مقررات جدیدی که در مسابقات فرمول یک در سال ۲۰۲۲ (۱۴۰۱ خورشیدی) معرفی شدند، باعث شد که چندین خودرو از پدیدهای به نام «پورپوزینگ» (Porpoising) رنج ببرند. اما اصلا «پورپوزینگ» به چه معناست؟ در ادامه به طور کامل این موضوع را شرح خواهیم داد.
در سال ۲۰۲۲، فدراسیون جهانی اتومبیلرانی (FIA) قوانین جدیدی را برای مسابقات فرمول یک به اجرا گذاشت که هدف از آنها نزدیکتر و هیجانانگیزتر کردن رقابتها بود. این تغییرات یک دگرگونی عظیم نسبت به قوانین قدیمی به شمار میرفت و عملا تیمها را مجبور کرد که طراحی خودروهای خود را از ابتدا آغاز کنند.
به همین دلیل بود که تیم مرسدس از جایگاه قهرمانی هشت دوره متوالی سازندگان، به تیمی تبدیل شد که در کل فصل ۲۰۲۲ (۱۴۰۱ خورشیدی) تنها یک پیروزی ناچیز کسب کرد. و همین امر موجب شد که مفسران و کارشناسان در سراسر جهان بارها و بارها دربارهی پدیده «پورپوزینگ» صحبت کنند.
این بحثها باعث شد بسیاری از افراد این سوال را مطرح کنند که «دقیقا پورپوزینگ چیست؟» و این سؤال کاملا بجاست، چرا که حتی طرفداران با تجربه نیز برای درک اصطلاحات تخصصی مورد استفاده در دنیای فرمول یک با مشکل مواجه میشوند و «پورپوزینگ» تنها جدیدترین واژه در این فهرست بلندبالا است؛ واژههایی که پشت سر عباراتی مانند «پنجرهی پیت استاپ» (Pit Window)، «پرچم قرمز» (Red Flagged)، «منطقهی دیآراس» (DRS Zone) و تمامی اصطلاحات دیگر قرار میگیرند.
بنابراین، برای روشن شدن کامل مفهوم پورپوزینگ لطفا به مطالعه ادامه دهید:
پورپوزینگ چیست؟
به زبان ساده، پورپوزینگ یک پدیدهی آیرودینامیکی است که خودروهای فرمول یک پس از پذیرش فلسفهی به اصطلاح «اثر زمین» (Ground Effect) دچار آن شدند. در این فلسفه طراحی، به جای اینکه جریان هوا از روی خودرو عبور کرده و آن را به سمت پایین هدایت کند، هوا از زیر خودرو مکیده میشود تا با ایجاد نیروی رو به پایین (Downforce) در سرعتهای بالا، خودرو را به سطح پیست بچسباند. تا اینجا که موضوع روشن است؟
مشکل اصلی اینجاست که هر چقدر سرعت خودرو بیشتر شود، تمایل بیشتری برای مکیده شدن به سطح زمین و نزدیک شدن به کف پیست پیدا میکند. اگر کف خودرو بیش از حد به زمین نزدیک شود، میتواند باعث توقف یا «استال» (Stall) شدن جریان هوا شود؛ این به معنی آن است که نیروی رو به پایین ایجاد شده به صورت ناگهانی از بین میرود. در این لحظه، خودرو به شدت به سمت بالا پرتاب میشود.
اما به محض اینکه کف خودرو از سطح زمین فاصله گرفت، جریان هوا دوباره برقرار شده و خودرو مجددا به سمت پایین کشیده میشود. این بالا و پایین رفتنهای تهاجمی و مکرر، همان چیزی است که پورپوزینگ نامیده میشود.
چرا این پدیده را پورپوزینگ مینامند؟
این کلمه، واژهی جالبی است، «پورپوزینگ» (Porpoising) از نام «پورپویز» (Porpoise) گرفته شده است. پورپویز یک پستاندار دریایی شبیه دلفین است که هنگام شنا، عادت دارد به طور متناوب روی سطح اقیانوس بالا و پایین بپرد یا سر خود را بیرون بیاورد. این حرکت شباهت زیادی به دلفین دارد، اما خب، «دلفینینگ» (Dolphining) احتمالا جذابیت این نام را ندارد!
چه چیزی باعث پورپوزینگ میشود؟
برای توضیح بیشتر باید گفت، قوانین جدید فرمول یک از تمایل به این امر نشات گرفتند که خودروها بتوانند یکدیگر را از فاصلهی نزدیکتری دنبال کنند. طبق قوانین قدیمی، نزدیک شدن کافی به خودروی رقیب برای سبقت گرفتن، شبیه سبقتهای فرناندو آلونسو در اکثر پیستها بسیار دشوار بود، زیرا روشی که خودروها با آن نیروی رو به پایین تولید میکردند، یک جریان هوای آشفته (Turbulent Air) به دنبال خود ایجاد مینمود. اگر خودرویی در این «هوای کثیف» (Dirty Air) گیر میافتاد، نیروی رو به پایین خود را از دست میداد و سبقت گرفتن را سختتر میکرد.
این دلیل اصلی وجود سیستم دیآراس (DRS) در خودروهای فرمول یک است؛ بالچهای در بال عقب که سرعت نهایی بیشتری را فراهم میکند و رانندگان میتوانند زمانی که در فاصلهی کمتر از یک ثانیه از خودروی جلوتر قرار دارند، آن را باز کنند.
اما برگردیم به پورپوزینگ. خودروهای جدید فرمول یک به گونهای طراحی شدهاند که جریان هوای آشفتهای را که تولید میکنند، به میزان قابل توجهی کاهش دهند (به بالچههای کوچک روی چرخها و سادگی بیشتر بالهای جلو در مقایسه با گذشته توجه کنید). این یعنی عملکرد خودروها هنگامی که فاصله کمی با یکدیگر دارند، بسیار کمتر کاهش مییابد.
برای جبران نیروی رو به پایین از دست رفته، اکنون خودروها نیروی حیاتی رو به پایین خود را از طریق اثر زمین تولید میکنند. این کار توسط دو کانال «ونتوری» (Venturi Tunnels) که در زیر خودروها امتداد دارند، انجام میشود. با عبور اجباری هوا از این تونلها با سرعت بالا، یک نیروی مکش قابل توجه ایجاد میشود که آن سرعت باورنکردنی مورد انتظار ما از بهترین خودروهای فرمول یک را فراهم میآورد، بدون آن کاستیهای قوانین قبلی.
پورپوزینگ در واقع اتفاقی است که زمانی رخ میدهد که شما نتوانید عملکرد نیروی رو به پایین را بر جریان هوای زیر خودرو به درستی کنترل کنید.
چگونه میتوان پورپوزینگ را متوقف کرد؟
رفع این مشکل در ظاهر بسیار ساده است؛ کافی است ارتفاع سواری (Ride Height) خودرو را بالا ببرید. احتمالا میپرسید: «پس چرا تیمها این کار را نمیکنند؟» باید گفت که آنها این کار را کردهاند. برای فصل ۲۰۲۳ (۱۴۰۲ خورشیدی)، فدراسیون جهانی اتومبیلرانی با بالا بردن حداقل ارتفاع لبهی کف تمامی خودروها به میزان ۱۵ میلیمتر، دفترچهی قوانین را بازنگری کرد. این اقدام پس از شکایت رانندگان مبنی بر اینکه بالا و پایین پریدن شدید خودروها خطرناک است، انجام شد.
اما همه چیز دوباره به همان عبارت کلیدی یعنی نیروی رو به پایین باز میگردد. با بالا بردن ارتفاع خودرو (و لبههای کف آن) از سطح زمین، میتوان از پورپوزینگ جلوگیری کرد، اما در عین حال، نیروی رو به پایین کمتری نیز تولید خواهد شد.
با نیروی رو به پایین کمتر، خودروی شما کندتر خواهد بود. و اگر خودروی شما کندتر باشد، امتیازی کسب نخواهید کرد. و اگر امتیازی کسب نکنید، گوئنتر اشتاینر در فصل بعدی سریال «رانندگی برای بقا» (Drive to Survive) شما را مسخره خواهد کرد! به همین دلیل بود که فدراسیون جهانی اتومبیلرانی مجبور شد دخالت کند، زیرا هیچ تیمی داوطلب نمیشد تا خودروی خود را بدتر کند و صرفا امیدوار باشد که بقیه نیز همین کار را انجام دهند.
اوضاع زمانی پیچیدهتر شد که سیستمهای تعلیق هیدرولیکی هوشمند نیز ممنوع شدند. این ممنوعیت تا حدی به دلیل پرهزینه بودن آنها (و اینکه اکنون تیمها تحت محدودیت سقف هزینه فعالیت میکنند) و همچنین به دلیل اینکه مشخص شد در ایجاد همان «هوای کثیف» نقش دارند، اعمال شد. بنابراین، این مورد نیز راه حلی نبود که تیمها بتوانند به دنبال آن باشند.
آیا پورپوزینگ خطرناک است؟
پاسخ بالقوه بله است. در اوایل فصل ۲۰۲۲ (۱۴۰۱ خورشیدی)، مرسدس بیش از هر تیم دیگری از پورپوزینگ رنج میبرد و پس از گرندپری آذربایجان، لوئیس همیلتون اعلام کرد که در پیچهای با سرعت بالا، چندین بار تا آستانهی از دست دادن کنترل خودرویش پیش رفته است.
مشکل مرسدس این بود که خودروی آنها برای حرکت با کمترین ارتفاع ممکن از سطح زمین طراحی شده بود و تیم تا زمانی که خیلی دیر شده بود، متوجه مشکلات بیشماری که این طراحی ایجاد میکرد، نشده بود. با وجود تلاش برای عملی کردن ایده خود قبل از شروع فصل ۲۰۲۳ (۱۴۰۲ خورشیدی)، نتیجهی گرندپری بحرین، که در آن تیم از تیم استون مارتین شکست خورد؛ تیمی که بسیاری از قطعات خود را از مرسدس میخرد اما ایده طراحی فوقالعاده سریع ردبول را پذیرفته بود – باعث شد که مدیر تیم مرسدس، سرانجام اعتراف کند که باید از نو طراحی را آغاز کنند.
به هر حال، بسیاری از رانندگان، اگر نگوییم اکثر آنها، از فدراسیون جهانی اتومبیلرانی خواستار دخالت شدند. برخی بر این باور بودند که وقوع آسیبهای جدی برای آنها، چه از طریق یک تصادف بزرگ و چه از طریق بالا و پایین پریدنهای مکرر، فقط یک مسئلهی زمانی است.
از گرندپری فرانسه ۲۰۲۲ (تیر ماه ۱۴۰۱ خورشیدی) به بعد، فدراسیون جهانی اتومبیلرانی یک حد قابل قبول برای میزان بالا و پایین پریدن تعیین کرد که توسط شتابسنجی در هر خودرو نظارت میشد. از آن زمان به بعد، هر تیمی که از این حد تجاوز میکرد، مجبور بود ارتفاع سواری خود را افزایش دهد تا مشکل حل شود، در غیر این صورت، به دلیل مسائل ایمنی با احتمال محرومیت مواجه میشد.
فدراسیون جهانی اتومبیلرانی این رویکرد را انتخاب کرد، زیرا همهی تیمها به یک اندازه از پورپوزینگ رنج نمیبردند. تیمهایی که مشکلات را پیشبینی کرده و خودروهای خود را بر اساس آن ساخته بودند، استدلال میکردند که این مسئولیت تیمهای رقیب است که خودروهای بهتری طراحی کنند و حق با آنها بود.
به عنوان مثال، استراتژی مرسدس با کنارههای باریک (Sidepods): طبق گفتهی تیم، این استراتژی باید مقدار زیادی نیروی رو به پایین ایجاد میکرد، اما شبیهسازیهای قدرتمند کامپیوتری آنها، آن بالا و پایین پریدنی را که در اولین دور آزمایشها آشکار شد، پیشبینی نکرده بودند.
برخی گمانهزنیها وجود داشت مبنی بر اینکه کمبود کنارهها در مقایسه با سایر تیمها باعث شده بود که کف خودرو که برای تولید نیروی رو به پایین بسیار حیاتی است، بیش از حد در معرض دید قرار گیرد و در نتیجه در سرعت بالا دچار انعطاف (خم شدن) میشد.
تیمها چگونه مشکل پورپوزینگ را حل کردند؟
اگر به زمان حال نگاه کنیم، مشکل پورپوزینگ در فرمول یک تا حد زیادی برطرف شده است. حتی خودروی مرسدس، که در سال ۲۰۲۲ (۱۴۰۱ خورشیدی) شبیه یک توپ فنری فیبر کربنی بود، در پیست بسیار پایدارتر به نظر میرسد. حتی اگر همچنان بسیار کندتر از خودروی پیشتاز ردبول RB19 باشد.
دلایل متعددی برای حل شدن مشکل پورپوزینگ وجود دارد. یکی از آنها افزایش ۱۵ میلیمتری حداقل ارتفاع لبهی کف توسط فدراسیون جهانی اتومبیلرانی است، هرچند که این تغییر قوانین دیرهنگام، برنامههای طراحی برخی از تیمها را دچار مشکل کرد: تیم مکلارن معتقد است این تغییر یکی از عوامل اصلی کند بودن خودروی ۲۰۲۳ آنها در مسابقه افتتاحیه فصل بود.
دلیل بزرگ دیگر این است که تیمها ۱۲ ماه فرصت داشتند تا بر این مشکل غلبه کنند و شروع فصل جدید به این معنی است که آنها با خودروهایی وارد مسابقات شدهاند که راهحلهای رفع پورپوزینگ در طراحی آنها گنجانده شده است. به یاد داشته باشید که با اعمال محدودیت سقف هزینه، تیمها دیگر نمیتوانند پول هنگفتی را برای بهبود خودروهای خود خرج کنند. و برای بسیاری از تیمها در سال ۲۰۲۲، این به معنای چسبیدن به یک طرح ناقص برای یک سال کامل بود که بسیار دردناک بود.
تیمها دقیقا چه چیزی آموختهاند؟ اکنون بسیاری از آنها ظرافتهای ایجاد نیروی رو به پایین از طریق اثر زمین را درک کردهاند. این کار را مانند پخش کردن کره روی نان تست تصور کنید: برای صبحانه، شما یک پخش یکنواخت میخواهید که تمام برش را پوشش دهد، اما در فرمول یک، شما پوششی میخواهید که در نقاط مناسب به اوج برسد و به تدریج کاهش یابد.
حس پورپوزینگ چگونه است؟
شاید شبیه تلاش برای انجام حرکات پارکور در داخل یک خشککن چرخشی!
واضح است که ما خودمان یک خودروی فرمول یک را نراندهایم، بنابراین در ادامه نظرات لوئیس همیلتون را بلافاصله پس از گرندپری باکو در سال ۲۰۲۲ (خرداد ماه ۱۴۰۱ خورشیدی) میخوانیم: «من فقط با آدرنالین آن مسابقه را به پایان رساندم، دندانهایم را از درد به هم میفشردم. نمیتوانم دردی را که تجربه میکنید بیان کنم، به خصوص در مسیر مستقیم در اینجا.»
و در اینجا هم گفتههای همتیمی او، جورج راسل، آمده است: «ما به مدت ۹۰ دقیقه در هر پیچ و در هر دور، به زمین برخورد میکردیم. این واقعا بیرحمانه بود.»
مطالب مرتبط:
