راز پیشتازی مرسدس در فرمول یک

قلب تپنده تیم فرمول یک مرسدس در بریکس ورث در مرکز بریتانیا قرار دارد. فرمول یک همیشه در فناوری های جدید پیشتاز بوده و تکنیک های نوآوری و عملکرد مفید در آن پرورش می یابد. مرسدس توانسته قوای محرکه منطبق با استانداردهای محیط زیست را بسازد و در طی دو سال، فاتح ۳۲ گراندپری و ۴ عنوان قهرمانی جهان باشد. انتقادی که از موتورهای هیبریدی فرمول یک پیش از سال ۲۰۱۴ میلادی می شد پیچیدگی بیش از حد موتور ۶/ ۱ لیتری توربوشارژ بود که عملا باعث می شد در محیط های مسابقه‌ای برای قرار گرفتن در رده های بالای جدول در حضور موتورهای مجهز به سیستم های بازیابی انرژی، بسیار کند عمل کند.

اندی کول، مدیر اجرایی تیم فرمول یک مرسدس AMG توضیح می دهد: در موتورهای هوازی معمولی، هوا محدود است، در صورتی که در موتورتوربو، این محدودیت در مقدار سوخت وجود دارد، محدود کردن جریان سوخت یک چالش کاملا منطقی برای افزایش بازده است که با آن می‌توان بیشترین قدرت را از محدودیت جریان سوخت به دست آورد. در اصطلاح، بازیابی انرژی، آزادی داشته و فرصت زیادی برای برتری در مسابقه به وجود می آورد. این موتور مسابقه ای شامل توانی در حدود ۷۵۰اسب بخار در ۱۵ هزار دور موتور در دقیقه با وزن حدود ۱۴۵ کیلوگرم در مقایسه با ۹۵ کیلوگرم موتور هیبریدی قبلی است. در زمانی که مرسدس موتور V۸ با حجم ۲.۴ لیتر را برای اولین بار با سیستم KERS- - kenetic energy recover system ( سیستمی که در هنگام شتابگیری در خودروهای فرمول یک به موتور کمک می کند تا در کمترین زمان به بالاترین سرعت برسد) را معرفی کرد، قهرمان گراندپری در سال ۲۰۰۹ شد. سیستم های رایج در آن زمان پیچیده تر از موتورهای هیبریدی - توربوشارژ، سیستم‌های بازیابی انرژی جنبشی و گرمایی بودند و در مقابل باتری‌ها نیز فرمولی قدیمی و ساختار ساده تری داشتند.

پایه ساختار پیشرانه مرسدس بر اساس KERS است ولی این شرکت پتانسیل زیادی برای رشد خود قائل است. اندی کول ادامه می دهد: شرکت مرسدس توجه خود را روی کسب نتیجه، گسترش جذب انرژی و سیستم های بازیابی انرژی جنبشی معطوف کرد، اما در این نگرش جدید، بازیابی انرژی جنبشی فقط یک وجه از موتورهای هیبریدی است. شرکت مرسدس نوآوری های خود را با توربوشارژ الکتریکی و بازیابی انرژی حرارتی گسترش داد. این چالش‌ها دارای پیچیدگی های خاصی بود اما تعداد زیاد پیشنهادهای کارکنان برای خلق یک نوآوری واقعی در فناوری، باعث غلبه بر این چالش‌ها شد.

اندی کول قاطعانه از ایده کاهش وزن موتورهای احتراق داخلی پشتیبانی می کند. این مقررات و اصول بین سازمان دهندگان فرمول یک و سازندگان موتور بحث شده و مورد تایید قرار گرفت. این مقررات به خودروسازان مسابقه ای کمک کرد تا تمرکز خود را روی افزایش بازده همراه با کنترل انتشار آلایندگی قرار دهند. حالا شرکت مرسدس همین اصل را برای چالش های مختلف به کار می بندد. هر دو این نظریه‌ها برای افزایش بازده موتور بوده و تحقیقاتی که شرکت مرسدس روی خودروهای مسابقه‌ای انجام داده روی خودروهای معمولی نیز قابل به روز رسانی است.

قوانین موجود، قطعا نقش موتورهای احتراق داخلی در فرمول یک را به حاشیه نمی‌راند، چرا‌که قرار نیست فرمول یک به فرمول الکتریک تبدیل شود. اتفاقا در اینجا جشنواره ای از فرصت‌ها وجود دارد. شرکت مرسدس ۳۲ جایزه در بخش طراحی موتور دارد و هیچ گونه محدودیت مکانی برای اجرای فعالیت های تحقیقاتی در آن وجود ندارد. این موتور با هر ارتقای تعریف شده در استراتژی قوای محرکه خود بین یک تا سه جایزه را به ویترین افتخاراتش افزوده، اما پتانسیل و راندمان، باید به‌عنوان بازده کلی مورد ارزیابی قرار گیرد، گرچه این فرآیند ساده نیست، اما یک پیشرفت قابل توجه را در راندمان به دنبال دارد. این فناوری شامل توسعه عناصر موتورهای احتراق داخلی است و این شرکت تمرکز ویژه بر این امر دارد. اندی کول می گوید: موتور به‌عنوان قلب قوای محرکه مکانی است که تبدیل انرژی اولیه در آن رخ می دهد. مقدار آزاد شدن انرژی حاصل از احتراق بیشتر، قدرت بیشتری به میل لنگ می دهد که می تواند انرژی بیشتری تولید کند و به تبع آن انرژی بیشتری از طریق KERS برای بازیابی وجود خواهد داشت. برای تبدیل ۲۴۰ کیلووات انرژی شیمیایی پتانسیلی به میزان پربازده انرژی جنبشی راه دشواری وجود دارد. شرکت مرسدس تقریبا در نیمه راه این سیکل قرار دارد که این دستاوردی باورنکردنی است. میزان این تبدیل در قوای محرکه فرمول یک استفاده شده در سال ۲۰۱۶ داری ۵۰ درصد بازده است.

بسیاری از شرکت‌ها فکر می کنند دیگر راهی برای حرکت بیشتر به جلو وجود ندارد اما شرکت مرسدس بر این نظرات خط بطلان کشید و به پیشرفت های قابل‌توجهی درخصوص سوخت و روغن‌کاری با شرکای خود در پتروناس دست یافته است. شرکت مرسدس از دو نوع سوخت با ترکیب جدید در سال ۲۰۱۵ استفاده کرد. در ادامه این پیشرفت ها، مرسدس به یک ترکیب جدید سوخت نیز با «مونزا» دست یافته است که از میان ۴۲ نمونه آزمایش شده، گزینش شده است. دو نوع روغن با فرمول جدید نیز در طول این فصل مورد استفاده قرار گرفته و اینها فقط نمونه هایی از کار گسترده‌ای است که در موتورهای احتراقی انجام می‌دهد و پیوسته در حال توسعه و پیشرفت است.

خوشحالی مضاعف مرسدس از آنجا ناشی می شود که در مقام یکه تاز فناوری موتور در فرمول یک قرار دارد. فرمول یک تمام مرزهای مهندسی را به سمت جلو هدایت کرده و برای کسب بیشترین راندمان و به دست آوردن بهترین‌ها در حال تلاش است. قوانین جدید بازیابی انرژی هیبریدی، کاهش اندازه و وزن موتور و تزریق سوخت مستقیم با تمرکز روی ماشین های جاده‌ای، در پیشانی سیاست های این شرکت قرار دارد. تقریبا همه تیم فعلا در مقابل راندمان موتور مرسدس بنز در این فصل زانو زده‌اند و سعی دارند برآن غلبه کنند، اما کول و مردانش امیدوارند که این برتری در سال ۲۰۱۶ ادامه یافته و به قهرمانی ختم شود.

راز پیشتازی مرسدس در فرمول یک