أسرار إطارات الدوائر التي يستخدمها السائقون المحترفون

كيف تؤثر ظروف الدائرة على أداء الإطارات

فهم ديناميكيات أداء الإطارات على الدوائر عالية السرعة

يعتمد أداء الإطارات على الحلبات على عاملين رئيسيين: سرعة دورانها، ونوع القوى المؤثرة عليها. عندما تصل السرعات إلى أكثر من 200 ميل في الساعة، يمكن أن تصل القوى الرأسية المؤثرة على الإطارات إلى 5000 رطلاً. وفي الوقت نفسه، يجب أن تحافظ هذه الإطارات على قدر من الالتصاق يكفي للتعامل بفعالية مع المنعطفات. وبحسب بحث نُشر في مجلة الهندسة الرياضية الميكانيكية السنة الماضية، فإن كل زيادة بمقدار 10 درجات مئوية في درجة حرارة الحلبة تؤدي إلى زيادة تصل إلى 12-15% في فقدان الالتصاق. إن الاهتراء السريع للإطارات نتيجة فترات طويلة من السرعة العالية مصحوبة بمنعطفات حادة يتسبب في تآكل المطاط بسرعة. ولذلك، يحتاج المصنعون إلى مركبات خاصة توازن بين المرونة الكافية (عادةً ما تكون في نطاق 70 إلى 85A على مقياس شور) مع القدرة على التحمل دون أن تتسبب في تراكم الحرارة أثناء السباقات.

دور درجة الحرارة في سلوك الإطارات خلال عطلات السباقات

تتمثل النقطة المثالية لأداء الإطارات في نطاق ما بين 105 و 125 درجة مئوية. عندما تنخفض درجات الحرارة دون هذا النطاق، تبدأ الإطارات بالانزلاق. أما إذا تخطت الحرارة الحد الأعلى، تصبح مطاطية جداً، مما يؤدي إلى تآكل أسرع بمعدل 0.4 ثانية تُفقد في كل لفة. تراقب الفرق المشاركة في السباقات البيانات الحية باستمرار. فعلى سبيل المثال، يسجل ماكس فيرستابين أوقاتاً تتراوح بين 73.2 و 73.4 ثانية أثناء قيادته بحرارة تقل قليلاً عن 95 درجة مئوية. إن إدارة درجة الحرارة أمر بالغ الأهمية خلال الظروف الحارة على الحلبة، لأن سطحها يصبح دهنياً، مما يجعل الإطارات تواجه صعوبة في التماسك عند المنعطفات.

كيف تؤثر تطور الحلبة وإعادة تأهيلها على قوة تماسك الإطارات وتدهور حالتها

يقدم الأسفلت الجديد عادةً التماسك الأعلى ولكنه يسرع البلى الميكانيكي. تتسبب الحلبات ذات السطح الخشن مثل سيلفرستون في تآكل الإطارات بشكل أسرع بسبب طبيعة سطحها الخشن، بينما تحافظ الحلبات الأكثر نعومة مثل سنغافورة على مطاط الإطارات لكنها تتطلب خلطات إطارات أكثر ليونة من أجل التماسك. يؤدي تجديد السطح إلى تغيير عملية 'التماسك بالمطاط'، حيث تُحسّن الجزيئات المطاطية المترسبة على السطح من التماسك على مدار عطلات السباق.

تأثيرات الطقس على أداء إطارات الحلبة

يقلل المطر من درجة حرارة الحلبة بحوالي 20 درجة مئوية، مما يتطلب استخدام إطارات ذات نتوءات أعمق لتفريق المياه. تواجه إطارات الطقس الجاف صعوبة في العمل عند درجات حرارة أقل من 80 درجة مئوية، ويمكن أن تؤدي التغيرات المفاجئة في الرطوبة إلى تدهور غير متوقع في الأداء. تقوم الفرق بتحليل أنماط الطقس التاريخية للتنبؤ بالانخفاضات المحتملة في الأداء خلال الظروف المتغيرة.

اختيار خليط الإطارات المناسب لمتطلبات الحلبة

خلطات إطارات بيريللي (C1–C4) واستخدام الاستراتيجي لها في سباقات فورمولا 1

يُحدث اختيار مركب الإطارات الصحيح فرقاً كبيراً عندما يتعلق الأمر بالعثور على التوازن المثالي بين السرعة ومتانة الإطارات خلال السباق. تعمل معظم فرق الفورمولا 1 مع خمسة مركبات مختلفة من بيريللي تحمل التسمية من C1 إلى C5. تُصنع المركبات الأكثر صلابة مثل C1 أساساً لل circuits القاسية التي تستهلك المطاط بسرعة. في المقابل، توفر الخيارات الأكثر ليونة في المجموعة C5 أقصى قدر من الجر للسائقين، ولكن لفترة قصيرة فقط قبل أن تبدأ بالإهتراء السريع. من خلال الخبرة، تدرك الفرق أن هذه المركبات تقدم أفضل أداء ضمن نطاقات حرارية معينة. إذا تم إجهاد الإطارات بشكل مفرط أو كانت باردة جداً، فإنها إما تتآكل أسرع من المتوقع، أو تفقد الجر تماماً في اللحظات الحاسمة أثناء التجارب أو السباق نفسه.

مطابقة المركبات الأكثر صلابة مثل C4 للدوائر ذات السرعة العالية

على الحلبات حيث تظل السيارات بسرعات قصوى لمسافات طويلة مثل مونزا، تعمل إطارات مركب C4 بشكل جيد نسبياً في تحقيق توازن بين الجر والمتانة. تحتوي هذه الإطارات على مزيج خاص من الكربون الأسود داخلياً يمكنه تحمل كل تلك القوى الجانبية دون أن تتعرض للانهيار، مع الحفاظ على المرونة الكافية حتى لا يفقد السائق الوقت أثناء المنعطفات. قام بعض الأشخاص بإجراء محاكاة في عام 2024 لدراسة مجموعات الإطارات المختلفة ولاحظوا شيئاً مثيراً للاهتمام. عندما استخدمت الفرق إطارات متوسطة الليونة معاً (مثل C3 وC4)، تحسنت أوقات الأقسام لديهم بما يتراوح بين 1.2 إلى ما يقارب ثانيتين في الأجزاء الصعبة من الحلبة مقارنة عندما التزموا باستخدام المركبات الصلبة بالكامل.

تحقيق التوازن بين الأداء والمتانة من خلال اختيار المركب المناسب

تزن الفرق معدلات التآكل مقابل نوافذ الصيانة المتوقعة: الإطارات الأقل صلابة قد تمنح ميزة في المراكز الأولى في بداية السباق ولكنها تتطلب المزيد من التوقفات، بينما تفضل الإطارات الأكثر صلابة الاستراتيجيات التي تعتمد على توقف واحد. تكمن الحيلة في المحاكاة التي تُجرى قبل السباق، حيث يقوم المهندسون بنمذجة 50+ سيناريو لدرجة حرارة المسار المركب للتنبؤ بأنماط البلى تحت أحمال الوقود والأسفلت المتغير.

استراتيجيات العجلات العدوانية مقابل الحذرة: المخاطر والعوائد على المسار

الانطلاق بقوة باستخدام العجلات اللينة يعمل بشكل ممتاز لجولات التأهيل لكنه غالبًا يؤدي إلى مشاكل عندما تطول مدة السباق عن المتوقع. من ناحية أخرى، اللعب بحذر يحافظ على حالة العجلات لفرص التجاوز في المراحل المتأخرة، رغم أن السائقين قد يفقدون مراكز متقدمة في البداية. خذ مثالاً سباق الجائزة الكبرى البريطاني العام الماضي. عندما بدأ المطر بالهطول في منتصف السباق، تغيرت المراكز تمامًا. تعرضت الفرق التي اعتمدت على العجلات الصلبة قبل تغير الطقس لعقوبات قاسية، وانتكست استراتيجياتها حيث جعلت الظروف تلك الخيارات تبدو غير منطقية.

تقنيات السائقين المحترفين لإدارة العجلات على المسار

تقنيات المناورة والتماسك الميكانيكي للحفاظ على عجلات الدائرة

يحتفظ السائقون من المستوى الأعلى بحالة إطاراتهم جيدة طوال السباقات من خلال التحكم في مقدار القوة الجانبية التي تؤثر على الإطارات عند المنعطفات. عندما يقومون بتحريك عجلة القيادة ببطء بدلاً من جذبها بعنف، فإن ذلك يقلل من الضغط الواقع على أجزاء الإطار التي تلامس الطريق. كما أن معرفة متى يتم تحويل وزن السيارة بدقة يساعد في تجنب الزيادات المفاجئة في الضغط على الإطارات الخارجية أثناء الدوران. أظهر تحليل البيانات المستقاة من سيارات الفورمولا 2 لعام 2023 شيئًا مثيرًا للاهتمام: تمكن السائقون ذوو الخبرة من الحفاظ على قبضة تصل إلى 18 بالمئة أكثر وسط السباق فقط لأنهم دخلوا المنعطفات بشكل أفضل من السائقين الجدد. هذا منطقي بالنظر إلى أن الإطارات تتآكل بسرعة عندما تُدفع بقوة كبيرة وفي وقت مبكر جدًا.

التحكم في دواسة الوقود وتقليل دوران العجلات لتقليل البلى

يساعد تطبيق دواسة الوقود تدريجيًا عند الخروج من المنعطفات في الحفاظ على نسبة الانزلاق تحت 10%، مما يوازن بين التسارع وحماية الإطارات. تساهم تقنيات توزيع العزم المتقدمة في توزيع القوة على العجلات المحركة، مما يقلل من أنماط البلى المحلية التي تم ملاحظتها في 76% من حوادث السباقات غير الاحترافية (مجلة هندسة الحلبات 2024).

إدارة ارتفاع درجة حرارة الإطارات على الحلبات ذات السرعة العالية

يجمع السائقون المحترفون بين إدارة تدفق الهواء ومسارات القيادة التي تقلل من المنعطفات عالية السرعة المستمرة. تساعد تعديلات فرامل التهوية الاستراتيجية في خفض درجات حرارة المداس بمقدار 40–60 درجة فهرنهايت على حلبات مثل مونزا، بينما تسمح الفترات القصيرة من رفع الدواسة بتبديد حرارة قلب الإطارات دون التأثير بشكل كبير على زمن الدورة.

التكيف مع كرات الانزلاق (ماربلز) والمسارات المتعددة للسباقات من أجل الأداء المستقر

يقوم السائقون من مستوى البطولة بتعديل خط سيرهم باستمرار لتجنب مناطق تراكم المطاط، مما يحافظ على سلامة منطقة التماسك الأمثل. تتيح هذه الطريقة التكيفية الحفاظ على ثبات زمن الدورة ضمن نطاق 0.8 ثواني على مدار فترات كاملة، مقارنةً بتقلبات تصل إلى 2.1 ثانية لدى المنافسين الأقل خبرة.

استراتيجيات إطارات محددة للحلبة: من مونزا إلى سنغافورة

مقارنة استراتيجية الإطارات: مونزا عالية السرعة مقابل سنغافورة المabrasive

من حيث استراتيجية إطارات سباقات فورمولا 1، تتبع الفرق مناهج مختلفة تمامًا اعتمادًا على ما إذا كانوا يتسابقون على مضمار سرعة عالية مثل مونزا أو على مضمار شوارع معقد مثل سنغافورة. في جائزة إيطاليا الكبرى، حيث يصل طول المضمار إلى 5.8 كم، تحتاج الفرق إلى إطارات بيريللي صلبة جدًا وهي C4 وC5 فقط لاجتياز السرعات القصوى البالغة 360 كم/ساعة على الخطوط المستقيمة والمنعطفات التي تصل إلى 5.3 G من القوة. تصبح الديناميكا الهوائية حاسمة تمامًا هناك لتقليل البلى على السيارة. الآن انتقل إلى مضمار مارينا باي في سنغافورة. يتطلب هذا المضمار نوعًا مختلفًا تمامًا من التفكير. تكون الإطارات اللينة من النوع C3 هي الاختيار المثالي للتعامل مع تلك 23 منعطفًا ضيقًا والأقسام ذات السطح الخشن. ومن المثير للاهتمام، لاحظت الفرق أن إطارات العجلات الأمامية اليسرى تهترئ بسرعة تزيد بنسبة 47% مقارنة بما يحدث في مونزا بسبب الحاجة إلى قوة جر أكبر عند الانطلاق من تلك المنعطفات وفقًا لأبحاث PlanetF1 من العام الماضي.

إدارة الإطارات على مضامير الطرق التي تحتوي على توقفات قوية وتغيرات في الارتفاع

إن التغيرات الكبيرة في الارتفاعات على الحلبات مثل سبا-فرانكورشام، التي تنتقل من +104 متر إلى -45 متر، بالإضافة إلى التسلق الضخم الذي يبلغ ارتفاعه 11 طابقًا في المنعطف الأول في حلبة أوستن (COTA)، تجعل السائقين ي_adjust طريقة استخدامهم للفرامل. وعند السباق في المنحدرات مثل المنعطف 12 في أوستن، إذا استخدم السائقون الفرامل متأخرين جدًا، فقد تصبح إطاراتهم أكثر سخونة بحوالي 22 إلى 28 درجة مقارنةً بالحلبات المسطحة العادية. هذا هو السبب في أن المتسابقين ذوي الخبرة يميلون إلى البدء في الفرملة مبكرًا بنسبة 10 إلى 15 بالمئة عند الصعود. يساعد هذا في توزيع الحرارة بحيث لا تتجمع بشكل مفرط على جزء معين من سطح الإطار.

دراسة حالة: أداء الإطارات في سباق جائزة بريطانيا الكبرى 2023

شهد سباق سيلفرستون لعام 2023 عملاً ذكياً للغاية على الإطارات مع استخدام مركبات Pirelli من الفئة C1-C3. حافظ فريق Mercedes-AMG على إطاراته المتوسطة لمدة 29 لفة متواصلة على الرغم من درجات الحرارة المرتفعة على الحلبة والتي بلغت 51 درجة مئوية، وهي درجة تزيد بنسبة 14 بالمئة عن المعدل الطبيعي خلال العقد الماضي. ثم قام الفريق بتغيير الإطارات إلى اللينة خلال فترة سيارة الأمان. ما يجعل هذا الأسلوب مثيراً للاهتمام هو كيف غيّر الاستراتيجية المعتادة مقارنةً بالاستراتيجيات التقليدية التي تعتمد على توقفين. والنتيجة؟ تفوّق بفارق 12 ثانية على المنافسين الذين التزموا الطرق التقليدية. هذا يُظهر مدى أهمية المرونة في اختيار الإطارات، حتى على الحلبات التي تؤدي فيها الإطارات إلى تدهور سريع.

قسم الأسئلة الشائعة

ما الذي يؤثر على أداء الإطارات على الدوائر السريعة؟

يتأثر أداء الإطارات على الدوائر السريعة بالسرعة والقوى الرأسية ودرجة حرارة الحلبة وتركيب الإطارات، مما يتطلب مركبات خاصة لتحقيق أفضل قبضة ومتانة.

لماذا تعتبر درجة الحرارة عاملاً حاسماً في سلوك الإطارات أثناء السباقات؟

تؤثر درجة الحرارة على الالتصاق، حيث تحدث أفضل أداء للإطارات بين 105 و 125 درجة مئوية. تحت هذا النطاق، يقل الالتصاق، وفوقه تلين الإطارات مما يؤدي إلى ارتفاع معدل التآكل.

كيف تؤثر ظروف الطقس على أداء الإطارات؟

يؤدي المطر إلى خفض درجة حرارة المسار، مما يستدعي استخدام إطارات بأسنان أعمق، في حين أن تغيرات الرطوبة قد تؤدي إلى تدهور غير متوقع في حالة الإطارات أثناء السباقات.

ما الفرق بين مركبات الإطارات المستخدمة في سباقات فورمولا 1؟

تقدم بيريللي خمسة مركبات إطارات (C1–C5) تُستخدم بشكل استراتيجي بناءً على متطلبات المسار، حيث تكون المركبات الأقسى مناسبة للدوائر الخشنة، بينما توفر المركبات الأقل قسوة أقصى درجات الالتصاق لكنها تتآكل بسرعة أكبر.

كيف يتعامل السائقون مع تآكل الإطارات خلال السباق؟

يدير السائقون تآكل الإطارات من خلال القيادة بلطف في التوجيه والتحكم بالدواسة والفرملة بشكل استراتيجي، وتعديل خطوط السباق لتجنب تراكم المطاط، مما يضمن الحفاظ على الأداء الأمثل للإطارات.