خودروهای فرمولا

پایگاه جامع علوم اطلاعات : خودروهای فرمولا 

امروزه خودروهای مسابقه ای فرمولا، به عنوان خودروهایی برای تست تکنولوژیهای جدید طراحی و ساخته می شوند. به علت شرایط خاص این نوع خودروها، بررسی پارامترهای مختلف در آن ها باید به صورت دقیق مورد بررسی قرار گیرد. این خودروها به علت داشتن سرعت و شتابهای طولی و جانبی زیاد نسبت به خودروهای معمولی، باید بتوانند کنترل و هندلینگ مناسبی از خود نشان دهند.

انجمن جهانی مهندسین خودرو SAE هر ساله مسابقاتی را تحت عنوان Formula Student  در سراسر جهان برگزار می کند که هدف از آن، طراحی و ساخت خودروهای فرمولا با مقیاس کوچک توسط دانشجویان میباشد. خودروهای ساخته شده در این مسابقات باید دارای پایداری مناسبی به منظور عملکرد بهتر باشند. در طراحی یک خودروی مسابقه، عوامل زیادی نقش دارند. هـدف از بهینـه سازی این خودروهـا، دسـتیابی بـه مرزهـای موجـود دیـاگرام هـای g-g و گسترش هر چه بیشتر آن است. به همین منظور، این نوع خودروها باید قادر باشد در عین داشتن ماکزیمم شتاب طـولی، شـتاب جـانبی زیـادی را نیـز داشته باشند. در ساخت این نوع ماشینها از چندین مدل شبیه سازی استفاده می شود که عبارتند از :

• مدل تایر

یکی از مهمترین عوامل در شبیه سازی کامپیوتری خـودرو، انتخـاب مـدل تایر مناسب است. مدلهای مختلف تایر که توسط معادلات ریاضی متفاوتی توصیف می شوند، در تستهای یکسان، جوابهای متفاوتی می دهند.

• مدل FTire

این مدل ارائه دهنده المانهای پیچیده نیرویی موجود در تایر می باشد. مـدل FTire در شـبیه سـازیهـای راحتـی سـفر (Ride Comfort) ، مقاومت (Durability) و یا دیگر شبیه سازیهـای دینـامیکی خـودرو در جادههای هموار یا ناهموار استفاده می شود. و به طور همزمان مـی توانـد در شبیه سازیهای خوش فرمانی ( Handling) نیز بـه کـار رود.

• مدل تایر فیالا(Fiala Tire model )

اساس این مدل یک مدل فیزیکی تایر می باشد که در آن بدنـه تـایر، بـه صورت یک تیر قرارگرفته بر روی یک پایه الاستیک، مـدل شـده اسـت. المانهای الاستیک نیز تماس میان جاده و بدنه تایر را برقرار مـی کننـد. با توجه به فرضهای انجام شده، این مدل می توانـد در تعـین خـصوصیات لغزش حالت پایا استفاده شود که اساسی است بـرای محاسـبه نیروهـای طولی و جانبی.

• مدل MF تایر( Magic formula )

              این مدل به منظور بررسی رفتار حالت پایای تایر استفاده می شود. به عبارت دیگر در حقیقت مجموعه ای از روابط ریاضی است که بـر اسـاس مـدل فیزیکی تایر، جاده و تماس میان تایر- جاده، بنا شده است. این مدل از یـک سری معادلات دیفرانسیلی به منظور نشان دادن رفتار گذرای تایر با توجه به خصوصیات خوش فرمانی در فرکانس های بالاتر از ۸ هرتز استفاده می شود.

• مدل تایر پژکا (Pacejeka Tire model)

این مدل نسخه ویژهای از مدل تایر MF می باشد که عـلاوه بـر خـصوصیات Magic formula  قادر به مدل کردن نیروهای خوش فرمانی نیز هست.