Teknologi Formula1: Sejarah, Kepantasan dan Kemasyhuran

Oleh : Mohd Faizal Aziz

Deruman enjin jentera Formula1 sentiasa menggamit peminat jentera berkuasa tinggi dan terpantas tempatan berkunjung ke litar F1 tanahair di Sepang. Setiap tahun perlumbaan jentera kereta termahal di dunia ini sudah menjadi kalendar acara tahunan yang singgah di Malaysia bagi melengkapkan musim perlumbaan yang telah ditetapkan oleh Persekutuan Automobil Antarabangsa (FIA). Pada musim 2010 ini, kalendar Formula1 bermula pada bulan Mac 2010 di Litar Antarabangsa Bahrain manakala Petronas Grand Prix Malaysia akan diadakan pada bulan April di litar kebanggaan Malaysia di Litar Antarabangsa Sepang (SIC). Hujung minggu ini pula  iaitu pada 11 Jun 2010, Grand Prix Formula1 Montreal, Canada (Grand Prix du Canada) akan memulakan perlumbaan setelah terhenti seketika pada tahun 2008 akibat masalah politik dan ekonomi setempat.

Persekutuan Automobil Antarabangsa mentakrifkan Formula1 atau F1 ialah perlumbaan kereta kelas teratas bagi kereta yang mempunyai satu tempat duduk dengan tayar yang terdedah keluar dari badan kereta. Kebiasaannya jentera kereta F1 berlumba pada kelajuan tinggi sehingga melebihi 320 kilometer sejam (km/j) dan mampu menghasilkan tekanan sehingga 5G (graviti) di beberapa selekoh sepanjang perlumbaan di litar. Perlumbaan F1 sememangnya bukan sahaja melibatkan pertarungan antara pemandu paling handal tetapi juga perlumbaan teknologi antara syarikat-syarikat pengeluar kereta dalam memastikan kenderaan mereka beroperasi semaksimum mungkin untuk memenangi perlumbaan.

F1 telah berkembang daripada sukan yang hanya memerlukan kecekapan dan kemahiran memandu kepada sukan yang lebih bergantung kepada teknologi tinggi. Pasukan yang tidak mempunyai peruntukan mencukupi dalam mendapatkan teknologi terkini, kebiasaannya akan menghadapi masalah untuk bersaing.Teknologi F1 sebenarnya digunakan juga dalam teknologi harian seperti teknologi automotif terkini, komunikasi tanpa wayar (wireless), keselamatan, pengkomputeran dan sebagainya.

Dalam perlumbaan masa kini, keupayaan sesebuah pasukan untuk menyesuaikan reka bentuk kereta dan mempertingkatkan kecekapan aerodinamik ketika perlumbaan misalnya merupakan satu kelebihan untuk kereta meluncur dan memintas di hadapan. Justeru, teknologi komputer canggih seperti reka bentuk bantuan komputer (CAD) dan pengeluaran bantuan komputer (CAM) diperlukan untuk membolehkan jurutera merancang reka bentuk terbaik dalam menghadapi setiap litar.

Selain teknologi rekabentuk kereta tersebut, teknologi telemetri ataupun sistem telemetri dua hala misalnya telah digunakan untuk membolehkan prestasi kereta sentiasa dipantau oleh kumpulan teknikal yang bertugas di pit. Sistem ini akan menyalurkan maklumat setiap masa mengenai keadaan komponen utama kereta seperti keadaan enjin, pergerakan casis, tayar, minyak dan sebagainya menggunakan teknologi tanpa wayar (wireless) .Maklumat-maklumat ini dikumpulkan oleh sensor-sensor yang diletakkan pada setiap komponen utama kenderaan dan data yang dihantar akan diproses oleh pusat pelayan komputer dan dipaparkan dalam bentuk grafik bagi memudahkan jurutera membuat analisis.

Prestasi jentera kereta Formula1 bergantung pada teknologi rekabentuk elektronik, aerodinamik, suspensi dan tayar. Perlumbaan yang paling mahal di dunia itu telah melalui beberapa evolusi dan perubahan sejak ia mula diperkenalkan pada tahun 1920-an dahulu di Eropah. Eropah adalah pusat tradisi F1 apabila semua pasukan berpangkalan di benua tersebut Namun, kini Grand Prix sudah mendapat tempat di hati peminat dan diadakan di seluruh dunia. Perlumbaan di Eropah dan Amerika dikurangkan untuk memberi laluan kepada litar baru di Bahrain, China, Turki dan Singapura yang menganjurkan perlumbaan malam yang pertama pada tahun 2009.

Istilah Formula merujuk kepada satu set peraturan yang perlu dipatuhi semua peserta. Gelaran Formula Satu menandakan sukan berkenaan perlu dijadikan formula perlumbaan paling canggih dan kompetitif di dunia.
Sebilangan pertubuhan perlumbaan Grand Prix merangka peraturan bagi satu Kejohanan Dunia sebelum perang Dunia Kedua, namun akibat penggantungan acara lumba ketika perang, Kejohanan Pelumba Dunia tidak dirasmikan sehingga 1947.Perlumbaan kejohanan dunia pertama disambung pada 1950 di litar Silverstone, United Kingdom sebelum satu kejohanan bagi pembina kereta menyusul pada 1958.Kejohanan Dunia F1 pertama dijuarai Giuseppe Farina dari Itali menerusi Alfa Romeo 159 pada 1950 selepas berjaya menewaskan rakan sepasukannya, Juan Manuel Fangio dari Argentina. Namun begitu, Fangio berjaya merangkul gelaran juara pada musim 1951, 1954, 1955, 1956 dan 1957 manakala Alberto Ascari dari pasukan Ferrari memenangi kejohanan pada 1952 dan 1953. Fangio dikenang kerana mendominasi dekad pertama F1 dan mendapat gelaran sebagai Grand Master F1.

Pada awal perlumbaan F1, ia didominasi pasukan pembuat kereta komersil seperti Alfa Romeo, Ferrari, Mercedes Benz dan Maserati. Musim terawal menyaksikan penggunaan kereta yang dibangunkan sebelum zaman perang seperti Alfa Romeo 158 dan berenjin di bahagian hadapan, dengan tayar lebih nipis. Kebanyakan jentera hanya menggunakan enjin serendah 1.5L sebelum peraturan baru diperkenalkan mengikut peraturan Formula Dua. Apabila Formula Satu memasuki musim baru dengan enjin terhad kepada 2.5 liter, Mercedes-Benz memperkenalkan W196 yang canggih bercirikan inovasi seperti injap Desmodromik serta suntikan bahan api selain pembuatan badan diperkemas dan tertutup.

Mercedes berjaya memenangi kejohanan pemandu selama dua tahun sebelum menarik diri daripada semua sukan bermotor akibat bencana Le Mans 1955. Pengenalan semula kereta berenjin tengah oleh Cooper's yang diilhamkan daripada rekaan Formula Tiga berjaya membuktikan kepantasan kenderaan semakin meningkat sehingga pada 1961, semua pasukan bertanding beralih kepada kereta berenjin tengah.Juara dunia pertama adalah Mike Hawthorn dari United Kingdom yang memandu Ferrari, merangkul gelaran terbabit pada musim 1958. Bagaimanapun, apabila Colin Chapman menyertai F1 sebagai pereka rangka kereta dan kemudian menjadi pengasas Team Lotus, warna hijau kereta lumba British mula mendominasi pertandingan F1 selama satu dekad.

Pada musim 1962, Lotus memperkenalkan jentera terbaru dengan rangka helaian aluminium sebagai ganti kepada rekaan konvensional. Pada akhir 1970-an, Lotus memperkenalkan aerodinamik kesan bumi yang memberi daya turun yang amat kuat dan banyak sehingga meningkatkan kelajuan membelok.
Oleh kerana daya aerodinamik terlalu kuat sehingga menekan kereta pada permukaan landasan, ada pasukan yang menanggalkan spring dalam suspensinya dan menggantikannya dengan aluminium pejal untuk meminimumkan perubahan dalam ketinggian pemandu akibat perubahan drastik dalam daya turun daripada kelajuan rendah ke kelajuan tinggi.

Bagaimanapun, FIA mengharamkan aplikasi aerodinamik kesan bumi terbabit mulai musim 1983 atas sebab keselamatan.Pasukan teknikal di pit melakukan penganalisaan data yang disampaikan oleh sensor kepada sistem komputer memperbaiki prestasi kenderaan ketika perlumbaan dan juga dikumpulkan bagi setiap perlumbaan untuk digunakan bagi kegunaan perlumbaan musim depan.Jika perubahan spesifikasi ingin dilakukan, pusat teknikal di pit akan memaklumkan kepada pemandu perkara tersebut dengan menghantar isyarat yang akan dipancarkan melalui lampu-lampu tertentu di bahagian stereng kereta F1.Jika pemandu bersetuju, ia hanya perlu menekan butang yang telah ditetapkan bagi membolehkan pasukan teknikal membuat perubahan terhadap spesifikasi kereta mereka tanpa perlu memberhentikan kenderaan tersebut. Bagaimanapun, jika perubahan besar perlu dilakukan, ia boleh dilakukan ketika pemandu memberhentikan kenderaan mereka di pit bagi mengisi minyak.Menyentuh mengenai teknologi aerodinamik, kebiasaannya apa yang dilakukan ketika proses mereka bentuk dan diuji dalam pelbagai cara termasuk menggunakan komputer simulasi, memasuki terowong angin dan ujian di litar.

Salah satu alat yang terpenting dalam mengukur prestasi aerodinamik kereta ialah Computational Fluid Dynamics (CFD). CFD merupakan teknologi berasaskan komputer yang mengkaji kedinamikan CFD mengikut ke semua arah angin terhadap badan kereta. Dalam perlumbaan F1, CFD melibatkan pembinaan model simulasi komputer kereta lumba yang kemudiannya dilaksanakan berdasarkan hukum fizik kepada prototaip maya tersebut. Komputer akan mengesan kesan pelanggaran angin sama ada tolakan ke bawah atau atas bagi setiap trek yang digunakan dan para mekanik boleh membuat penyesuaian mengikut trek-trek yang disertai. Secara umumnya, pasukan F1 akan menggunakan teknologi pengkomputeran sebagai langkah pertama dalam proses mereka bentuk kereta dan menjalani ujian. Mereka kemudiannya akan membina kereta tersebut mengikut model yang dibina melalui komputer dan apabila ia telah siap diuji, hari perlumbaan akan menjadi penentu kerja-kerja yang telah mereka lakukan.

Sebenarnya terlalu banyak teknologi yang terlibat dalam perlumbaan F1 bermula dari peringkat asas seperti `Air Jack' iaitu alat untuk mengangkat kereta untuk mempercepatkan proses menukar tayar sehingga kepada proses ujian pelanggaran, unit kawalan elektronik, kotak gear, cat, keselamatan, pemanasan enjin, terowong angin, reka bentuk dan sebagainya.Syarikat-syarikat peserta perlumbaan F1 akan sentiasa memastikan teknologi kenderaan mereka diperbaharui dan berupaya berada di barisan grid hadapan setiap kali perlumbaan bermula dan juga yang pertama sekali menamatkan perlumbaan.Peningkatan kepantasan jentera F1 mula berkembang apabila Renault memperkenalkan enjin berkuasa turbo yang menghasilkan lebih 700 kuasa kuda (bhp) sebelum meningkat sehingga 1,400 bhp, menjadikan jentera F1 sebagai kenderaan beroda terbuka paling berkuasa di dunia sehingga ke hari ini.

~Faizal~
Montreal, Kanada

p/s : Rencana ini diterbitkan pada bulan Februari 2010 dalam sisipan Majalah Estidotmy, kerjasama akhbar Utusan Malaysia- Kementerian Sains Teknologi dan Inovasi (MOSTI)