Dalam catatan blog ini, kami akan meneroka cara kereta lumba F1 menggunakan hidrodinamik untuk mencapai 400 kilometer sejam. Ketahui tentang reka bentuk inovatif yang mengawal daya seret dan daya bawah aerodinamik!
Kejohanan Dunia Formula 1 FIA, atau singkatannya F1, ialah pertandingan perlumbaan kereta paling terkenal di dunia hari ini. Kereta yang bersaing di dalamnya mencapai kelajuan yang luar biasa, dengan kelajuan tertinggi sekitar 400 kilometer sejam. Apa yang menjadikan kelajuan luar biasa ini mungkin adalah kuasa teknologi. Salah satu bidang teknologi yang paling penting ialah dinamik bendalir.
Perkataan hidrodinamik ialah gabungan perkataan "cecair" dan "mekanik". Bendalir ialah bahan yang mengalir, seperti cecair atau gas. Kajian tentang daya dipanggil mekanik, jadi hidrodinamik ialah kajian tentang gerakan bendalir, atau apa yang berlaku apabila daya dikenakan pada bendalir. Dinamik bendalir kedengaran rumit, tetapi ia sangat relevan dengan kehidupan kita. Kereta dan kapal terbang bergerak dalam bendalir yang dipanggil udara, dan kita manusia bergerak dan hidup di udara.
Jika kita kembali kepada kereta F1, jika anda melihat kereta yang bersaing dalam F1 dan menunjukkan prestasi yang baik dan membandingkannya dengan kereta biasa, anda akan perasan bahawa badan lebih rata, dan garisan keseluruhan kereta adalah licin, selekoh yang diperkemas. Jika anda melihat bahagian belakang kereta, anda akan melihat bahawa ia mempunyai sesuatu yang serupa dengan sayap kapal terbang. Bentuk ini bukan sahaja untuk rupa; semuanya berdasarkan penyelidikan hidrodinamik.
Mula-mula, mari kita fikirkan tentang reka bentuk badan yang rendah dan diperkemas. Kita perlu mempertimbangkan bagaimana bentuk kereta mempengaruhi nilai pekali seret (Cd), yang merupakan pemalar yang menerangkan berapa banyak rintangan udara yang dihadapi oleh kereta apabila bergerak pada kelajuan yang sama: semakin tinggi nombornya, semakin banyak seretan. Akal sehat menentukan bahawa kereta yang lebih rendah, licin, lebih lancar akan mengalami kurang seretan, dan mudah untuk mengetahui sebabnya apabila anda berfikir tentang berapa banyak kereta menghalang aliran udara.
Pertimbangkan keadaan ini. Jika kelas pelajar cuba bergerak melalui stesen kereta api bawah tanah yang sesak, dan mereka bergerak dalam keadaan tidak teratur, mereka akan terserempak dengan ramai orang lain dan perlahan. Sebaliknya, jika mereka bergerak dalam dua baris, sebelah menyebelah, mereka akan terserempak dengan lebih sedikit orang dan bergerak lebih pantas. Jika anda menganggap kelas pelajar sebagai kereta dan orang di sekeliling mereka sebagai udara, mudah untuk melihat mengapa seretan dipengaruhi oleh bentuk badan kereta. Sekiranya pelajar dapat bergerak lebih laju dengan masa perlanggaran yang kurang dengan orang sekeliling, maka kereta akan dapat bergerak lebih laju ke hadapan dengan kurang udara di belakangnya. Jadi reka bentuk yang rendah dan diperkemas dengan badan yang rendah akan mempunyai daya seret yang kurang daripada bentuk sudut yang tinggi. Malah, pada kelajuan tinggi, seretan adalah sangat ketara, sebab itu bentuk badan kereta menjadi pertimbangan yang sangat penting untuk kereta lumba yang bergerak pada kelajuan tinggi.
Kedua, mari kita lihat bahagian seperti sayap di belakang kereta, yang dipanggil spoiler belakang. Ia benar-benar spoiler di belakang. Walaupun ia sering ditambahkan pada kereta biasa untuk penampilan, ia adalah sebahagian daripada kereta lumba. Seperti yang dinyatakan sebelum ini, kereta lumba mempunyai badan yang rendah dan bahagian hadapan yang runcing. Reka bentuk ini meletakkan banyak tekanan udara pada bahagian hadapan kereta apabila bergerak pada kelajuan tinggi. Dengan cara yang sama seperti sayap kapal terbang dicondongkan pada sudut yang bertentangan dengan sudut di mana ia dicondongkan, badan hadapan yang rendah dan runcing tertakluk kepada daya ke bawah dari udara. Apabila bahagian hadapan kereta ditekan oleh udara, bahagian belakang kereta terangkat dan dalam kes yang teruk boleh menyebabkan kereta terbalik. Pengangkatan ini boleh memusnahkan – bukan sahaja menyebabkan kereta terbalik, malah kehilangan cengkaman pada roda belakang menghalang kereta daripada beraksi pada potensi penuhnya dan menjadikan pemanduan sangat tidak stabil.
Di sinilah spoiler belakang masuk, untuk mengelakkan daya angkat badan. Spoiler belakang mempunyai sudut serangan yang bertentangan dengan sayap kapal terbang: sudut serangan ialah sudut yang dibuat oleh spoiler dengan arah perjalanan. Spoiler belakang mempunyai bahagian hadapan spoiler condong ke bawah berbanding arah perjalanan. Dalam kes kapal terbang, bahagian hadapan spoiler (sayap) diangkat ke atas, membenarkan udara menolak kapal terbang ke atas. Sebaliknya, spoiler belakang direka bentuk dengan sudut serangan bertentangan pesawat, mewujudkan daya ke bawah, yang membolehkan udara menolak spoiler ke bawah. Dengan cara yang sama seperti bahagian hadapan kereta menekan udara, spoiler belakang menekan bahagian belakang kereta untuk meningkatkan kestabilan pemanduan dan meningkatkan prestasi. Ini juga boleh mengelakkan kereta daripada terbalik.
Seperti yang anda lihat, reka bentuk kereta lumba bukan hanya untuk penampilan, ia untuk memaksimumkan prestasi kereta. Apabila teknologi ini semakin maju, prestasi kereta semakin baik setiap tahun. Pada kadar ini, tidak lama lagi kita akan melihat kereta melebihi 500 kilometer sejam dalam perlumbaan F1, dan itu sahaja akan menjadi sangat menyeronokkan bagi kita yang menonton, tetapi anda boleh mendapat lebih banyak manfaat daripada sukan ini jika anda berminat dengan teknologi di sebalik kereta dan reka bentuk yang berprestasi lebih baik.
