TPE : la formule 1

                                                                                                                                     [pic 1]

PLAN :

Les Composantes

A-) Exterieur: Pneu

                             Châssis

                              Aileron

B-) Interieur : Amortisseur

                              Transmission

                               Moteur

REDACTION :

Une Formule 1 est un véhicule terrestre de type automobile qui essai d’aller le plus rapidement possible à l’intérieur d’un règlement appelé FIA. Elle est constituée des mêmes composantes qu’une voiture conventionnelle comme le moteur, les roues, les freins, la boite de vitesse, etc. Les seules différences sont les caractéristiques de ces composantes qui sont plus avancés dans la voiture de Formule 1. Cette machine est très sensible à chaque petite variation dans l’ajustement ou la modification d’une pièce ou d’un ensemble de pièces. La Formule 1 subit donc des conditions extrêmes en tout temps et l’analyse de son comportement est très complexe.

 Pour commencer, le pneumatique est un élément très important de la monoplace vu que c’est la seule partie de la voiture en contact avec le sol. Ces pneus sont différents par rapport aux pneus utilisés dans les voitures normales, ils sont plus tendres, légers et sont changés plusieurs fois pendant chaque course automobile. Les pneus de la voiture de Formule 1 subissent deux types de forces. Une latéral qui agit sur le pneu lors d’un virage et l’autre longitudinale qui agit sur le pneu lors de l’accélération et du freinage.

[pic 2] force longitudinal                                [pic 3]force latéral

Il existe aussi une force qui s’applique au centre de gravité qui s’exprime sous la forme suivante : Masse de la F1 x (Vitesse de la F1)^2.

                        Rayon de Braquage

 Cette force a tendance à pousser la voiture vers l’extérieur du virage. L’évolution des pneus a permis à la F1 d’être plus stable et à avoir moins de risque de dérapage.

Passons aux squelettes des voitures de F1, le squelette d’une voiture de F1 est formé principalement du châssis et de la carrosserie. Premièrement, le châssis de la voiture de F1 est la partie centrale de la voiture où tout est rattaché. Il contient le pilote alors il doit être capable d’absorber de gros choc tout en étant très léger (max 35 Kg), pour cela, les nouveaux châssis sont constitués de fibre de carbones qui se compose de fibres extrêmement fines, d'environ cinq à dix micromètres de diamètre ce qui le rend tellement léger tout en étant principalement constituer de Carbonne d’où sa capacité à absorber de gros choc. Deuxièmement, la carrosserie comprend tout ce qui recouvre les pièces de la voiture. Elle inclut le revêtement du châssis, les ailerons, les pontons et le capot qui comprend la prise d’air au-dessus du pilote. Le tout est fabriqué en fibre de carbone. C’est probablement la partie de la voiture la plus étudiée pour l’aérodynamisme car c’est elle en grande partie qui fera écouler l’air autour de la voiture. Chaque partie de la carrosserie a son rôle : les ailerons provoquent de l’appui (freinent la voiture), les pontons et la bouche d’aération font entrer l’air pour refroidir le moteur tout en résistant le moins possible au passage de l’air, et le reste est étudié pour faire glisser l’air tout autour de la voiture. 

(Squelette complet d’une Formule 1) [pic 4]

L’aileron dont j’ai parlé plus haut est un composé très important de la voiture de Formule 1. C’est aussi un appendice aérodynamique qui permet de stabiliser la formule 1 sur la piste dût aux appuis aérodynamiques qu’il génère. Ceux-ci donnent plus d'adhérence en virage à la voiture en augmentant la charge verticale, mais font chuter la vitesse de pointe en ligne droite en générant des efforts de trainées. Il existe deux types d’aileron principaux : Avant et Arrière. L’aileron avant envoie de l’air sous la voiture ce qui lui permet de se coller à la piste vue que les roues créent des perturbations. [pic 5]

Passons à l’aileron arrière qui est la base de l’effet aérodynamique appliquer sur la voiture, c’est la partie de la monoplace qui lui procure le maximum d'appui. Mais en conséquence, il génère des turbulences importantes qui nuise à l'efficacité générale, et ce quel que soit le braquage utilisé. Le but est donc de réduire au maximum ces turbulences sans nuire à l'appui procuré par l'aileron. On remarque aussi les petits ailerons devant les roues arrière, qui sont plutôt destinés à éviter les turbulences et la résistance qu'elles pourraient générer. Au cours du temps les formules 1 ont beaucoup évoluer. En 1950 elles n’avaient pas d’aileron puis peu à peu ces derniers ont commencés a apparaitre ce qui améliore beaucoup la formule 1 et facilite sa conduite. [pic 6]

Tout cela était les composantes extérieures d’une formule 1 qui sont très importante mais la voiture ne peut pas marcher sans ces parties internes. 

Commençons par l’amortisseur, qui est un dispositif qui amortit les chocs, les trépidations.Le rôle principal d’un amortisseur est d'amortir les débattements en dissipant l'énergie accumulée dans les ressorts, évitant aux roues de débattre trop longtemps : les amortisseurs fournissent un effort en fonction de la vitesse de débattement. Lorsque la voiture entre ou sort d'un virage, freine, accélère, monte sur un vibreur ou une bosse quelconque, les amortisseurs jouent leur rôle en limitant les débattements dans le temps. Cela ce fait grâce aux ressorts présent dans les amortisseurs. Ces derniers ont été inventés pour atténuer les chocs provoqués par les aspérités de la route sur l’une des roues qui se répercutait sur l’autre roue fixée sur le même essieu, donnant ainsi lieu à une variation de carrossage et à un déplacement latéral. Ce phénomène est apparu lorsque les voitures se sont mises à aller plus vite.

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