Đặc tính kỹ thuật của xe Formula 1

Luật đua F1 quy định chiều cao của chiếc xe không được lớn hơn 950 mm, chiều rộng nhỏ hơn 18.00 mm và trọng lượng tối thiểu là 600 kg kể cả người lái.

Cũng theo luật này, các đội đua phải sử dụng động cơ đốt trong loại V10 dung tích nhỏ hơn 3 lít với 4 xu-páp trên 1 xi-lanh. Maniven và trục cam phải làm bằng thép hoặc gang. Piston, đầu và thân xi-lanh không được dùng vật liệu tổng hợp tăng cường carbon hoặc sợi aramid. Không được áp dụng các kỹ thuật tăng nạp, hệ thống hỗ trợ định hướng và tránh bó phanh bằng điện. Khi tay đua đạp phanh, má phanh làm bằng sợi các bon tổng hợp kỹ thuật cao sẽ ép vào đĩa phanh và làm nó nóng lên tới 1.300⁰C.

Mặc dù bị bó buộc trong những quy định kỹ thuật khắt khe, các chuyên gia F1 vẫn chế tạo được những chiếc xe có công suất khoảng 800 mã lực, đạt tốc độ tối đa hơn 300 km/giờ.

Động cơ V10 dung tích dưới 3 lít của xe F1 có chỉ số vòng tua cực đại khoảng 18.000 vòng/phút và nặng không đến 100 kg. So với động cơ xe hơi thông thường, nó có chỉ số vòng tua/phút lớn gấp 3 lần, sức kéo gấp 8 lần và trọng lượng chỉ bằng một nửa.

Cánh gió mũi là kết cấu quan trọng trong thiết kế. Khi xe chạy, nó là phần đầu tiên đón và chuyển sức cản không khí thành lực ép hai bánh trước xuống mặt đường, tránh lật xe ở tốc độ cao. Chỉ một thay đổi nhỏ trên cánh gió mũi cũng ảnh hướng lớn tới khả năng hoạt động của xe.

Xe F1 có buồng lái rất chắc chắn, bảo vệ tay đua trước những va chạm rất mạnh thường xảy ra trên đường đua. Luật đua quy định ghế lái phải chuyển được ra khỏi xe trong khi người lái vẫn còn ngồi trên đó. Ngoài ra, buồng lái phải đủ rộng để tay đua có thể tháo đai an toàn, nhấc vô lăng và ra khỏi xe trong 5 giây, còn quy trình ngược lại khi vào xe chỉ mất 10 giây.

Thường thì vật liệu chế tạo ca-bin F1 là loại dùng trong kỹ nghệ hàng không, như sợi cacbon tổng hợp.

Phần chắn khung buồng lái có tác dụng bảo vệ đầu tay đua trong trường hợp xe bị lật hoặc xảy ra va chạm. Khung xe phải qua những cuộc kiểm tra va đập cực kỳ mạnh trước khi được tham gia cuộc đua.

Tiêu chuẩn của xe F1 ngày càng khe khắt hơn về những yếu tố đảm bảo an toàn cho người lái xe.

Lốp xe trực tiếp quyết định việc tăng tốc, nó được lắp vào bộ vành bằng nhôm. Độ rộng tối đa của lốp trước là 35,5 cm, lốp sau là 36,5 cm, còn đường kính của tối đa của cả 4 lốp là 66 cm. Trong điều kiện khô ráo, được phép lắp các lốp xe có 4 rãnh, chúng phải sâu ít nhất 2,5 mm và rộng ít nhất 14 mm. Trong một chặng đua, mỗi đội xe được mang tối đa 3 bộ lốp, để dùng khi đường đua bị ướt.

Bình xăng được đặt ở ngay phía dưới chỗ ngồi của tay đua, vỏ của nó bằng vật liệu cực bền, tránh vỡ hoặc nứt trong trường hợp tai nạn.

Kích cỡ của bộ phận này không bị giới hạn bởi các luật lệ, từng đội đua sẽ tự quyết định lắp bình xăng nhỏ hay lớn. Với bình nhỏ chứa ít xăng, xe nhẹ và chạy nhanh hơn nhưng phải tiếp liệu nhiều lần. Còn với bình xăng lớn, xe sẽ nặng và chạy chậm hơn, nhưng giảm được số lần phải về pit-stop.

Nhiên liệu dùng cho xe đua F1 là xăng không pha chì dùng cho xe hơi thông thường. Ban tổ chức có quyền kiểm tra ngẫu nhiên bất kỳ xe nào đang tham gia đua, nhiên liệu đang được dùng phải đúng với mẫu mà đội xe đã đăng ký từ trước.

Hộp số xe F1 là loại tự động 6 cấp, có thể thay đổi tỉ số truyền động chỉ trong 0,1 giây. Cần số ở phía trên vô lăng của xe. Cơ cấu này còn được thiết kế để xe không bị chết máy khi mất lái và bị quay tròn. Khi xe chuyển động, bộ khớp ly hợp được điều khiển bằng điện thông qua một phần mềm điều khiển hộp số rất phức tạp.

Theo luật, tất cả các xe đều phải có giảm xóc, nhưng không được áp dụng kỹ thuật điều khiển hệ thống này bằng máy tính. Các kỹ thuật viên của mỗi đội xe phải chú ý rất nhiều tới bộ giảm xóc. Nếu thân xe bị hạ thấp hơn mức cho phép 1 mm, luồng không khí trước xe sẽ bị khuấy động khi tay đua đạp phanh hoặc tăng tốc, chiếc xe sẽ trở nên rất khó kiểm soát.

Bộ phận giảm xóc của xe được tạo hình theo dạng khí động học để giảm tối đa lực cản không khí đối với xe.

Bình dầu trước đây thường được đặt giữa máy và hộp số, nhưng bây giờ nó được đặt ở phần trước cụm máy. Thiết kế như vậy làm cho trọng lượng chia đều trên toàn bộ khung xe, động cơ được cung cấp dầu đều đặn và đầy đủ hơn.

Cánh gió sau làm tăng độ đầm của đuôi xe, giúp bánh sau bám đường hơn, nhưng đồng thời nó cũng làm tăng tải. Vì thế, các đội đua luôn phải cân nhắc giữa tác động có lợi và có hại của bộ phận này.

Thân xe với hình dáng khí động học là phần quan trọng nhất trong thiết kế của chiếc F1. Vì động cơ của nó tạo ra lực đẩy rất lớn, có thể làm xe bị lật ở tốc độ trên 160 km/h nên kết cấu này được thiết kế để giảm tối đa lực cản của luồng không khí đi qua.

Bảng điều khiển là phần phức tạp nhất trên xe F1, thông qua nó người lái kiểm soát các hệ thống khác trên chiếc xe.

Xuân Tùng (theo FIA, BBC)