동 그리드에서 5자리의 패널티가 떨어집니다.[24]

공기역학

1954년식 페라리 553 F1의 유선형 차체.
1979년형 로터스 80은 지면 효과를 극대화하기 위해 설계되었습니다.

공기역학은 이 스포츠에서 성공의 열쇠가 되었고, 팀들은 매년 수천만 달러를 이 분야의 연구 개발에 사용합니다.

공력 설계자는 자동차 타이어를 트랙으로 밀어내고 코너링 힘을 향상시키는 다운포스를 만드는 것과 난기류로 인해 발생하는 항력을 최소화하고 자동차의 속도를 늦추는 역할을 하는 두 가지 주요 관심사를 가지고 있습니다.

몇몇 팀들이 1960년대 후반에 이제는 익숙한 날개로 실험을 시작했습니다. 경주차 날개는 항공기 날개와 동일한 원리로 작동하지만 위쪽이 아닌 아래쪽 힘을 일으키도록 구성되어 있습니다. 현대식 Formula One 자동차는 공기역학적 다운포스로 인해 6Gs의 횡방향 코너링[25] 힘을 발생시킬 수 있습니다. 이를 허용하는 공기역학적 다운포스는 일반적으로 자동차의 무게보다 큽니다. 즉, 이론적으로 고속으로 적절한 구조물의 거꾸로 된 표면, 예를 들어 천장에서 주행할 수 있습니다.

공기 역학을 사용하여 자동차의 접지력을 높였습니다. 이는 1968년 시즌 포뮬러 원에서 로터스, 페라리 및 브라밤에 의해 개척되었습니다. 처음에 로터스는 1968년 모나코 그랑프리에서 그레이엄 힐의 로터스 49B에서 수수한 전면 날개와 스포일러를 선보였고, 그 후 1968년 벨기에 그랑프리에서 브라밤과 페라리는 드라이버 위로 높은 스트럿에 장착된 전폭 날개로 한 단계 더 나아졌습니다.

초기의 이동 가능한 날개와 높은 장착에 대한 실험은 일부 장관을 이루는 사고로 이어졌고, 1970년 시즌을 맞아 날개의 크기와 위치를 제한하는 규정이 도입되었습니다. 시간이 지남에 따라 진화해온 유사한 규칙은 오늘날에도 여전히 사용됩니다.

1960년대 후반, Chaparral의 Jim Hall은 자동차 경주에 "그라운드 이펙트" 다운포스를 처음 도입했습니다. 1970년대 중반, 로터스 엔지니어들은 자동차의 하부에 에어포일 표면이 만들어짐으로써 자동차 전체가 거대한 날개처럼 작용하도록 만들 수 있다는 것을 발견했습니다. 이는 자동차에 비해 상대적으로 움직이는 공기가 도로로 밀어낼 수 있다는 것을 의미합니다. Gordon Murray는 Chaparral 2J 스포츠 레이서의 Jim Hall에 대한 다른 아이디어를 적용하여 Brabham BT46B를 디자인했는데, Brabham BT46B에는 라디에이터 팬이 있었고, 이 팬은 자동차 아래의 스키팅된 부분으로부터 공기를 추출하여 거대한 다운포스를 만들었습니다. 다른 팀들의 기술적인 도전 끝에 단판 승부 끝에 철회되었습니다. 그 후 '지반 효과'의 이점을 제한하기 위한 규칙 변경이 뒤따랐습니다. 처음에는 저압 영역을 포함하는 데 사용되는 스커트에 대한 금지, 나중에는 '계단식 바닥'에 대한 요구 사항입니다.

맥라렌 MP4-21의 후방 엔진 커버는 공기 흐름을 후방 날개로 향하도록 설계되었습니다.

대부분의 팀의 공기역학 부서에서 사용하는 대형 풍동과 방대한 컴퓨팅 성능에도 불구하고, Formula One 공기역학의 기본 원리는 여전히 적용됩니다. 즉, 최소의 항력에 대해 최대의 다운포스를 생성하는 것입니다. 전면과 후면에 장착된 기본 날개는 특정 트랙의 다운포스 요구 사항에 따라 다른 프로파일로 장착됩니다. 모나코와 같이 좁고 느린 회로는 매우 공격적인 날개 프로파일을 필요로 합니다. 자동차는 후방 날개에 '요소'로 구성된 두 개의 분리된 '블레이드'를 달립니다(2개는 최대 허용). 대조적으로, 몬자와 같은 고속 회로는 긴 직선에서 항력을 줄이고 속도를 높이기 위해 가능한 한 많은 날개를 제거합니다.

서스펜션 링크의 모양부터 운전석 헬멧의 모양에 이르기까지 현대적인 Formula One 자동차의 모든 표면에는 공기역학적 효과가 고려되어 있습니다. 흐름이 차체에서 '분리'되는 교란된 공기는 난기류를 생성하여 항력을 발생시키고, 이로 인해 차량의 속도가 느려집니다. 날개에 장착된 수직 엔드 플레이트에서 뒤쪽에 낮게 장착된 디퓨저 플레이트에 와류가 형성되는 것을 방지하기 위해 다운포스를 증가시키면서 항력을 감소시키는 데 거의 동일한 노력이 소비되었습니다. 이 시스템은 차 아래를 통과한 더 빠른 flowing 공기의 압력을 다시 equal화하는 데 도움이 되며, 그렇지 않으면 뒤쪽에서 드래그하는 저압 'balloon'이 발생합니다. 그럼에도 불구하고, 엔진과 브레이크에서 발생하는 방대한 양의 열을 방출하는 데 도움이 되는 충분한 공기 흐름이 보장되어야 하기 때문에 디자이너들은 자동차를 너무 '미끄러움'으로 만들 수 없습니다.

헤레즈에서 페르난도 알론소가 시험 중인 현대식 페라리 포뮬러 원 자동차. 그 차는 페라리 F10입니다.

최근 몇 년 동안 대부분의 포뮬러 원 팀들은 자동차의 후면을 최대한 좁고 낮게 만든 페라리의 '좁은 허리' 디자인을 모방하려고 노력했습니다. 이를 통해 드래그를 줄이고 후방 윙에서 사용할 수 있는 공기량을 극대화합니다. 또한 자동차 측면에 장착된 '바지 보드'는 공기 흐름을 형성하고 난류의 양을 최소화하는 데 도움이 되었습니다.

2005년에 도입된 개정된 규정은 공기역학자들을 더욱 기발하게 만들었습니다. 속도를 줄이기 위해 FIA는 프론트 윙을 올리고, 리어 윙을 앞으로 올리고, 리어 디퓨저 프로파일을 수정하여 다운포스를 줄였습니다. 디자이너들은 맥라렌 MP4-20에서 처음으로 볼 수 있었던 '뿔' 윙렛과 같은 복잡하고 새로운 다양한 솔루션을 통해 이러한 손실의 상당 부분을 빠르게 회복했습니다. 이러한 혁신의 대부분은 2009년 FIA가 부과한 훨씬 더 엄격한 항공 규정에 따라 사실상 불법화되었습니다. 이러한 변화는 자동차가 다른 자동차를 더 쉽게 따라올 수 있도록 하여 추월을 촉진하기 위해 고안되었습니다. 새로운 규칙은 자동차들을 더 낮고 더 넓은 앞날개, 더 높고 더 좁은 뒷날개, 그리고 일반적으로 훨씬 더 '깨끗한' 차체로 또 다른 새로운 시대로 이끌었습니다. 하지만 아마도 가장 흥미로운 변화는 '이동식 공기역학'의 도입으로, 운전자는 경기 중 조종석에서 전방 날개를 제한적으로 조정할 수 있게 되었습니다.

2011년에 도입된 새로운 DRS(Drag Reduction System) 후면 윙 시스템은 이전 시스템을 대체했습니다. 이를 통해 운전자는 조정을 할 수 있지만, 시스템의 가용성은 전자적으로 관리됩니다. 원래는 연습 및 예선 과정에서 언제든지 사용할 수 있었지만(운전자가 습윤 타이어를 착용하지 않는 한), 주행 중에는 운전자가 트랙의 미리 결정된 지점에서 다른 차량보다 1초 미만 늦은 경우에만 활성화할 수 있습니다(2013년부터는 모든 세션에서 미리 결정된 지점에서만 DRS를 사용할 수 있습니다). 그러면 운전자가 브레이크를 밟으면 시스템이 비활성화됩니다. 이 시스템은 플랩을 열어 후방 날개를 "고정"합니다. 플랩은 날개에 50mm 수평 간격을 남겨 항력을 줄이고 최고 속도를 높일 수 있습니다. 그러나 이것은 또한 다운포스를 감소시키기 때문에 일반적으로 긴 직선 트랙 섹션 또는 높은 다운포스가 필요하지 않은 섹션에서 사용됩니다.

이 시스템은 더 많은 추월을 촉진하기 위해 도입되었으며, 종종 다음 코너에서 추월이 권장되는 직선 또는 직선의 끝에서 추월하는 이유가 됩니다. 그러나 DRS 시스템의 수신은 드라이버, 팬 및 전문가마다 다릅니다. 돌아온 포뮬러 1 드라이버 로버트 쿠비카(Robert Kubica)는 "포뮬러 1에서 2년 동안 추월하는 움직임을 본 적이 없다"[citation needed]고 말한 것으로 전해졌으며, DRS는 실제로 경쟁자를 성공적으로 추월하는 데 운전자의 기술이 필요하지 않으므로 추월하지 않을 것이므로 트랙에서 자동차를 추월하는 것은 부자연스러운 방법임을 시사했습니다.

날개.

초기 설계는 날개를 서스펜션에 직접 연결했지만 몇 가지 사고로 인해 날개를 섀시에 단단히 고정해야 한다는 규칙이 만들어졌습니다. 자동차의 공기역학은 최소한의 항력으로 최대의 다운포스를 제공하도록 설계되었습니다. 차체의 모든 부분은 이러한 목적을 염두에 두고 설계되었습니다. 대부분의 오픈 휠 자동차와 마찬가지로 이 자동차는 앞뒤에 큰 에어로포일을 장착하고 있지만 서스펜션 튜닝에 더 의존하는 미국 오픈 휠 경주기보다 훨씬 더 발달되어 있습니다. 예를 들어, 코가 프론트 에어로포일의 중앙 위로 올라가 전체 너비가 다운포스를 제공할 수 있습니다. 앞날개와 뒤날개는 고도로 조각되어 있으며, 코 아래 회전하는 베인, 바지선, 사이드팟, 언더바디, 리어 디퓨저 등의 나머지 몸체와 함께 매우 미세한 '튜닝'이 되어 있습니다. 또한 공기 흐름을 유도하는 공기역학적 부속물이 있습니다. 이러한 극단적인 수준의 공기역학적 발달은 F1 자동차가 다른 어떤 오픈휠 공식보다 훨씬 더 많은 다운포스를 생성한다는 것을 의미합니다. 예를 들어, 인디 자동차는 190km/h(118mph)에서 무게와 동일한 다운포스(즉, 다운포스: 중량비 1:1)를 생성하는 반면, F1 자동차는 125~130km/h(78~81mph)에서 동일한 다운포스를 생성합니다. 그리고 190km/h(118mph)에서 그 비율은 대략 2:1입니다.[26]

특히 바지선은 기존의 날개나 언더바디 벤츄리와 같이 직접적으로 다운포스를 발생시키지 않고 가장자리의 공기 유출로 인한 와류를 발생시키도록 설계, 형상화, 구성, 조정 및 배치됩니다. 와류의 사용은 최신 F1 자동차 품종의 중요한 특징입니다. 와류는 회전하는 유체로 중심부에 저압 영역을 생성하기 때문에 와류를 생성하면 공기의 전체 국소 압력이 낮아집니다. 낮은 압력은 차 아래에서 원하는 것이기 때문에 정상적인 대기압이 차를 위에서 아래로 내리누를 수 있습니다. 와류를 생성하여 지면 효과를 금지하는 규칙 내에서 유지하면서 다운포스를 증가시킬 수 있습니다.[dubious – discuss]

2009 시즌의 F1 자동차는 이중 디퓨저로 불리는 Jenson Button과 Rubens Barrichello가 경쟁하는 Williams, Toyota 및 Brown GP 자동차의 후방 디퓨저 디자인 때문에 많은 의문을 받았습니다. 2009년 중국 그랑프리가 열리기 전에 파리에서 만난 FIA에서 많은 팀들의 호소가 들렸고, 그러한 디퓨저의 사용은 합법적이라고 선언되었습니다. Brawn GP의 Ross Brawn 사장은 이중 디퓨저 디자인이 "기존 아이디어의 혁신적인 접근법"이라고 주장했습니다. 이들은 이후 2011 시즌에 금지되었습니다. 2010년과 2011년 시즌의 또 다른 논란은 레드불 자동차의 앞날개였습니다. 몇몇 팀들은 날개가 규정을 어기고 있다고 주장하며 항의했습니다. 회로의 고속 섹션에서 촬영된 영상은 레드불 프론트 윙이 바깥쪽으로 휘어지면서 더 큰 다운포스를 생성하는 것을 보여주었습니다. 레드불 프런트 윙에서 테스트가 진행되었고 FIA는 윙이 어떤 규정도 어기고 있지 않다는 것을 발견할 수 없었습니다.

2011년 시즌이 시작된 이래로 자동차는 조정 가능한 후방 날개, 즉 추월 시의 난류 공기 문제를 해결하기 위한 시스템인 DRS(Drag Reduction System)로 알려져 있습니다. 트랙의 직선상에서 운전자는 DRS를 배포할 수 있으며, DRS는 후방 날개를 열어 자동차의 항력을 줄여 자동차가 더 빠르게 움직일 수 있도록 합니다. 운전자가 브레이크를 터치하는 순간 리어 윙이 다시 꺼집니다. 프리 연습 및 예선에서는 운전자가 원할 때마다 사용할 수 있지만, 경주에서는 운전자가 경주 트랙의 DRS 감지 영역에서 다른 운전자보다 1초 이하 뒤에 있을 때만 사용할 수 있으며, 이 시점에서 운전자가 브레이크를 밟을 때까지 활성화 영역에서 활성화될 수 있습니다.

  • Front and rear wings made their appearance in the late 1960s. Seen here in a 1969 Matra Cosworth MS80. By the end of the 1960s wings had become de facto on all Formula cars.
    앞날개와 뒷날개는 1960년대 후반에 등장했습니다. 1969년형 Matra Cosworth MS80에서 볼 수 있습니다. 1960년대 말에는 모든 포뮬러 자동차에서 날개가 사실상 존재하게 되었습니다.
  • A low downforce spec. front wing on the Renault R30 F1 car. Front wings heavily influence the cornering speed and handling of a car, and are regularly changed depending on the downforce requirements of a circuit.
    낮은 다운포스 사양. 르노 R30 F1 자동차의 프론트 윙. 프론트 윙은 자동차의 코너링 속도와 핸들링에 큰 영향을 미치며, 회로의 다운포스 요구 사항에 따라 정기적으로 변경됩니다.
  • The rear wing of a modern Formula One car, with three aerodynamic elements (1, 2, 3). The rows of holes for adjustment of the angle of attack (4) and installation of another element (5) are visible on the wing's endplate.
    세 가지 공기역학적 요소(1, 2, 3)를 갖춘 현대식 Formula One 자동차의 뒷날개. 날개의 엔드 플레이트에는 공격 각도 조절(4) 및 다른 요소(5)의 설치를 위한 구멍의 열이 표시됩니다.

코박스

노즈 박스 또는 더 일반적으로 노즈 콘은 세 가지 주요 목적을 제공합니다.

  1. 전면 날개가 장착되는 구조물입니다.
  2. 공기 흐름을 디퓨저 쪽으로 자동차 바닥으로 전달합니다.
  3. 사고 시 충격 흡수제 역할을 합니다.

노즈 박스는 탄소 섬유로 만들어진 속이 빈 구조물입니다. 충돌 시 충격을 흡수하여 운전자의 부상을 방지합니다.

에어박스

운전석 조종석 바로 뒤에는 에어 박스라고 불리는 구조물이 있습니다. 에어 박스는 두 가지 목적을 제공합니다. 고속의 이동 공기를 받아 엔진의 흡기 매니폴드로 공급합니다. 이 고속 공기는 압력을 받아 램 효과로 인해 압축됩니다. 이 고압 공기는 엔진에 공급되면 동력을 증가시킵니다. 또한 운전석 헬멧 위를 통과하기 때문에 이에 공급되는 공기는 매우 난류가 심합니다. 에어박스는 이 난기류 공기를 흡수하여 다른 부품과 함께 층류 공기 흐름을 방해하는 것을 방지합니다. 에어박스의 두 번째 장점은 광고를 위한 넓은 공간을 제공하여 추가적인 광고 수익의 기회를 제공한다는 것입니다.

접지효과

2009년식 르노 R29의 리어 디퓨저. 디퓨저는 수직 지느러미가 있는 땅 근처의 검은색 구조물입니다. 리어 디퓨저는 1980년대 후반부터 중요한 공기역학 보조 장치였습니다.

F1 규정은 지면 효과 공기역학의 사용을 크게 제한하는데, 이는 작은 항력 패널티로 다운포스를 생성하는 매우 효율적인 수단입니다. 차량 하부인 언더트레이는 차축 사이가 평평해야 합니다. 10mm(2008년 기준) 두께의 나무 널빤지,[27] 또는 스키드 블록은 차량이 트랙 표면에 닿을 수 있을 정도로 낮게 달리는 것을 방지하기 위해 차의 중간을 따라 늘어납니다. 이 스키드 블록은 경기 전후에 측정됩니다. 경기 후 플랭크의 두께가 9mm 미만일 경우, 자동차는 실격 처리됩니다. 2022년 규칙 변경으로 팀들은 이전 시즌보다 훨씬 더 많은 그라운드 효과를 내기 위해 벤추리 터널을 사용할 수 있게 되었습니다. 이러한 변화는 차체 공기역학의 방대한 단순화와 함께 복잡한 날개에서 발생하는 소용돌이를 줄임으로써 보다 긴밀한 경주를 만들려는 의도로 이루어졌습니다.[28]

리어 액슬의 언더트레이에서 차체의 실제 후방으로 상승하는 리어 디퓨저를 사용하면 상당한 양의 다운포스가 제공됩니다. F1 규정은 2022년 규칙 변경 시까지 그라운드 효과 사용을 크게 제한했는데, 이는 적은 드래그 페널티로 다운포스를 생성하는 매우 효율적인 수단입니다. 2022년까지 차량 하부인 언더트레이는 차축 사이가 평평해야 했습니다.[29] 날개의 제한된 크기(충분한 다운포스를 만들기 위해 높은 공격 각도에서 사용해야 함)와 열린 바퀴에 의해 생성된 와류는 높은 공기역학적 항력 계수로 이어집니다(Minardi의 기술 책임자 Gabrielle Tredozi에 따르면 약 1;[30] Cd 값이 0.25에서 0.35 사이인 평균 현대 자동차와 비교하여). 따라서, 엔진의 엄청난 출력에도 불구하고, 이 차들의 최고 속도는 2차 세계 대전의 빈티지 메르세데스-벤츠와 오토 유니온 실버 애로우즈 경주차들의 최고 속도보다 낮습니다. 그러나 이 드래그는 극도로 빠른 속도로 코너링할 수 있는 기능으로 인해 보상되는 것 이상입니다. 각 트랙에 따라 공기역학이 조정됩니다. Autodromo Nazionale Monza와 같이 고속 주행이 더 중요한 트랙의 경우 낮은 드래그 구성, Circuit de Monco와 같이 코너링이 더 중요한 트랙의 경우 높은 트랙션 구성이 적용됩니다.

규정

2012년형 메르세데스 F1 W03에서 볼 수 있듯이 프론트 윙은 그 어느 때보다 낮아졌습니다.
이 Williams FW31에서 볼 수 있듯이 공기역학적 부속장치의 금지로 인해 2009년형 자동차는 차체 작업이 더 원활해졌습니다.
주요 기사: 포뮬러 원 규정

2009년 규정에 따라 FIA는 F1 자동차의 작은 윙렛과 자동차의 다른 부분(앞날개와 뒷날개 제외)을 제거하여 드래그를 줄이고 다운포스를 증가시키기 위해 자동차의 공기 흐름을 조작했습니다. 현재 전면 날개는 공기 흐름이 원활하도록 모든 윙렛과 바지선 쪽으로 공기를 밀어낼 수 있도록 특별히 형상화되어 있습니다. 이러한 부품을 제거할 경우 프론트 윙이 차체를 지나 공기를 형성할 수 없을 때 차량의 여러 부분이 큰 항력을 유발합니다. 2009년부터 시행된 이 규정은 뒷날개의 폭을 25cm 줄이고, 앞날개의 중앙 부분을 표준화하여 팀들이 앞날개를 개발하는 것을 막았습니다. 이 자동차는 2017년에 전면과 후면 날개, 타이어의 폭이 넓어지는 등 큰 변화를 겪었습니다.[31]

2021년 영국 그랑프리에서 공개된 2022년 콘셉트 섀시

터보 하이브리드 시대의 대부분을 통해 운전자들은 특히 추월을 시도할 때 다른 차들 뒤를 바짝 뒤쫓는 것이 많은 양의 난기류 또는 선두 차의 '더러운 공기'로 인해 다음 차의 공기역학적 성능이 저하되어 훨씬 더 어려워졌다고 언급했습니다. 따라서 FIA는 2022년 시즌을 위해 이 '더러운 공기'의 양을 줄이고 추월을 용이하게 하기 위해 자동차의 공기역학적 특성에 기술적 변화를 주었습니다. 공기역학적 난류를 위쪽으로 향하도록 전면 날개, 측면 포드, 후면 날개가 모두 재설계되었으며, 회전에 의해 발생하는 파괴적인 소용돌이를 제한하기 위해 18인치 휠이 장착된 더 큰 타이어가 채택되었습니다.[32]

스티어링 휠

2021년형 알파인 F1 휠로 다이얼, 노브, 버튼이 복합적으로 배열되어 있습니다.

운전자는 스티어링 휠을 사용하여 기계 내에서 경주용 자동차의 많은 요소를 미세 조정할 수 있습니다. 이 휠은 기어 변속, 리미터 작동, 연료/공기 혼합 조정, 브레이크 밸런스 변경, 디퍼렌셜, 동력 장치, 엔진 제동 및 라디오 호출에 사용할 수 있습니다. 엔진 rpm, 랩타임, 타이어 온도, 브레이크 온도, 속도, 기어 등의 데이터가 LCD 화면에 표시됩니다. 휠 허브에는 기어 변속 패들과 일련의 LED 변속등도 통합됩니다. 이 바퀴는 비용만 약 50,000달러가 들 [33]수 있으며 탄소 섬유 구조로 무게는 1.3kg입니다. 2014년 시즌, 메르세데스와 같은 특정 팀은 연료 흐름 및 토크 전달과 같은 추가 정보를 볼 수 있는 더 큰 LCD를 휠에 사용하기로 결정했습니다. 또한 훨씬 다른 소프트웨어를 사용할 수 있기 때문에 사용자 지정이 더 가능합니다.

연료

Formula One 자동차에는 케블라와 같은 섬유로 강화된 충돌 방지 연료 블래더가 필수입니다.

F1 자동차에 사용되는 연료는 훨씬 더 엄격하게 제어된 혼합물이지만 일반(프리미엄) 가솔린과 상당히 유사합니다. 포뮬러 원 연료는 옥탄 임계값이 95~102인 높은 옥탄 프리미엄 도로 연료에 속합니다. 1992년 시즌부터 모든 Formula One 자동차는 무연 경주용 가솔린 연료를 의무적으로 사용해야 합니다.

F1 블렌드는 주어진 날씨 조건 또는 다양한 회로에서 최대 성능을 발휘하도록 조정됩니다. 경기 중 팀들이 특정 양의 연료로 제한된 기간 동안, 연료의 에너지 함량은 질량 밀도에 따라 달라지기 때문에 실제로 물보다 밀도가 높은 이국적인 고밀도 연료 혼합물이 사용되었습니다.

FIA는 팀과 연료 공급업체가 연료 규정을 위반하지 않도록 하기 위해 엘프(Elf), 쉘(Shell), 모빌(Mobil), 페트로나스(Petronas) 및 다른 연료 팀이 경주에 제공하는 연료 샘플을 제출하도록 요구합니다. FIA 검사관은 언제든지 연료 주입 장치에 샘플을 요청하여 경주 중에 차에 있는 것의 "지문"과 제출된 것을 비교할 수 있습니다. 팀들은 보통 이 규칙을 따르지만, 1997년, FIA가 그의 연료가 정확한 공식이 아니라고 결정한 후, 1976년 뿐만 아니라 벨기에의 Spa-Francorchamp에서 3위를 차지하지 못했습니다. 혼합물의 옥탄수가 너무 많은 것으로 밝혀진 후, 맥라렌과 펜스케 자동차 모두 이탈리아 그랑프리의 후방으로 강제 이동되었습니다.

타이어

주요 기사: 포뮬러 원 타이어
브리지스톤 포텐자 F1 프론트 타이어

2009 시즌에는 1998년부터 2008년까지 사용되었던 홈 타이어를 대체하는 슬릭 타이어가 다시 도입되었습니다.

타이어의 폭은 리어 405mm(15.9인치)를 초과할 수 없으며, 프론트 타이어 폭은 2017 시즌의 경우 245mm에서 305mm로 확대되었습니다. 연료와 달리 타이어는 일반적인 도로용 타이어와 표면적으로만 유사합니다. 로드 카 타이어의 유효 수명이 80,000km(50,000mi)에 이르는 반면, Formula One 타이어는 전체 경주 거리(300km(190mi)를 유지하지도 못합니다. 트랙에 따라 일반적으로 경주당 1~2회 변경됩니다. 이는 도로 유지 능력을 극대화하기 위한 노력의 결과이며, 매우 부드러운 화합물을 사용하게 됩니다(타이어 표면이 도로 표면에 최대한 밀착되도록 합니다).

2007년 시즌이 시작된 이후로 F1은 유일한 타이어 공급업체를 보유하고 있습니다. 2007년부터 2010년까지 브리지스톤이었지만 2011년 브리지스톤이 떠난 후 피렐리가 스포츠에 다시 등장했습니다. F1 타이어는 7가지 화합물이 존재하며, 5가지 화합물은 건식 기상 화합물(C1 ~ C5로 표시됨)이고, 2가지 화합물은 습식 화합물(상류수가 없는 습한 표면의 경우에는 중간, 상류수가 있는 표면의 경우에는 완전히 젖은 상태임)입니다. 건조한 날씨 화합물(일반적으로 더 단단하고 부드러운 화합물) 중 세 가지는 각 경주에 제공되며, 두 가지 모두 습한 날씨 화합물입니다. 더 단단한 타이어는 내구성이 뛰어나지만 접지력이 떨어지며, 더 부드러운 타이어는 그 반대입니다. 2009년, 슬릭 타이어는 2009 시즌 규칙 개정의 일환으로 반환되었습니다. 슬릭은 홈이 없고 트랙과 최대 18% 더 접촉합니다. 브리지스톤 연식에서는 부드러운 컴파운드의 측벽에 녹색 띠를 칠하여 관중이 운전자가 어느 타이어에 있는지 구별할 수 있도록 했습니다. 2019년부터 피렐리는 5개의 타이어 각각에 대해 별도의 이름과 색상을 지정하지 않고 각 그랑프리에서 타이어가 각각 흰색, 노란색 및 빨간색 측벽과 함께 하드, 중형 및 소프트로 독립적으로 표시되도록 타이어 명명 시스템을 폐기했습니다. 캐주얼 팬들이 타이어 시스템을 더 잘 이해할 수 있도록 변경 사항이 구현되었습니다. 일반적으로 트랙에 가져온 세 가지 건조 화합물은 연속 사양입니다.

브레이크

Mercedes MGP W02의 브레이크 디스크.

디스크 브레이크는 각 휠의 로터와 캘리퍼로 구성됩니다. 탄소 복합 로터(Brabham 팀이 1976년에 도입)는 마찰, 열 및 뒤틀림 방지 특성이 우수할 뿐만 아니라 중량을 크게 절약할 수 있기 때문에 강철 또는 주철 대신 사용됩니다. 이 브레이크는 섭씨 1,000도(1800°F)에 달하는 극한의 온도에서도 작동하도록 설계 및 제작되었습니다. 운전자는 트랙 조건이나 연료 부하의 변화를 보상하기 위해 브레이크 힘 분배를 전후로 제어할 수 있습니다. 규정에 따르면 이 컨트롤은 전자식이 아닌 기계식이어야 하므로 일반적으로 스티어링 휠의 컨트롤이 아닌 조종석 내부의 레버에 의해 작동됩니다.

2009년식 BMW M3가 31미터(102피트)를 필요로 하는 것에 비해, 평균 F1 자동차는 약 15미터(48피트) 안에 100에서 0km/h(62에서 0mph)까지 감속할 수 있습니다. 공기역학적 다운포스는 고속에서 제동할 때 엄청난 감속을 가능하게 합니다. 서킷 길레스 빌뇌브(캐나다 GP)와 오토드로모 나치오날레 몬자(이탈리아 GP)와 같은 고속 서킷에서는 4.5~5.0g(442~49m/s), 최대 5.5g(54m/s2)의 속도를 낼 수 있습니다. 이는 스포츠카의 경우 1.0g~1.5g(10~15m/s2)과 대조됩니다(부가티 베이론은 1.3g에서 브레이크를 밟을 수 있다고 주장됨). F1 자동차는 시속 200km(124mph)에서 단 2.9초 만에 완전 정지까지 65m(213ft)만 사용하여 브레이크를 밟을 수 있습니다.[34]

현재 브렘보는 자매 브랜드인 AP 레이싱과 히트코와 함께 포뮬러 원 브레이크 제조업체입니다.

성능

모든 F1 차량은 0~160km/h(0~99mph)에서 5초 이내에 0으로 돌아갈 수 있습니다.

영국 실버스톤 서킷에서 열린 시연에서 데이비드 콜하드(David Coulthard)가 운전하는 F1 맥라렌-메르세데스(Mercedes-Mercedes) 승용차는 벤츠 노면전차 한 쌍을 70초 앞섰고, 겨우 5.2km(3.2m) 거리에 서 있는 상태에서 출발해 결승선까지 차들을 제칠 수 있었습니다.[35]

F1 자동차는 직선으로 빠르게 달릴 뿐만 아니라 코너링 능력도 뛰어납니다. 그랑프리 자동차는 접지력과 다운포스 수준 때문에 다른 경주용 자동차보다 훨씬 빠른 속도로 코너를 협상할 수 있습니다. 코너링 속도가 너무 빨라 포뮬러 원 운전자들은 목 근육만을 위한 근력 운동 루틴을 가지고 있습니다. 전 F1 드라이버 후안 파블로 몬토야(Juan Pablo Montoya)는 목으로 23kg(50lb)을 300회 반복할 수 있다고 주장했습니다.

F1 자동차의 고성능 수치는 경량(2013년 경주 트림 642kg), 동력(670–750kW(900–1,000bhp), 3.0L V10, 582kW(780bhp), 2007년 규정 2.4L V8, 710kW(950bhp), 2016년 1.6L V6 터보,[36] 초고성능 타이어의 조합에 기인합니다. F1 디자이너의 주요 고려 사항은 단순히 최고 속도가 아닌 가속입니다. 자동차의 성능을 평가하기 위해 다음과 같은 세 가지 유형의 가속을 고려할 수 있습니다.

  • 종방향 가속도(속도 상향)
  • 종방향 감속(제동)
  • 횡가속도(회전)

세 번의 가속은 모두 극대화되어야 합니다. 이 세 가지 가속도를 얻는 방법과 그 값은 다음과 같습니다.

가속도

2016년형 F1 자동차의 중량 대비 동력비는 1,400 hp/t(1.05 kW/kg, 1,270 hp/US 톤, 0.635 hp/lb)입니다. 이론적으로 이를 통해 자동차가 1초 이내에 100km/h(62mph)에 도달할 수 있습니다. 그러나 트랙션 손실로 인해 저속에서는 동력을 운동으로 변환할 수 없으며 일반적인 수치는 100km/h(62mph)에 도달하는 데 2.5초가 걸립니다. 약 130km/h(80mph) 후에는 차량이 더 빠르게 이동하는 것과 다운포스가 결합된 효과로 인해 트랙션 손실이 최소화되므로 매우 빠른 속도로 차량을 계속 가속합니다. 수치는 (2016년형 메르세데스 W07의 경우):[37][38]

  • 0~100km/h(62mph): 2.4초
  • 0~200km/h(124mph): 4.2초
  • 0~300km/h(186 mph): 8.4초

가속도 수치는 보통 최대 200km/h(124mph)까지 1.45g(14.2m/s2)이며, 이는 운전자가 가속도가 지구 중력의 1.45배인 힘으로 좌석에 의해 밀려나는 것을 의미합니다.

KERS(Kinetic Energy Recovery Systems)로 알려진 부스트 시스템도 있습니다. 이 장치는 자동차의 제동 과정에서 생성된 운동 에너지를 복구합니다. 그 에너지를 저장하고 가속을 높이기 위해 호출할 수 있는 전력으로 변환합니다. KERS는 일반적으로 80마력(60kW)을 추가하고 무게는 35kg(77lb)입니다. 시스템은 주로 전기 및 기계 플라이휠의 두 가지 유형이 있습니다. 전기 시스템은 자동차 변속기에 내장된 모터 제너레이터를 사용하여 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 일단 에너지를 활용하면 배터리에 저장되어 마음대로 방출됩니다. 기계 시스템은 제동 에너지를 포착하고 이를 사용하여 최대 80,000rpm으로 회전할 수 있는 작은 플라이휠을 회전시킵니다. 추가 전력이 필요할 때 플라이휠은 자동차의 뒷바퀴에 연결됩니다. 기계적 에너지는 전기적 KERS와 달리 상태가 변하지 않으므로 더 효율적입니다. 또 다른 옵션인 유압 KERS는 제동 에너지를 사용하여 유압을 축적한 다음 필요할 때 휠로 보냅니다.

감속

Zauber C30의 카본 브레이크

타이어 기술과 자동차의 공기 역학이 결합된 탄소 브레이크는 진정으로 놀라운 제동력을 만들어냅니다. 제동 시 감속력은 일반적으로 4g(39m/s2)이며, 극단적인 속도에서 제동할 때 길레스 빌뇌브 서킷이나 인디애나폴리스 등에서 최대 5~6g까지[39] 증가할 수 있습니다. 2007년, 그랑프리 운전자였던 마틴 브런들은 윌리엄스 도요타 FW29 포뮬러 1 자동차를 시험해 보았고, 심한 제동 하에 폐가 갈비뼈 안쪽에 부딪히는 것 같은 느낌이 들어 무의식적으로 숨을 내쉴 수밖에 없었다고 말했습니다. 여기서 공기역학적 항력은 실제로 도움이 되며, 대부분의 로드 스포츠 자동차에서 브레이크와 동일한 1.0g의 제동력을 제공할 수 있습니다. 즉, 스로틀을 놓을 경우 F1 자동차는 대부분의 스포츠카가 제동 시와 동일한 속도로 드래그 상태에서 속도를 줄이며, 최소 시속 250km(160mph) 이상의 속도로 감속합니다.

포뮬러 원용 브레이크를 제조하는 회사는 세 곳입니다. Hitco(미국에 본사를 둔 SGL Carbon Group의 일부), 이탈리아의 Brembo, 프랑스의 Carbone Industrie입니다. Hitco가 자체 탄소/탄소를 제조하는 동안 Brembo는 Honeywell에서 공급하고 Carbone Industrie는 Messier Bugatti에서 탄소를 구매합니다.

탄소/탄소는 탄소 섬유 강화 탄소의 줄임말입니다. 이는 탄소 섬유가 매트릭스 증착(CVI 또는 CVD) 또는 수지 바인더의 열분해에 의해 섬유에 첨가되는 탄소의 매트릭스를 강화하는 것을 의미합니다.

F1 브레이크의 직경은 278mm(10.9인치)이고 두께는 최대 32mm(1.3인치)입니다. 카본/카본 브레이크 패드는 아케보노, AP 레이싱 또는 브렘보에서 제공하는 6피스톤 대향 캘리퍼에 의해 작동됩니다. 캘리퍼는 티타늄 피스톤이 있는 알루미늄 합금 재질입니다. 규정은 예를 들어 베릴륨과 같이 이국적이고 특정한 강성이 높은 재료를 사용하는 팀을 방지하기 위해 캘리퍼 재료의 모듈러스를 80 GPa로 제한합니다. 티타늄 피스톤은 무게를 절약하고 열전도도가 낮아 브레이크 오일로 들어가는 열 흐름을 줄여줍니다.

횡가속도

포뮬러 1 자동차의 공기역학적 힘은 자동차 무게의 3배를 다운포스로 생산할 수 있습니다. 실제로 130km/h(81mph)의 속도에서 다운포스는 자동차의 무게와 동일한 크기입니다. 저속에서는 2.0g으로 회전할 수 있습니다. 210km/h(130mph)에서 이미 횡방향 힘은 3.0g입니다. 이는 스즈카 회로의 에시스(3회전 및 4회전)에서 알 수 있습니다. 블랑키몽(서킷 드 스파-프랑코샹), 콥스(실버스톤 서킷) 등 초고속 코너는 5.0g 이상, 스즈카의 130-R 코너는 6.0g을 기록했습니다.[40] 이는 1.5g의 엔조 페라리나 1.7g 이상의 Koenigsegg One:1과 같은 고성능 로드카의 최대치와 대조됩니다.[41]

횡가속도를 발생시키는 힘은 대부분 마찰력이고 마찰력은 가해지는 정상적인 힘에 비례하기 때문에, 큰 하향력은 F1 자동차가 매우 빠른 속도로 코너링할 수 있게 합니다. 극단적인 코너링 속도를 보여주는 예로 스파-프랑코샹의 블랜치몽 및 오루즈 코너는 300km/h(190mph) 이상으로 평평하게 펴지는 반면, 레이스 사양의 투어링카는 150~160km/h(속도의 제곱에 따라 횡력이 증가합니다)만 가능합니다. 더 새롭고 더 극단적인 예는 이스탄불 파크 서킷의 8번 턴으로, 190°의 비교적 타이트한 4-아펙스 코너입니다. 이 코너에서는 자동차가 265~285km/h(2006년에는 165~177mph)의 속도를 유지하고 7초 동안 4.5g~5.5g의 속도를 유지하며, 이는 식 1에서 가장 긴 하드 코너링입니다.

최고 속도

2005년 BAR-Honda는 Bonneville Speedway에서 413km/h(257mph)의 비공식 속도 기록을 세웠습니다.

실제로 최고 속도는 트랙에서 가장 긴 직선으로 제한되며, 가장 빠른 랩 타임을 달성하기 위해 높은 직선 속도(낮은 공기역학적 항력)와 높은 코너링 속도(높은 하향력) 사이에서 차량의 공기역학적 구성을 균형 있게 조정해야 합니다.[42] 2006년 시즌 동안 포뮬러 1 자동차의 최고 속도는 호주 앨버트 파크와 말레이시아 세팡과 같은 하이다운포스 트랙에서 300km/h(185mph)를 약간 넘었습니다. 이러한 속도는 최근의 성능 제한으로 인해 2005년 속도에서 약 10km/h(6mph), 2004년 속도에서 약 15km/h(9mph) 감소했습니다(아래 참조). 낮은 힘의 서킷에서는 325km/h(203mph), 인디애나폴리스(미국) 335km/h(210mph), 몬자(이탈리아) 360km/h(225mph)에서 더 높은 최고 속도가 기록되었습니다. 맥라렌-메르세데스 F1 팀의 후안 파블로 몬토야(Juan Pablo Montoya)는 2005년 이탈리아 그랑프리를 한 달 앞두고 테스트한 결과 최고 속도인 372.6km/h(231.5mph)를 기록했으며,[43] 이는 경주 주말 동안 공식적으로 승인된 세션에서 설정되지 않았음에도 불구하고 FIA가 F1 자동차가 달성한 최고 속도로 공식적으로 인정한 것입니다. 맥라렌 메르세데스의 키미 라이코넨은 2005년 이탈리아 GP에서 시속 370.1km(229.9mph)를 기록했습니다. 이 기록은 2016년 멕시코 그랑프리에서 윌리엄스 드라이버 발테리 보타스에 의해 깨졌는데, 그의 경주 조건에서 최고 속도는 시속 372.54km(231.48mph)였습니다.[44][45] 그러나 이 정보가 FIA의 공식 모니터에 표시되었음에도 불구하고 FIA는 아직 공식 기록으로 받아들이지 않고 있습니다. 보타스는 이전에 2016년 유럽 그랑프리 예선에서 슬립스트림 드래프트를 통해 378.035km/h(234.9mph)의 속도를 기록하며 훨씬 더 높은 기록을 세웠습니다. 현재 이 정보의 유일한 출처는 윌리엄스 팀의 트위터 게시물인 반면,[46] FIA의 공식 스피드 트랩 데이터는 보타스의 속도를 366.1km/h로 측정했기 때문에 이 최고 속도는 아직 공식적인 방법으로 확인되지 않았습니다.[47] 현재 몬토야의 372.6km/h(231.5mph) 속도는 비록 제재를 받은 세션에서 기록되지는 않았지만 여전히 공식 기록으로 간주되고 있습니다.

BAR 혼다 팀은 트랙에서 떨어진 곳에서 개조된 BAR 007 차량을 사용하여 2005년 11월 6일 본빌 400 기록 시도에 앞서 흔들린 상태에서 편도 직선 주행에서 비공식 속도 기록인 413km/h(257mph)를 세웠습니다. 이 차는 지면에서 이탈하는 것을 방지할 수 있을 정도의 다운포스만으로 최고 속도를 낼 수 있도록 최적화되었습니다. 2005년 말 BAR를 인수한 후 혼다로 오소리를 낸 이 차는 2006년 7월 21일 본빌 스피드웨이에서 편도 400km/h(249mph)의 FIA 승인 기록을 세웠습니다.[48] 이 경우 자동차는 안정성 제어를 위해 이동식 공기역학 방향타를 사용했기 때문에 FIA Formula One 규정을 완전히 충족하지 못했으며, 공기역학 성능에 영향을 미치는 자동차의 특정 부분은 엄격하게 보호되어야 한다는 2006년 Formula One 기술 규정 제3.15조를 위반했습니다.[49]

최근 FIA 수행 제한 사항

지금까지 만들어진 경주용 자동차 중 가장 기술적으로 진보된 자동차 중 하나로 여겨지는 윌리엄스 FW14-르노와 그 뒤를 잇는 윌리엄스 FW15C(사진)는 1990년대 초반에 27개의 그랑프리와 36개의 폴 포지션을 차지했으며, 1994년 FIA에 의해 액티브 서스펜션과 그에 수반되는 전자 장치가 불법화되기 전까지.
참고 항목: 포뮬러 원 규정과 포뮬러 원 규정의 역사

FIA는 속도를 줄이고 운전자의 안전을 높이기 위해 1980년대부터 F1 건설사에 대한 새로운 규칙을 지속적으로 도입했습니다.

더 넓은 1979 맥라렌 M28
훨씬 더 좁아진 2011 레드불 RB7

이러한 규칙에는 1983년에 "윙 카"(그라운드 이펙트), 1989년에 터보차저(2014년에 재도입), 1994년에 액티브 서스펜션 및 ABS(액티브 서스펜션), 1998년에 슬릭 타이어(2009년에 재도입), 프론트 및 리어 윙의 소형화, 엔진 용량의 3.5에서 3으로 감소 등이 포함됩니다.1995년에는 0리터, 1998년에는 2미터가 넘는 차폭을 약 1.8미터로 줄였습니다. 2006년에는 엔진 용량을 3.0리터에서 2.4리터로 다시 줄였습니다. 1994년에는 발사 제어 및 트랙션 제어를, 2001년에는 전자 운전 보조 장치가 다시 도입된 후에는 엔진 제동과 함께 2004년과 2008년에는 다시 엔진 제동을 수행했습니다. 그러나 이러한 변화에도 불구하고 건설업체는 전력 및 공기역학적 효율을 높임으로써 성능 향상을 계속 추출했습니다. 그 결과, 2004년에는 비슷한 기상 조건의 많은 서킷에서 폴 포지션 속도가 전년도에 비해 1.5초에서 3초 사이로 떨어졌습니다. 2005년에 도입된 공기역학적 제한은 약 30%의 다운포스를 줄이기 위한 것이었지만, 대부분의 팀들은 이것을 단지 5~10%의 다운포스 손실로 성공적으로 줄일 수 있었습니다. 2006년에는 10년 동안 사용된 3.0L V10에서 2.4L V8로 전환하여 엔진 출력이 710~560kW(950~750bhp)로 감소했습니다. 이러한 새로운 엔진 중 일부는 2006년 동안 20,000 rpm을 달성할 수 있었지만, 2007 시즌 엔진 개발은 동결되었고 FIA는 증가하는 엔진 속도에서 신뢰성과 제어력을 높이기 위해 모든 엔진을 19,000 rpm으로 제한했습니다.

2008년, FIA는 2번의 경주 주말 엔진 규칙에 더하여 기어박스가 4번의 그랑프리 주말 동안 지속될 것이라고 언급함으로써 비용 절감 조치를 더욱 강화했습니다. 또한 모든 팀은 마이크로소프트와 연계하여 만든 MES(McLaren Electronic Systems)에서 제공하는 표준 ECU를 사용해야 했습니다. 이러한 ECU는 트랙션 제어, 런치 제어, 엔진 제동 등의 전자 운전자 보조 장치 사용에 제한을 두었으며 수정을 방지하기 위해 태그가 지정되어 있습니다. 주로 자동차를 제어하는 이른바 '전자 장치'와 달리, 비용을 절감하고 운전자의 기술에 다시 초점을 맞추는 데 중점을 둡니다.

2009 시즌에는 기계적 그립에 대한 의존도를 높이고 추월 기회를 창출하기 위해 변경되었습니다. 이로 인해 슬릭 타이어, 표준화된 중앙 섹션이 있는 더 넓고 더 낮은 프론트 윙, 더 좁고 더 높은 리어 윙, 그리고 디퓨저가 뒤로 이동하면서 키가 커지지만 다운포스를 생성하는 데 효율성이 떨어집니다. 윙렛, 바지선 및 이전에 자동차 위와 아래의 공기 흐름을 더 잘 안내하기 위해 사용되었던 기타 공기 장치와 같은 복잡한 부속 장치의 금지로 전체 공기 역학 그립이 극적으로 감소되었습니다. 최고 엔진 속도를 18,000rpm으로 낮춰 신뢰성을 더욱 높이고 엔진 수명 요구에 부합했습니다.

2010년형 자우버 C29

로비 단체 등의 환경적 압력이 증가함에 따라 많은 사람들이 미래 기술 발전(특히 효율적인 자동차와 관련된)을 위한 혁신적인 힘으로서 화학식 1의 관련성에 의문을 제기했습니다. FIA는 어떻게 하면 이 스포츠가 더 환경 친화적인 길로 나아가도록 설득할 수 있는지 고려해 볼 것을 요청 받았습니다. 따라서 2009 시즌에 대해 설명된 위의 변경 사항 외에도 팀들은 2009 시즌에 맞춰 자동차에 장착할 특정 유형의 회생 제동 시스템을 포함하는 KERS 장치를 구성하도록 초대되었습니다. 이 시스템은 제동 시 폐열로 변환되는 운동 에너지의 양을 줄이는 것을 목표로 하며, 대신 유용한 형태(예: 전기 에너지 또는 플라이휠의 에너지)로 변환하여 나중에 엔진을 통해 피드백되어 동력 부스트를 생성합니다. 하지만 자동으로 에너지를 저장하고 방출하는 로드카 시스템과 달리 운전자가 버튼을 눌러야 에너지가 방출되고 최대 6.5초 동안 유용하게 사용돼 60kW(80hp), 400kJ가 추가로 제공됩니다. 인디카와 A1GP 시리즈의 '푸시 투 패스' 버튼을 효과적으로 모방했습니다. KERS는 2010년 선수권 대회에서는 볼 수 없었습니다 – 기술적으로 금지되지는 않았지만 FOTA는 이를 사용하지 않기로 집단적으로 동의했습니다. 하지만 HRT, 버진, 로터스를 제외한 모든 팀이 이 장치를 사용하면서 2011 시즌에 복귀했습니다.

2014 시즌 규정은 엔진에 대한 최대 연료 질량 흐름을 100kg/h로 제한하여 최대 출력을 550kW에서 약 450kW로 줄였습니다. 또한 이 규칙은 가속과 에너지 복구를 위해 전기 모터의 전력 제한을 120kW로 두 배로 늘리고, KERS가 사용할 수 있는 최대 에너지 양을 랩당 4MJ로 늘리고, 충전은 랩당 2MJ로 제한합니다. 터보차저에 추가적인 전기 모터-제너레이터 유닛이 연결될 수 있습니다.

참고 항목

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외부 링크

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