پشت درهای بسته کارخانه فرمول یک رنو؛ از تیم نظارت آنلاین تا اتاق‌های فوق استریل

دنیای فرمول یک در حال حاضر در حالت سکون قرار دارد، کووید ۱۹ باعث کنسل شدن و یا به تاخیر افتادن بسیاری از مسابقات شده و تیم‌ها تاسیسات خود را به منظور جلوگیری از گسترش ویروس به حالت تعلیق درآورده و تعطیل کرده‌اند.

گرچه زمان سختی برای رقابت‌های ورزشی است اما با این حال ما تصمیم گرفتیم به جای تمرکز بر رنج و محنت و تلاش برای متوقف ساختن همه‌گیری جهانی بیماری، نگاهی به تاسیسات یک تیم فرمول یک بیندازیم.

اوایل بهار سال گذشته هم‌زمان با رونمایی از مگان RS در بریتانیا، بخش فرمول یک رنو به ما اجازه داد تا از تاسیسات اِنستون این شرکت به همراه آقای لوکا مازوکو، رئیس بخش فنی آن دیدار کنیم. در اینجا میخواهیم به حقایق جالبی اشاره کنیم. که در این تور گردشی پی بردیم

تونل باد

هوای تولید شده توسط تونل باد عظیم رنو آنقدر تلاطم دارد که لازم است تا وارد یک محفظه آرام کننده شده و از توربولانس آن تقلیل یابد. در اینجا تیغه‌های توربین باد متلاطم را به صورت یک جریان یکنواخت به سمت خودرویی با سایز ۶۰ درصد نمونه واقعی ارسال می‌کنند. سرعت باد حاصل به ۵۰ متر بر ثانیه رسیده و طبق گفته آقای مازوکو می‌تواند کسی که مقابل آن بایستد را از پا درآورد.

از آنجا که این بخش از آزمایشات چندان ارزان نیستند، بنابراین فدراسیون جهانی اتومبیلرانی به منظور کاهش هزینه‌ها استفاده از این گونه تونل‌های باد را محدود کرده است. در نتیجه تیم‌ها بیشتر روی تجزیه و تحلیل داده‌های مرتبط با دینامیک سیال (CFD) تمرکز می‌کنند و رنو در این راستا حدودا ۶۰ ترابایت از این داده‌ها را در هفته تولید می‌کند.

به گفته آقای مازوکو مسئولان FIA معمولا نیت‌های خوبی داشته و با وضع برخی قوانین سعی در کاهش هزینه‌ها دارند، اما به هر حال گاهی اوقات این موارد می‌تواند بر خلاف جهت پیشرفت علمی و تلاش مهندسان باشد. اما به هر روی مهندسان تیم‌ها با همراهی هم راه‌های دیگری را برای غلبه بر برخی قوانین محدودکننده پیدا خواهند کرد و این امری اجتناب‌ناپذیر است.

میلیاردها استراتژی برای شبیه‌سازی مسابقات فرمول یک

یکی دیگر از شیوه‌های فیا برای کاهش هزینه‌ها، محدود کردن تعداد پرسنلی است که هر تیم می‌تواند همراه خود به مسابقه آخر هفته بیاورد. با این حال تیم‌ها راه دیگری برای دور زدن این قانون نیز پیدا کرده‌اند؛ اتاقی با یک صفحه نمایش کنترل بزرگ که و صندلی‌های بسیار که می‌توان آن را توسط افراد زیادی از گروه متخصصان رنو پر کرد تا مسابقات را زیر نظر گرفته و نظرات خود را با ویدیوهای بیشمار برای گروه میدانی حاضر در مسابقه ارسال کنند؛ درست همانند اینکه وسط مسابقه هستند.

به عنوان مثال یک مکانیک می‌تواند تصاویر درون گیربکس را به اتاق نظارت در اینجا ارسال کند بدون آنکه خودش در مرکز حضور داشته باشد و راهنمایی‌های لازم را جهت رفع عیوب دریافت نماید. این امر شرایط بهینه‌تری را به پدید آورده است، چرا که نیاز به مسافرت وجود نداشته و کارشناس در یک اتاق دارای تهویه مناسب نشسته و کمتر خسته می‌شود.

اتاق نظارت در روزهای جمعه بسیار شلوغ است، چرا که در آن روز مسابقات آخر هفته در شرف وقوع هستند. به منظور جمع‌آوری دیتای مورد نیاز، هر تیم فرمول یک به ۲۰۰ سنسور روی اتومبیل نیاز دارد؛ حتی سنسورهایی  بر دستکش‌های راننده نیز نصب می‌شوند تا مسئولان پزشکی تیم در صورت وقوع تصادف نسبت به سلامت راننده و شرایط او اطمینان حاصل کنند. جذاب‌ترین حقیقت درباره اتاق نظارت بر استراتژی مسابقه به این نکته برمی‌گردد که در هر فصل حدود ۴۰ میلیارد استراتژی شبیه‌سازی‌شده به وجود خواهد آمد؛ حدود ۴۰ هزار احتمال مختلف نیز توسط کامپیوترهای تیم فرمول یک رنو در پایان هر دوره از مسابقات گرند پری ارزیابی می‌شود.

استفاده از پرینتر سه بعدی در ساخت قطعات

پرینت سه بعدی در حال تبدیل شدن به یک بخش مهم در مسابقات فرمول یک است. علاوه بر تولید برخی اجزای خودرو، برای نمونه‌های اولیه نیز چاپ سه بعدی بسیار کاربرد دارد.

برای مقایسه می‌توان به فرایند ۲۰ ساعته تولید قطعات به روش سی ان سی و نیز زمان چند هفته‌ای تکمیل ساخت برخی قطعات در این فرآیند اشاره کرد. حال آنکه این زمان در چاپ سه بعدی نهایتا حدود چند ساعت به طول می‌انجامد. پیش از این قطعات مورد نیاز جهت نمونه‌های تونل باد از فیبر کربن و آلومینیوم ساخته می‌شدند که بسیار هزینه‌بر بود و صرفا این امکان وجود داشت که قطعات با تعداد محدود تولید شوند.

همچنین جهت نصب سنسورها احتیاج به صرف وقت و انرژی فراوان همراه با سوراخ‌کاری‌های بیش از حد بود که در فرایند چاپ سه بعدی، کانال‌های حسگرها روی نمونه‌های اولیه قطعات به صورت پیش‌فرض طراحی و جا داده می‌شوند. بدین صورت کارها بسیار ساده‌تر انجام می‌شوند.

دستگاه شبیه‌ساز شرایط مسابقه برای اتومبیل seven-post rig

از پای تلویزیون خودروهای فرمول یک معمولا به صورت یکنواخت و بسیار یکپارچه مسیرها را طی می‌کنند، اما همزمان درون خودروها داستانی به مراتب خشن‌تر و متفاوت در حال رخداد است.

قطعات تعلیق نیاز به آزمایش مقاومت در برابر تنش‌های شدید دارند، چیزی که دستگاه سون پست ریگ برای حصول آن به کار می‌رود. علت نام‌گذاری دستگاه به این نام، هفت نقطه اتصال خودرو به دستگاه است که تنش‌های وارده بر اتومبیل را اندازه‌گیری می‌کنند. این سیستم قادر به شبیه‌سازی مسیرها و حالات مختلف رانندگی نیز هست.

ساخت قطعات با کمترین وزن ممکن

تیم‌های فرمول یک تمام تلاش خود را می‌کنند تا خودروهای سبک‌تری را به مرحله تولید برسانند. ترجیحا این وزن حتی می‌تواند پایین‌تر از حداقل مقداری باشد که فدراسیون جهانی تعیین کرده است.

به عنوان مثال سیستم اگزوز خودرو فرمول یک رنو تماما به وسیله دست و از جنس سوپر آلیاژ نیکل کرومی به ضخامت ۱.۱ میلیمتر ساخته می‌شود. با این وجود کاهش وزن خودرو باعث می‌شود تا مهندسان مجددا به فکر افزایش سنگینی خودرو فرمول یک بیفتند.

این کار در ظاهر احمقانه به نظر می‌رسد اما در واقع مهندسان قصد دارند با این کار می‌توانند وزنه های لازم را آنجا که خودشان می‌خواهند ببرند و مرکز ثقل اتومبیل را هر چه پایین‌تر بیاورند. وزنه‌هایی که برای این کار ساخته می‌شوند از جنس آلیاژهای تنگستن با تراکمی مشابه اورانیوم هستند. بدین ترتیب مرکز ثقل خودرو پایین‌تر آمده و پایداری و چسبندگی آن افزایش می‌یابد.

اتاق‌های فوق استریل

تاسیسات رنو در انستون چندین اتاق پاک با طبقه‌بندی استانداردهای ایزو ۷ دارد که می‌توانید چنین سطحی از استاندارد را در برخی صنایع داروسازی بیابید. فیلترهای ویژه میزان ذراتی که به داخل تاسیسات وارد می‌شوند را کاهش می‌دهند؛ همچنین هوای این اتاق‌ها حدود ۳۰ تا ۶۰ مرتبه در ساعت تعویض می‌شوند.

این در حالی است که هوای اتاق‌های معمولی حدود ۲ تا ۴ مرتبه در ساعت تخلیه و پر می‌شود. در یکی از این اتاق‌های استریل یک دستگاه برش لیزری جهت تولید ورقه‌های فیبر کربن و نیز یک دستگاه سی تی اسکن و ایکس ری جهت ارزیابی قطعات حضور دارد.

نقش کلیدی شبیه‌سازها در توسعه قطعات

تونل باد و تجزیه و تحلیل داده‌ها (CFD) تنها درباره آیرودینامیک خودرو اطلاعات زیادی در اختیار قرار می‌دهند. در جهان واقعی لازم است که قطعات و بخش‌های بیشتری از خودرو تست و بررسی شوند اما با وجود قوانین محدودکننده فدراسیون جهانی این کار ممکن نیست. این مورد یکی دیگر از موش و گربه بازی‌های بین فدراسیون جهانی و تیم‌های فرمول یک است. همین که FIA مانع افزایش هزینه تست ها بر روی پیست مسابقه شد، اما در عوض تیم ها بودجه خود را معطوف به تولید دستگاه‌های شبیه‌ساز رانندگی کردند.

شرکت رنو پنج پروژکتور، یک موتور پرقدرت جهت تولید واکنش در غربیلک فرمان و یک سری پیست‌های مجازی را ایجاد کرده است. توان عملیاتی این سیستم به جهت شبیه‌سازی تاثیرات قطعات جدیدی که تیم مشغول کار بر روی آنهاست، کفایت کرده و به رانندگان اجازه انجام تست‌های بسیار نزدیک به واقعیت را می‌دهد.

در پایان پس از نظارت دقیق بر فرایند ساخت، قطعات تولیدی بسته‌بندی شده و آماده استفاده خواهند بود.اما همین که کانتینرهای حاوی قطعات این ستون را ترک می‌کنند، تولید و ساخت قطعات جدید به هیچ وجه متوقف نمی‌شود. از آنجا که آقای مازوکو مهندس نیست، دیرتر به اعضای میدانی تیم در مسابقات می‌پیوندد. هم‌زمان با رفتنش برخی قطعات جدید را در واپسین لحظات به تیم می‌رساند.

او در مسابقات استرالیا با ۱۵ چمدان روز چهارشنبه به محل مسابقه رسید. روزهای پنجشنبه و جمعه نیز چمدان‌های دیگری به همین تعداد از سوی دیگر همکاران به تیم مکانیک‌ها تحویل داده شد. آقای مازوکو تا حد امکان دیرتر به مسابقات می‌رود؛ به قول خودش تاکسی دم در منتظر است اما من هنوز نمی‌توانم شرکت را ترک کنم، چراکه تعدادی از قطعات در حال تولید و چاپ سه بعدی هستند.