تكنولوجيا السباق التي انتقلت إلى سيارتك الحالية

من فورد وشيفروليه إلى فيراري وبورش، شاركت كل شركات صناعة السيارات تقريبًا في السباقات في مرحلة أو أخرى. ولكن لماذا يفعلون ذلك؟

إنه جزئيًا فقط للتعرض. يلبي السباق حاجة العلامات التجارية إلى الظهور أمام الكثير من مقل العيون وإظهار بضائعها. لكن التعرض وحده لا يمكنه بيع السيارات، أو تبرير ملايين الدولارات التي ينفقها صانعو السيارات على السباقات.

إلى جانب التسويق عالي الأوكتان، استخدم صانعو السيارات السباق كمختبر للاختبار التكنولوجي. تستفيد السيارات الحديثة من التكنولوجيا التي تم صقلها على مدى عقود من المنافسة. في بعض الأحيان بدأ الأمر بفرق السباق التي تبحث عن ميزة. نشأت ابتكارات أخرى خارج عالم السباقات ولكنها أثبتت فعاليتها على المسار الصحيح. كل هذه الاختبارات والتعديلات تجعل السيارات أفضل. فيما يلي بعض القطع المفضلة لدينا من تكنولوجيا السباق التي انتقلت إلى سيارات الشوارع لدينا:

الشحن التوربيني

الشحن التوربيني - استخدام ضاغط يعمل بالعادم لدفع المزيد من الهواء إلى المحرك - لم يبدأ بالسباق. قامت شركة جنرال موتورز بإستخدام التوربينات في سيارتي Oldsmobile F85 وChevrolet Corvair في عام 1962، قبل أن يصبح الشحن التوربيني بالفعل على رادار مهندسي السباق.

لم يكن للسيارات ذات الشاحن التوربيني تأثير كبير حتى بدأت في السباق. بدأ هذا بشكل جدي في السبعينيات، عندما أطلقت بورشه سياراتها 917/10 و917/30 Can-Am، وجلبت رينو القوة التوربينية. إلى الفورمولا واحد. كما أن الشحن التوربيني بث حياة جديدة - حرفيًا - في محرك Offenhauser الذي يعود تاريخه إلى عقود من الزمن في سباقات IndyCar. بحلول الثمانينات من القرن العشرين، أصبحت السباقات مجنونة بالتوربو، حيث أنتجت سيارات الفورمولا 1 المزودة بشاحن توربيني، وسيارات الرالي، ومتسابقي التحمل كميات هائلة من الطاقة باستخدام التوربينات.

لقد كانت حقبة السباق تلك هي التي مهدت الطريق أمام الشواحن التوربينية لتصبح سائدة في سيارات الطرق. لا يزال يتم استخدام التوربينات للأداء، لكن شركات صناعة السيارات تستخدمها بشكل متزايد لتقليص حجم المحركات باسم الاقتصاد في استهلاك الوقود. تسمح الشواحن التوربينية للمحركات الأصغر حجمًا بإنتاج المزيد من الطاقة، وهذه هي الطريقة التي يمكن بها لشركة فورد، على سبيل المثال، تبرير وضع محرك V6 مزدوج التيربو في سيارتها. شاحنة بيك اب F-150 بدلا من V8.

دفع على جميع العجلات

كانت مركبات الطرق وعدد قليل من سيارات السباق ذات العجلات الأربع موجودة قبل ذلك، ولكن أودي كوبيه كواترو كان الأول بنظام الدفع الرباعي المصمم للاستخدام بواسطة السيارات العادية في جميع ظروف الطريق. بناءً على الخبرة التي اكتسبتها أودي في تطوير مركبة Iltis العسكرية، تم تصميم Quattro للسيطرة على بطولة العالم للراليات. يراهن المهندسون على أن الجر الإضافي للدفع الرباعي سيكون مفيدًا في العديد من مراحل الرالي غير المعبدة والمغطاة بالثلوج في بعض الأحيان. أثبتت سيارة Quattro صحة كلامهم، حيث فازت بالبطولة في عامي 1983 و1984، بالإضافة إلى تحقيق ثلاثة انتصارات في Pikes Peak International Hill Climb على مدار الثمانينيات.

اسم Quattro (الإيطالي الذي يعني "أربعة") لا يزال موجودًا في أودي الحالية مركبات الدفع الرباعي. ويرجع الفضل في ذلك جزئيًا إلى نجاح أودي، حيث اعتمدت شركات صناعة السيارات الأخرى أيضًا نظام الدفع الرباعي، مما يعني أنك لم تعد بحاجة إلى شاحنة صغيرة أو سيارة دفع رباعي لتشعر بالثقة أثناء القيادة على الطرق الزلقة. وفي الوقت نفسه، تبنت WRC نظام الدفع الرباعي ولم تنظر إلى الوراء أبدًا، مما مهد الطريق لسيارات مثل Subaru Impreza WRX. وMitsubishi Lancer Evolution والتي، مثل Quattro الأصلية، ستنتج إصدارات مخصصة للطرق لعشاقها تطمع.

ألياف كربونيه

في عام 1979 المصمم جون بارنارد، الذي كان يعمل بعد ذلك في فريق ماكلارين للفورمولا 1، كان يبحث عن طريقة لتقليص هيكل سيارة السباق لإفساح المجال لمزيد من العناصر الديناميكية الهوائية الموجودة أسفل الجسم. لقد كان هذا عصر "التأثير الأرضي" في الفورمولا 1، عندما كانت هذه العناصر هي مفتاح الأداء. ولكن كانت هناك مشكلة: إذا كان الهيكل النحيف مصنوعًا من الألومنيوم القياسي، فلن يكون قاسيًا بدرجة كافية.

سمع بارنارد عن ألياف الكربون من جهات الاتصال في شركة British Aerospace، وقرر استخدام المادة في هيكل F1 (المعروف باسم الهيكل الأحادي في الأعمال التجارية). وكانت النتيجة سيارة ماكلارين MP4/1، التي ظهرت لأول مرة في موسم 1981 للفورمولا 1. أثبت الفوز في سباق الجائزة الكبرى البريطاني إمكانات أداء السيارة، ولكن عندما كان السائق جون واتسون يمشي بعيدًا عن حادث تصادم عنيف في سباق الجائزة الكبرى الإيطالي، أثبت أن ألياف الكربون يمكن أن تعزز السلامة أيضًا حسنًا. اليوم، تحتوي كل سيارة F1 على هيكل من ألياف الكربون.

لقد وصلت ألياف الكربون إلى سيارات الطرق، لكنها بعيدة كل البعد عن الاتجاه السائد. باستثناء Alfa Romeo 4C، فهي غريبة فقط السيارات الخارقة (بما في ذلك تلك من صنع ماكلارين) لديها هيكل من ألياف الكربون. لكن مكونات ألياف الكربون تُستخدم في بعض السيارات الأقل تكلفة (قليلاً)، وكانت شركة BMW رائدة في استخدام البلاستيك المقوى بألياف الكربون في سيارات مثل سيارة كهربائية i3 بهدف جعل المواد أسهل في الإنتاج الضخم.

أجنحة

يعد الجناح الخلفي رمزًا للأداء، كما يتضح من عدد الجناح الملحق بهوندا سيفيك القديمة من قبل المالكين المغرورين. إن السمعة التي يعتمدون عليها تستحق عن جدارة. في ستينيات القرن الماضي، رفعت أجنحة سيارات الفورمولا 1 إلى مستوى جديد من الأداء. لكن الأمر لم يأت بسهولة.

مثل أجنحة الطائرات، فإن أجنحة السيارات تدور حول توجيه تدفق الهواء. ولكن بدلاً من توجيه تدفق الهواء بشكل أسرع إلى الأسفل لخلق قوة الرفع، يقومون بتوجيهه إلى الأعلى لخلق قوة سفلية، مما يدفع السيارة إلى المسار ويخلق المزيد من السيطرة. بعد بضعة جهود رائدة - بما في ذلك الطائرة الشهيرة Chaparral 2E لعام 1966 - بدأت فرق الفورمولا 1 في اعتماد الأجنحة في عام 1968. كان فيراري في المقدمة، وسرعان ما تبعه الآخرون. كانت الأجنحة ضخمة، لكنها كانت أيضًا هشة ومبنية بشكل فظ. أدى ذلك إلى عدة حوادث ناجمة عن انهيار الأجنحة، مما أدى بدوره إلى لوائح أكثر صرامة.

كانت تلك الجهود المبكرة للجناح بمثابة طلقات في الظلام، لكن إمكانات أدائها كانت لا يمكن إنكارها. مع تطور فهم المهندسين للديناميكا الهوائية، أصبحت الأجنحة عنصرًا أساسيًا في سباقات الفورمولا 1 وغيرها من سلاسل السباقات، وكذلك في عشرات من سيارات الأداء على الطريق.

علب التروس نصف الأوتوماتيكية

يدوي أو أوتوماتيكي. لقد كان اختيارًا مباشرًا. ولكن كان ذلك قبل أن تجد فرق السباق ميزة الأداء في ناقل الحركة الذي يستطيع السائقون نقل الحركة بأنفسهم دون استخدام دواسة القابض. يسمح التخلص من القابض بنقل الحركة بشكل أسرع، لذلك كانت مسألة وقت فقط قبل أن تصبح التكنولوجيا شائعة في كل من سيارات السباق والسيارات الرياضية التي تسير على الطرق. أصبح ناقل الحركة ثنائي القابض PDK من بورشه عنصرًا أساسيًا في شركة صناعة السيارات الألمانية سيارات رياضيةولكن تم اختبار هذه التقنية لأول مرة في سيارة السباق 956 في عام 1983. ومع ذلك، فإن علبة التروس PDK لن تظهر في سيارة بورشه ذات الإنتاج الضخم حتى عام 2009.

في ما بينهما، طورت فيراري ناقل حركة نصف أوتوماتيكي للفورمولا 1، وقدمته في عام 1989 على طراز 640 بعد بعض المشاكل. حريصة دائمًا على ربط برنامج سباقات الفورمولا 1 الخاص بها بسياراتها المخصصة للطرقات، أضافت فيراري هذه التكنولوجيا إلى مونديال عام 1993، وسيارة F355 عام 1997. قدم الأخير أيضًا ملحقًا مميزًا لناقلات الحركة شبه الأوتوماتيكية: مبدلات الحركة.

مرايا الرؤية الخلفية

من الصعب التفكير في قصة أكثر مثالية لابتكارات السباقات التي تغير السيارات اليومية نحو الأفضل. عندما انعقد أول سباق إنديانابوليس 500 في عام 1911، كان معظم السائقين يصطحبون معهم "ميكانيكي ركوب الخيل"، الذي كانت وظيفته تشمل النظر إلى الخلف لتنبيه السائق عند اقتراب السيارات. قرر راي هارون التسابق بسيارة مارمون واسب المعدة خصيصًا بهيكل انسيابي ذي مقعد واحد - دون ترك أي مجال لميكانيكي الركوب. وبدلاً من ذلك، قام هارون بتركيب قطعة من الزجاج على لوحة القيادة. فاز بسباق إندي 500 الافتتاحي، ثم تقاعد على الفور.

كما هو الحال مع معظم القصص العظيمة، كان هناك بعض المبالغة. هارون لم يخترع مرآة الرؤية الخلفية: قال إنه حصل على الفكرة من مرآة الرؤية الخلفية التي رآها على عربة تجرها الخيول، وكانت المرايا مدرجة في كتالوجات ملحقات السيارات قبل عام 1911. ولكن، كما هو الحال مع العديد من ابتكارات السيارات، شاع استخدام مرآة الرؤية الخلفية في السباقات وأثبتت فعاليتها بطريقة دراماتيكية.

فرامل قرصية

أهم جزء في السيارة هو الفرامل. إذا لم تتمكن من التوقف، فلا شيء آخر يهم. منذ اختراع السيارة، كان التقدم الأكبر في تكنولوجيا الفرامل هو الفرامل القرصية. نظرًا لأن سطح الفرامل مفتوح لتدفق الهواء، فإن الفرامل القرصية توفر تبريدًا أفضل من فرامل الأسطوانة المغلقة، مما يقلل من فرصة ارتفاع درجة الحرارة وتحسين الأداء.

وقد لفت هذا الأداء المحسن انتباه جاكوار في أوائل الخمسينيات من القرن الماضي. تعاونت شركة صناعة السيارات البريطانية مع شركة دنلوب، التي طورت نظام فرامل قرصية للطائرات. إذا تمكنوا من إيقاف الطائرة عند الهبوط، فيجب أن تعمل الفرامل القرصية في السيارة، وهذا ما فكرت به دنلوب وجاكوار. واصلت سيارة جاكوار C-Type المزودة بفرامل قرصية الفوز بسباق لومان 24 ساعة.

وقد جرب صانعو سيارات آخرون مكابح قرصية على سيارات الإنتاج من قبل (كانت هذه هي سيارة كروسلي هوتشوت عام 1949 وبعض طرازات كرايسلر عام 1950)، لكن فوز جاكوار أثبت أن التكنولوجيا كانت الصفقة الحقيقية. اليوم، تعتبر الفرامل القرصية من المعدات القياسية في الغالبية العظمى من السيارات الجديدة.

الفرامل المضادة للقفل

مثل الفرامل القرصية، تم استخدام أنظمة الفرامل المانعة للانغلاق (ABS) بشكل أكثر شيوعًا في الطائرات قبل السيارات. تم استخدام نظام Maxaret الخاص بشركة Dunlop في كل شيء بدءًا من الطائرات وحتى القاذفات النووية البريطانية "V-Force". في عام 1961، تم تركيب نسخة مختلفة من النظام على فيرجسون ص99 سيارة الفورمولا واحد. لم تكن سيارة P99، والتي تتميز أيضًا بنظام الدفع الرباعي المبكر، ناجحة جدًا في الفورمولا 1. لقد فازت بسباق واحد فقط، ولم يستخدم السائق ستيرلينغ موس حتى نظام ABS، مفضلاً تعديل المكابح بالطريقة القديمة. ظهر Jensen Interceptor FF لأول مرة مع نظام ABS بعد وقت قصير من تقاعد P99، لكن الفكرة لم تنتشر حقًا لعقود من الزمن.

كان Ferguson P99 سابقًا لعصره. كان نظام ABS الخاص به ميكانيكيًا. سوف يتطلب الأمر إلكترونيات لجعل نظام ABS عمليًا حقًا. اليوم، من غير القانوني بيع سيارة جديدة بدون نظام ABS في الولايات المتحدة. ومع ذلك، نظام ABS غير مسموح به في الفورمولا واحد. إنها واحدة من العديد من أدوات مساعدة السائق المحظورة في السلسلة.

محركات DOHC

يعد رأس أسطوانة الكاميرا العلوية المزدوجة (DOHC) طريقة سهلة لزيادة الطاقة دون زيادة الإزاحة. تعد الكاميرات العلوية بطبيعتها أكثر كفاءة من البدائل، ووجود اثنتين منها يعني أنه يمكنك إضافة المزيد من الصمامات. وهذا يعني دخول المزيد من الوقود والهواء إلى المحرك، مما يعني المزيد من القوة.

أول سيارة DOHC كانت بيجو L76. كان رأس الأسطوانة مزدوج الكامة فوق محرك ضخم سعة 7.6 لترًا وأربعة أسطوانات بقوة 148 حصانًا. وسرعان ما خرجت وفازت بسباقها الأول - سباق الجائزة الكبرى الفرنسي عام 1912 - ثم ذهبت إلى سباق إنديانابوليس 500 في العام التالي وفازت به أيضًا. وسرعان ما قامت شركات صناعة السيارات الأخرى بنسخ التصميم، وأصبحت رؤوس الكاميرا المزدوجة ميزة لا بد منها في السيارات عالية الأداء.

اليوم، حتى المتواضعين تويوتا كورولا لديها محرك DOHC. إنها شهادة على الجهود التي يبذلها صانعو السيارات لاستخراج قوة وكفاءة أكبر من أي وقت مضى من المحركات الأصغر حجمًا، وكيف يمكن أن تصبح الحيل التي كانت غريبة في السابق أمرًا شائعًا.

توصيات المحررين

• كيف مهدت شاحنة زرقاء كبيرة من عام 1986 الطريق للسيارات ذاتية القيادة
• لامبورغيني تضع سيارات السباق في غرفة المعيشة الخاصة بك. قفز في وقيادة واحدة
• تستخدم فرق الفورمولا واحد تكنولوجيا السباقات لمعالجة فيروس كورونا
• تم تصميم السكوتر الكهربائي CyberScooter Edition ليحل محل سيارتك
• تخطط الفورمولا 1 لسباق أول محرك خالٍ من الكربون في العالم في عام 2030