Formula 1 - sức mạnh của công nghệ

Mốc chính thức cho lịch sử của Formula 1 bắt đầu từ năm 1950, nhưng khởi nguồn của F1 lại có khá sớm, từ những năm 1890. Vào thời điểm này, những chiếc xe đua còn rất thô kệch, nặng nề, đường đua thì chỉ đơn giản là trải nhựa đường hay... gỗ, độ ổn định của xe hay động cơ là thứ xa xỉ, các tay đua thì luôn kè kè với các bác thợ gầm thợ máy, và các cuộc đua thường được tổ chức trên các tuyến đường từ thành phố này đến thành phố khác.

So với tốc độ kinh hoàng của những chiếc F1 ngày nay mà bạn thường thấy trên TV thì tốc độ của xe đua thời kỳ đó chỉ nên sánh với lũ sên bò. Vào năm 1899 tốc độ trung bình của tay đua vô địch giải Paris-Bordeaux là 48 km/h! Tuy nhiên, đến năm 1901 con số này đã lên tới 101 km/h.

Sau thế chiến II, các cuộc đua manh mún ban đầu được sắp xếp và tổ chức lại theo một công thức mới. Ban đầu công thức này được gọi là Formula A, nhưng rất nhanh sau đó cái tên Formula 1 có vẻ được ưa chuộng hơn và  lịch sử của Formula 1 chính thức được xem là bắt đầu từ đây.

Thời kỳ này, Formula 1 là giải đua cho các xe có động cơ tăng nạp dung tích 1500cc, hoặc xe nạp khí tự nhiên 4500cc. Cung đường thấp nhất được rút từ tối thiểu 500 km xuống còn 300 km. Tháng 4 năm 1950, Juan Manuel Fangio, trên chiếc Maserati, giành chiến thắng tại Pau Grand Prix, giải đầu tiên được gọi là cuộc đua "International Formula One".

Hiện nay cơ quan điều hành của Formula 1 là Liên đoàn xe đua quốc tế, gọi tắt là FIA (Fédération Internationale de l'Automobile). Thông thường mỗi mùa giải hiện nay có 10 đội tham dự, mỗi đội có 2 xe cùng 2 tay đua chính thức tham gia. Tất cả các xe tham gia mùa giải phải sử dụng động cơ V8 2.4 (hoặc V10 3.0 nhưng tốc độ động cơ bị hạn chế), nạp khí tự nhiên (cấm turbo hay các loại tăng nạp khác), mỗi xi lanh không quá 5 xu-páp. Công suất của động cơ cùng thông số kỹ thuật ít khi được tiết lộ, nhưng cho đến thời điểm 2005 thì động cơ V10 3.0 của BAR Honda là mạnh nhất với hơn 900 mã lực ở vòng tua 19 ngàn vòng/ phút.

Sang năm 2006, bất chấp việc FIA thay đổi động cơ V10 sang V8 để giảm tốc độ của Formula 1, Honda vẫn tự tin cho biết động cơ V8 2.4 của họ sẽ đạt 1000 mã lực. Động cơ công suất lớn như vậy nên nhiệt sinh ra cũng rất khủng khiếp, mỗi phút động cơ sinh ra 100 ngàn BTU (đơn vị đo nhiệt, 1758 kW), mỗi giây hút 650 lít không khí, tiêu thụ trung bình 75 lít/100km.

Năm 2004, luật FIA quy định mỗi động cơ phải hoàn tất một vòng đua, bao gồm cả chạy thử, phân hạng và trọn ngày đua.

Năm 2005, luật lại thay đổi, mỗi động cơ phải hoàn thiện được 2 vòng đua, nếu thay động cơ thì bị đánh tụt xuống 10 hạng so với chạy phân hạng (qualify).

Hộp số trên xe F1 là kiểu tuần tự bán tự động với 6 hoặc 7 số cùng một số lùi, nhưng đa phần các đội đua làm số lùi chỉ để tuân thủ quy tắc chứ hiếm khi sử dụng. Người lái sử dụng cần số nhỏ gắn sau tay lái để chuyển số thông qua cơ cấu điện tử-thủy lực. Tay ly hợp (cũng gắn sau vô lăng) của xe F1 chỉ sử dụng khi xuất phát hoặc dừng xe. Ly hợp của xe F1 bao gồm nhiều đĩa các-bon với đường kính nhỏ hơn 102 mm, nặng chưa tới 1 kg nhưng phải chịu đựng được sức mạnh đến hơn 900 mã lực của động cơ.

Thân xe được chế tạo từ chất liệu composite hoặc các vật liệu siêu nhẹ khác (các đội đua không bao giờ tiết lộ). Trọng lượng tối thiểu là 600 kg kể cả người lái và camera gắn trên xe cùng dầu thủy lực. Tuy nhiên công nghệ cao khiến cho việc chế tạo xe nhẹ đến mức không tưởng khi một số xe có trọng lượng chỉ 440 kg! Vì vậy các xe có trọng lượng quá thấp thường có thêm một chi tiết là ballast, chi tiết này có nhiệm vụ bù trọng lượng để xe nặng theo mức đề ra của FIA (đội BAR Honda mùa giải vừa qua bị phạt không được tham dự 2 vòng đua vì trọng lượng nhẹ hơn quy định và có thông tin cho rằng BAR dùng bình xăng phụ để làm ballast). Việc sử dụng ballast có một ưu điểm tối quan trọng là ballast có thể được bố trí ở bất kỳ chỗ nào nhằm tối ưu hóa phân bổ trọng lượng xe.

Một chi tiết nhỏ nhưng tối quan trọng trên xe F1 hiện đại là tay lái hay còn gọi là vô lăng. Một chiếc vô lăng nhỏ có trọng lượng dưới 1,3 kg nhưng giá thành lên tới 40 ngàn đô la (ảnh). Tại sao?

Vì vô lăng này được chế tác cực kỳ chính xác và tinh xảo, người lái có thể điều chỉnh các chế độ để gia tăng hoặc giảm thiểu độ bám đường của xe, thay đổi số, hạn chế vòng tua động cơ, điều chỉnh hòa khí cho động cơ, điểu chỉnh áp lực phanh và bộ đàm. Trên tay lái còn có màn hình hiển thị từ số vòng phút của động cơ, thời gian 1 vòng (lap), tốc độ, báo số, lực nén khí động học... 

Nhiên liệu cho xe F1 gần giống xăng thông thường, tuy nhiên tỷ lệ pha các hoạt chất lại khác. Xăng cho xe F1 không được phép có những thành phần hóa học mà trong xăng thông thường không có. Tỷ lệ pha trộn xăng sẽ thay đổi tùy theo các đường đua và điều kiện thời tiết nhằm đảm bảo tính năng vận hành của động cơ có thể phát huy tối đa.

Những chiếc lốp cho xe F1 phải đáp ứng tiêu chuẩn do FIA đặt ra, phải có tối thiểu 4 rãnh dọc (nhằm giảm tốc độ của xe), không được phép rộng hơn 355mm cho lốp trước và 380mm cho lốp sau.

Không giống nhiên liệu, lốp xe F1 khác xa với lốp xe thông thường, lốp thường có thể chạy 100.000 km hoặc hơn, nhưng lốp F1 thiết kế chỉ để chạy cho một vòng đua thông thường khoảng hơn 300 km. Lý do tuổi thọ lốp thấp là vì lốp F1 sử dụng cao su và các hoạt chất rất mềm nhằm tạo ma sát tối đa.

Khả năng vận hành của xe F1 rất ấn tượng, tất cả các xe của các đội tham dự mùa giải 2005 đều có khả năng tăng tốc từ 0 lên 160 km/h rồi phanh trở về 0 trong vòng chưa đến 5 giây. Những xe thương mại thường dùng thông số tăng tốc từ 0-100 km/h, nhưng trong F1 thường dùng thông số 0-300 km/h! Các xe F1 đều có khả năng tăng tốc từ 0 lên 300 km/h ở khoảng 8 đến 10 giây.

Cho dù mùa giải năm nay FIA đã quy định các đội phải dùng động cơ V8 2.4 (hoặc V10 3.0 nhưng vòng tua động cơ lại bị giới hạn) nhưng tốc độ trung bình của các tay đua vẫn đạt trên 200 km/h, tốc độ tối đa vẫn ở trong khoảng 350 đến 360 km/h. Trong điều kiện đường thẳng, tốc độ của xe F1 còn có thể vượt ngưỡng 400 km/h (đội BAR Honda đã thử nghiệm tại Bonneville, Mỹ, đạt tốc độ 400,459 km/h trong ngày 27/7/2006).

Đến đây bạn đã có câu trả lời cho mình?! Chúng tôi sẽ sớm trở lại với loạt bài về công nghệ của Formula 1.

Kar