Matematikai számítások a Forma1-ben!

Ami még a száguldó cirkuszban is

nélkülözhetetlen

Tankolási idö fontossága

• A Formula 1 háza táján tüsténkedő szakemberek látszólag egyszerű rutinfeladatként végzik a tankolást, valóban azonban hosszú, és kitartó gyakorlás eredménye a futamokon mérhető 7-10 másodperces szintidő. Másodpercenként akár 12 liter benzint is belepumpálnak a versenyautó tartályába, amely mintegy 120-150 liternyi üzemanyag befogadására képes. Csordulásig persze sohasem töltik, miután a többletsúly cipelése értékes másodpercekbe kerül.(Ezzel azt számolják hogy mennyi időt vesz igénybe a tankolás és törekednek a minél kevesebb másodperc elvesztésére. Az idő a Forma1-ben az egyik legfontosabb eszköz.)

Az üzemanyag elöállítási Az üzemanyag elöállítási feltételeifeltételei• Egyesek szupertitkos receptúrát, mások

minimum 100 oktános kompressziótűrést, no meg űrkutatásból származó technológiát sejtenek a Formula 1-es motorokban mozgási energiává alakuló benzin hátterében, pedig alig különbözik a kereskedelmi forgalomban kapható, 98 oktános, ólmozatlan üzemanyagtól. Az adalékolás terén mutatkozik némi eltérés, ami teljesen normális dolog. Az FIA előírásai ezen a területen is pontosan meghatározzák azokat a normákat, melyeknek a csapatokkal szoros együttműködésben tevékenykedő olajtársaságoknak, illetve az általuk előállított motorbenzineknek is meg kell felelniük. Az üzemanyagot szállító cégek mintát adnak az FIA-nak a versenybenzinből, amit aztán egy speciális laboratóriumban bevizsgálnak. Minden csapat tíz litert bocsájt a vegyészek rendelkezésére, miközben az FIA technikai delegáltja még szúrópróbaszerű ellenőrzéseket is tartanak a versenyhétvégéken. Mindez azért szükséges, mert a jelenleg érvényben levő szabályzás szigorú technológiai transzfert ír elő, ami azt jelenti, hogy az F1-es "torpedókban" használatos üzemanyagnak az utcai autókhoz is meg kell felelnie, így az olajtársaságok nem kísérletezhetnek speciális hatóanyagokkal, melyek révén esetleg tisztességtelen előnyökhöz juttathatnánk az általuk támogatott istállót.

Az üzemanyag Az üzemanyag kiszállításakiszállítása

• A Williams üzemanyag szállítója a Petrobras, egy-egy futam alkalmával 2200 liter benzint biztosít a csapat számára, amire szükség is van, hiszen egy Formula 1-es versenyautó átlagosan 70 liter üzemanyagot éget el 100 kilométerenként. Persze a tényleges fogyasztás a csapatok legféltettebb titkai közé tartozik, hiszen ha az adott mennyiségű hajtóanyag egy-két körrel tovább tart, mint a konkurens istálló kocsijában, az akár a futam végkimenetelét is eldöntheti. Felettébb érdekes eredményre juthatunk, amennyiben egy normál, 75 lóerős utcai autóval vetjük össze a királykategóriás versenymotor hatásfokát. A 900 lóerő körüli motor 100 kilométerenként 70 litert fogyaszt, miközben egy 1,4 literes, 75 lóerős motorral szerelt VW Golfnak 7 liter benzinre van szüksége az említett táv megtételéhez. Ha így nézzük a dolgot, a hétköznapi autó toronymagasan viszi a pálmát.

Minden csepp kincs!Minden csepp kincs!• A versenyautó esetében 0,078 literre

adódik ez az érték, míg a Golf-nál 0,093 liter üzemanyag esik egyetlen lóerőre. Jól példázza, hogy mekkora energia lakozik ebben a kőolajszármazékban, hogy egyetlen kilogramm elégetésekor - a széndioxidon, és vízen kívűl - nagyjából 40 000 KJ hőenergia is felszabadul. Ehhez annyit érdemes hozzátenni, hogy egy közepesen leterhelt fizikai munkás energiaszükséglete 9500 KJ. Ezek után nem kérdés, hogy melyik erőforrás hasznosítja jobb hatásfokkal a benzint, amelynek fogyására nem csupán a minőség (összetétele), hanem az adott pilóta vezetési stílusa is hatással van..

• Példának okáért egy középkategóriás személyautó második fokozatban, 45 km/h-val haladva 11,5 liter benzint fogyaszt 100 kilóméterenként, ha azonban az említett sebességgel 5. fokozatban haladunk, máris 4,3 literre csökken a motor étvágya. Ha pedig valaki azt állítja, hogy a Forma 1-ben nem szempont a takarékos vezetés, akkor téved, hiszen versenyről versenyre találkozhatunk olyan pilótákkal, akik azért kénytelenek feladni a versenyt, mert üres tankkal még egy csúcstechnikát képviselő, F1-es versenyautó sem boldogul. Következésképp a száguldó cirkuszban is igaz, miszerint az üzemanyag minden cseppje kincs!

Az Az üzemanyagtartályoküzemanyagtartályok

(A kezdetlegesek)(A kezdetlegesek)• A benzintank Formula 1-es autóba elhelyezésének

"művészetéről" sokan azt tartják, hogy leginkább ahhoz hasonlatos, amikor valakinek össze kell hajtogatnia egy fotelt akkorára, hogy beleférjen egy postaládába. A kevlár/poliuretán műremekről, melyből évente átlagosan 10 db-ot fogyasztanak a csapatok, manapság ennél többet is lehet tudni.

A modern tartályokA modern tartályok• A modern idők benzintartálya jellemzően nagy, és terjedelmes, A modern idők benzintartálya jellemzően nagy, és terjedelmes,

egyszóval nem egy szépség. Alakja minden sarkon lemetszett, egyszóval nem egy szépség. Alakja minden sarkon lemetszett, felülete pedig hepehupás a tank sok alkotóelemét összetartó bordák felülete pedig hepehupás a tank sok alkotóelemét összetartó bordák miatt. Megfelel viszont a tőle megkövetelt feladatnak, ami nem csak miatt. Megfelel viszont a tőle megkövetelt feladatnak, ami nem csak abból áll, hogy tárolnia kell 30 gallon (136 liter) üzemanyagot, hanem abból áll, hogy tárolnia kell 30 gallon (136 liter) üzemanyagot, hanem el is kell juttatnia azt a lehető leghatásosabb módon a motorhoz.el is kell juttatnia azt a lehető leghatásosabb módon a motorhoz.Mark Ingham elmagyarázta, hogy miért pont ilyen a tartály alakja: " A Mark Ingham elmagyarázta, hogy miért pont ilyen a tartály alakja: " A régi idők fémből készült benzintankja hasonló volt egy masszív régi idők fémből készült benzintankja hasonló volt egy masszív bőröndhoz, amit úgy terveztek meg, hogy illeszkedjen egy bőröndhoz, amit úgy terveztek meg, hogy illeszkedjen egy meghatározott üregbe. A tér az autó valamelyik részén, általában a meghatározott üregbe. A tér az autó valamelyik részén, általában a sofőr környékén volt megtalálható. Manapság biztonsági okokból sofőr környékén volt megtalálható. Manapság biztonsági okokból kifolyólag a tankot befogadó rés szerves részévé vált az önhordó kifolyólag a tankot befogadó rés szerves részévé vált az önhordó karosszéria túlélőcellájának, amit az is garantál, hogy a szabályzat karosszéria túlélőcellájának, amit az is garantál, hogy a szabályzat tiltja az üzemanyag tárolását a versenyző háta előtt.tiltja az üzemanyag tárolását a versenyző háta előtt.A tartály saját alapja felé szélesedik, a bonyolult alkzat a versenyző A tartály saját alapja felé szélesedik, a bonyolult alkzat a versenyző háta mögötti üregben elhelyezve egészen a versenyző nyakáig háta mögötti üregben elhelyezve egészen a versenyző nyakáig terjed. A tank első részét két szegeccsel az ülés hátuljára erősítik, terjed. A tank első részét két szegeccsel az ülés hátuljára erősítik, megakadályozva ezzel a tank behorpadását az üzemanyag megakadályozva ezzel a tank behorpadását az üzemanyag kiürülése esetén. kiürülése esetén.

A tartály felépítéseA tartály felépítése• A tartály tetején mindkét oldalon benzintöltő nyílás található. A pilóta jobb válla felett

található nyílás a verseny közbeni utántöltésre, a bal oldali versenyen kívűl üzemanyagtöltő berendezésből való tankolásra szolgál. Néhány esetben ezeket az irányokat felcserélik: a brazil, és a kanadai nagydíjon ugyanis a csapatok garázsai az autók bal oldalán helyezkednek el.A benzintartály hátsó felén két nyílás található. Az alsó nyílásban a mechanikus üzemanyag szivattyú dolgozik, melynek feladata hogy felszívja az üzemanyagot a gyűjtőcsövön keresztül, és megfelelő nyomással továbbítsa azt a motorhoz. A felül elhelyezkedő nyílás a benzinbefecskendezőkhöz vezető csövet foglalja magában. Ennek a csőnek egy önelzáró, törékeny csapja van, mely baleset esetén megszünteti a benzinellátást, megakadályozva ezzel az üzemanyag kiömlését. " A tank alakja akkor lenne ideális, ha lapos és terebélyes lenne, ez segítene alacsonyan tartani az autó súlypontját. A benzin összegyűjtése szempontjából viszont előnyösebb a magas és keskeny forma. A tartály tervezése, tehát mindig kompromisszumot követel."

A motorokA motorok• Egy modern Formula 1-es motor felső teljesítményhatára valahol Egy modern Formula 1-es motor felső teljesítményhatára valahol

800-900 lóerő között mozog, a főtengely percenkénti fordulatszáma 800-900 lóerő között mozog, a főtengely percenkénti fordulatszáma pedig meghaladhatja a 18 000-et. Másképpen fogalmazva a pedig meghaladhatja a 18 000-et. Másképpen fogalmazva a főtengely 300-at fordul percenként. Ez a brutális teljesítmény már a főtengely 300-at fordul percenként. Ez a brutális teljesítmény már a régi turbo motorok teljesítményét idézi, felső fordulatszámuk pedig régi turbo motorok teljesítményét idézi, felső fordulatszámuk pedig jóval fölöttük van. Mindez az egyre nagyobb összegeket felemésztő jóval fölöttük van. Mindez az egyre nagyobb összegeket felemésztő kutatólaboratóriumok, és a szakterületükön elmélyülő kutatók kutatólaboratóriumok, és a szakterületükön elmélyülő kutatók erőfeszítései mellett annak is köszönhető, hogy a fejlesztés során a erőfeszítései mellett annak is köszönhető, hogy a fejlesztés során a gyártók külön részlegeket foglalkoztatnak a minél nagyobb gyártók külön részlegeket foglalkoztatnak a minél nagyobb szilárdságú, és minél könnyebb anyagok, ötvözetek kifejlesztésére.szilárdságú, és minél könnyebb anyagok, ötvözetek kifejlesztésére.

A motor felépítéseA motor felépítése• A Formula 1-es motorokhoz szükséges anyagok túlnyomórészt fémek-A Formula 1-es motorokhoz szükséges anyagok túlnyomórészt fémek-

kiválasztásakor a mérnökök három fő szempontot vesznek figyelembe: kiválasztásakor a mérnökök három fő szempontot vesznek figyelembe: az alacsony tömeget, az anyag szerkezeti szilárdságát, és az elvégzendő az alacsony tömeget, az anyag szerkezeti szilárdságát, és az elvégzendő feladatra való fizikai alkalmasságát (kis hőtágulás, jó hővezetés, feladatra való fizikai alkalmasságát (kis hőtágulás, jó hővezetés, merevség stb.). A legkedveltebb alkotóelemek az alumínium, merevség stb.). A legkedveltebb alkotóelemek az alumínium, magnézium, a titán, és a különféle acélötvözetek. Korábban nagy magnézium, a titán, és a különféle acélötvözetek. Korábban nagy előszeretettel használták a beríliumot is ( főként az Ilmor műhely által előszeretettel használták a beríliumot is ( főként az Ilmor műhely által készített Mercedes motorokban), ám a motor működése közben, magas készített Mercedes motorokban), ám a motor működése közben, magas hőfokon keletkező mérgező gázok miatt 2001-től betiltották ennek az hőfokon keletkező mérgező gázok miatt 2001-től betiltották ennek az anyagnak az alkalmazását. Az alumínium sajátságos merevsége miatt a anyagnak az alkalmazását. Az alumínium sajátságos merevsége miatt a hajtómű legáltalánosabb alkotóeleme, ebből készül a hengerblokk, a hajtómű legáltalánosabb alkotóeleme, ebből készül a hengerblokk, a hengerfejek, és általában maguk a szelepek is, utóbbiak egy nemrégiben hengerfejek, és általában maguk a szelepek is, utóbbiak egy nemrégiben felfedezett fém-mátrix kompozit öntvény felhasználásával. Az alumínium felfedezett fém-mátrix kompozit öntvény felhasználásával. Az alumínium alkalmazása mellett szól az is, hogy kiválóan vezeti ki a hőt a alkalmazása mellett szól az is, hogy kiválóan vezeti ki a hőt a motorburkolat alól, ami üzemi körülmények között akár 850-900 Celsius motorburkolat alól, ami üzemi körülmények között akár 850-900 Celsius fokot is jelenthet! A magnézium még az alumíniumnál is könnyebb fém, fokot is jelenthet! A magnézium még az alumíniumnál is könnyebb fém, de kevésbé szilárd, ezért leginkább a vezérműtengely borításához de kevésbé szilárd, ezért leginkább a vezérműtengely borításához használják. A főtengely, és a szelepek közötti összekötő rudak, valamint használják. A főtengely, és a szelepek közötti összekötő rudak, valamint a szelepsor egyes alkatrészei méregdrága titániumból készülnek. A titán a szelepsor egyes alkatrészei méregdrága titániumból készülnek. A titán ugyan fajsúlyosabb az alumíniumnál, ám anyagszerkezete sokkal ugyan fajsúlyosabb az alumíniumnál, ám anyagszerkezete sokkal keményebb, szilárdabb. Az olyan hatalmas energiákat termelő, és vezető keményebb, szilárdabb. Az olyan hatalmas energiákat termelő, és vezető alkatrészeket, mint a főtengely, különféle acélötvözetekből készítik. alkatrészeket, mint a főtengely, különféle acélötvözetekből készítik.

IdöeredményekIdöeredmények

Több fajta idő eredmény van:Több fajta idő eredmény van: Leggyorsabb kör a versenyenLeggyorsabb kör a versenyen Leggyorsabb kör az időmérőnLeggyorsabb kör az időmérőn Leggyorsabb kör versenyközben (adott pályán)Leggyorsabb kör versenyközben (adott pályán) Leggyorsabb tankolási időLeggyorsabb tankolási idő Leggyorsabb kör a tesztekenLeggyorsabb kör a teszteken Polepozició összesítése (statisztikája)Polepozició összesítése (statisztikája) Adott pályán a valaha leggyorsabban futott körAdott pályán a valaha leggyorsabban futott kör Adott pályán a versenyben elért legnagyobb sebességAdott pályán a versenyben elért legnagyobb sebesség

PontokPontok• Pontozás igen nagy szerepet tölt ki a Pontozás igen nagy szerepet tölt ki a

forma1ben.Hisz a pontok összesítése szerint forma1ben.Hisz a pontok összesítése szerint lesz évvégén az évi helyezés.lesz évvégén az évi helyezés.

• 1.helyezett 10pontot kap1.helyezett 10pontot kap• 2.helyezet 8pontot kap2.helyezet 8pontot kap• 3.helyezett 6pontot kap 3.helyezett 6pontot kap • 4.helyezett 5pontot kap4.helyezett 5pontot kap• 5.helyezett 4pontot kap5.helyezett 4pontot kap• 6.helyezett 3pontot kap6.helyezett 3pontot kap• 7.helyezett 2pontot kap7.helyezett 2pontot kap• 8.helyezett 1pontot kap8.helyezett 1pontot kap

• A csapatok évvégén szintén a pontok szerint A csapatok évvégén szintén a pontok szerint lesznek eredményezve. lesznek eredményezve.

• Ha pont egyenlőség van valamelyik pilóta Ha pont egyenlőség van valamelyik pilóta között évvégén akkor a megnyert futamok között évvégén akkor a megnyert futamok száma dönt, ami már statisztika.száma dönt, ami már statisztika.

A készítök összesítése

• Ezekből az iratokból látszik, hogy a forma1-nek Ezekből az iratokból látszik, hogy a forma1-nek szüksége van a matematikai számításokra: szüksége van a matematikai számításokra: benzinmennyiség precíz kiszámítása az adott futamra, benzinmennyiség precíz kiszámítása az adott futamra, tankolási idő, statisztikai számítások, pontok tankolási idő, statisztikai számítások, pontok összeadása. Egy apró kis hiba és helyezéseket összeadása. Egy apró kis hiba és helyezéseket veszíthetnek, hisz a legfontosabb eszköz az idő ebben a veszíthetnek, hisz a legfontosabb eszköz az idő ebben a technikai sportágban és az idő ellen nem lehet mit technikai sportágban és az idő ellen nem lehet mit kezdeni csak javítani rajta amit ebben a sportban a kezdeni csak javítani rajta amit ebben a sportban a matematika segít elő meg persze az autó minősége és matematika segít elő meg persze az autó minősége és kapacitása.kapacitása.

Források

http://www.f1hirek.hu/ http://www.google.hu/ http://www.f1gp.hu http://www.formula.hu

Készítette:Készítette:• Pásztor Anita

• Szabó Brigitta

• Aczél Kitti