Formula 1 sezonu başladı ve her biri yaklaşık 1000 beygir güç üreten otomobillerin mücadelesi yeniden start aldı. Peki bu araçlar bu gücü nasıl üretebiliyor?
Motorsporlarının zirvesi olan Formula 1‘de sezonun başlaması ile birlikte araçlar bir kez daha motorlarını çalıştırdılar. Geçmişte kullanılan motorlardan çok daha küçük olan, çok daha az yer kaplayan motorların üretebildiği güç ise muazzam: 1000 beygiri bulabiliyor. Bu kadar küçük bir motordan böyle bir güç nasıl elde edilebiliyor? Bunu başarmak için takımların kullandığı çok çeşitli yöntemler bulunuyor.
Formula 1 araçlarının ürettiği bu yüksek gücü anlayabilmek için, güç ünitesi olarak adlandırılan motorumuzu daha iyi anlamamız gerekiyor ancak iyi bir motor tek başına yeterli değil. Yakıt sistemlerinden oluşan egzoz gazlarının ve ısının enerjiye dönüşümüne pek çok etmen, her bir beygir gücü farkının çok kritik olduğu bu sporda motor gücümüzü arttırıyor.
Elbette ki ilk bakacağımız yer güç ünitesi.
Formula 1 araçlarında bulunan motora, daha doğrusu motorlar bütününe güç ünitesi adı veriliyor. Bu güç ünitesi 90 derecelik bir motor ve hacmi de 1.6 litre. Güç ünitelerinde ilk dikkat çeken nokta silindirlerin boyutları. Bu silindirler, standart üretim bir otomobildeki silindirlerin yarısı kadar. Limitlerden dolayı bu silindirler dakikada 15 bin devir yapabiliyorlar ama gerçekçi kullanımda oraya pek çıkmıyorlar.
Güç ünitesi üzerinde ayrıca iki farklı elektrik motor bulunuyor. Bunlardan MGU-K adı verilen motor, doğrudan aracın krank miline bağlı. MGUH ise doğrudan turboşarja bağlı. Teknik olarak egzozdan gaz çıkışı oldukça egzozdaki türbin dönüp motoru güçlendiriyor, motor da güçlendikçe daha fazla enerji üretiyor.
Bu enerji motoru fazla ısıtıp bozmasın, aracı patlatmasın ama ziyan da olmasın diye enerji önce MGU-H ile toplanıyor, sonra da ihtiyaç anında anlık hız artışı için MGU-K üzerinden kullanılıyor.
Çoğu pilotun önce hız toplayıp sonra geçmeye çalışmasının, atakların arasında genelde en az 2 tur olmasının nedeni de bu enerji toplama ihtiyacı. Bu ek güç olmadan motorun güç üretme kapasitesi 800 beygir seviyesinde kalıyor.
Güç ünitesini iyi beslemek lazım, onun için de yakıt sistemi gerek.
Bu araçlar, benzini tahmin edersiniz ki içiyor. Her ne kadar araçların anlık yakıt tüketiminde limit olsa da zaten hiçbir araç o sınırları zorlamıyor. Zira yakıt tanklarının bir hacmi var ve araçlara yarış esnasında yakıt ikmali yapılamıyor. Öte yandan yakıt olmadan enerji üretemeyiz. Yani burada bir denge bulmamız gerekiyor.
Formula 1 araçları, saatte 100 kilogramdan fazla yakıt tüketemezler, düzenlemeler buna izin vermez. Bu durumda motorların içtiği benzinin ne kadar enerji verdiğini anlamamız gerekir.
İşin ilginç yanı, bu yakıtın bileşimi %99 oranında benzinlikten alınan benzinle aynıdır. 100 kilogram benzin, 1240 kWh güç üretiyor. Elbette ki bütün enerjiyi aracı ilerletmek için kullanmak mümkün değil, bir kısmı ısı vs. şeklinde kayboluyor bu enerjinin. Güç ünitelerinin enerjiyi koruma oranı %50’nin biraz üzerinde. Yani yakıttan elde ettiğimiz enerji 620 kWh civarında oluyor.
Bütün her şey ona odaklanıyor: verimlilik.
Termal verimlilik anlamında motorların %50 noktasına ulaşması çoğu kişiye düşük gelebilir ancak bugün en verimli içten yanmalı standart motorlarda bile bu oran %35 seviyesinde. Bu verimliliği sağlamak için de Formula 1 araçlarında belirli yöntemler kullanılıyor.
Bunlardan ilki, benzinlerin nasıl ateşlendiği konusundaki fark. Yollarda gördüğümüz otomobiller, yüksek hızlara çıkmak için motora yakabileceğinden bile çok benzin enjekte ederler. Formula 1 araçlarının ise iki aşamalı bir ateşleme sistemi vardır ve benzinin bir kısmı da ilk ateşleme çemberinden geçerken yakılır.
Ayrıca bu motorlarda çok ince ve hassas bir mühendislik kullanılır. Hiçbir şekilde motorda gereksiz bir boşluk olmasına izin verilmez. Bu yüzden Formula 1 araçları, çalıştırılmadan önce belirli bir sıcaklığa kadar ısıtılıyorlar. Zira araçlar o kadar milimetrik hesaplamalarla üretiliyor ki ısınmadan kaynaklı genleşme olmadan pistonların çalışacağı yer olmuyor.
Formula 1’e boşuna motorsporlarının zirvesi denmiyor, o motorlar gerçekten de mühendislik mücadelesinin zirvesinde yer alıyor.
