การแข่งขัน F1ในปีนี้ คณะกรรมการจากสหพันธ์ยานยนต์นานาชาติ (F.I.A.) อนุญาตให้นำเทคโนโลยีในการดึงพลังงานจากการเบรค มาเก็บไว้แล้วนำมาใช้ในการเร่งความเร็วในช่วงส้ันๆ โดยมีเชื่อเรียกอุปกรณ์นี้ว่า KERS หรือ KINETIC ENERGY RECOVERY SYSTEM ระบบสำรองพลังงานนี้ได้รับอนุญาตให้นำมาใช้ได้ในฤดูกาลแข่งขันของปีนี้ (2009) และไม่ได้มีการบังคับว่าทุกทีมจะต้องติดตั้งระบบนี้เหมือนกันหมดเนื่องจาก อุปกรณ์สำรองพลังงานชนิดนี้ (KERS) เมื่อติดตั้งกับรถแข่ง F1แล้วจะทำให้มีน้ำหนักเพิ่มขึ้นถึง 30 กิโลกรัม



หลักการเบื้องต้น ของระบบสำรองพลังงาน (KERS) มี 2 แบบคือ เกิดจากการทำงานของกลไกฟลายวีลร่วมกับมอเตอร์ไฟฟ้า หรือเกิดจากมอเตอร์ไฟฟ้าและพลังงานไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ ทั้งสองระบบนี้ถูกคิดค้นและพัฒนาเพื่อนำประโยชน์สูงสุดในการใช้งานของรถแข่ง F1และรถทั่วๆไปโดยมีหลักการทำงานเหมือนกันกับระบบ HYBRIDS ในรถยนต์ประหยัดพลังงานที่มีการทำงานของเครื่องยนต์ผสมกับมอเตอร์ไฟฟ้าเพื่อ ประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิง แต่อุปกรณ์ KERS มีไว้เพื่อนำพลังงานสำรองที่เก็บไว้มาใช้ในการเร่งแซง (ซึ่งส่วนใหญ่นักขับมักใช้อุปกรณ์นี้ช่วยในการแซงทางตรงที่มีระยะทางยาวๆ มากกว่าจะใช้ในทางโค้ง)ระบบ REGENERATIVE BRAKING ถูกพัฒนาปรับปรุงให้มีความแม่นยำและเชื่อถือได้โดยได้นำมาติดตั้งกับรถยนต์ ของ TOYOTA รุ่น PRIUS และ HONDA รุ่น INSIGHT ซึ่งเป็นรถใช้งานทั่วๆไป



หลักการของระบบนี้ (REGENERATIVE BRAKING) เกิดขึ้นจากพลังงานการเคลื่อนที่ของล้อ (หมุน)จะถูกส่งผ่านไปยังไดชารจ์เพื่อแปลงเป็นกระแสไฟฟ้าแล้วเก็บไว้ที่ แบตเตอรี่ ส่วนการหมุนของฟลายวีลจะเป็นพลังงานโดยตรง(RAW KINETIC) นักแข่งF1สามารถนำออกมาใช้เพื่อสร้างอัตราการเร่งแซงด้วยการกดปุ่ม ตามกฏของ F.I.A.ระบุไว้ว่า ระบบ KERS จะเก็บพลังงานสำรองได้ไม่เกิน 400 KILOJOULES ต่อรอบ หรือราว 60 กิโลวัตต์ (80แรงม้า) เป็นระยะเวลาประมาณ 6.5 วินาที

ระบบ FLYBIRD SYSTEM เกิดจากมันสมองของทีมวิศวกรรถแข่ง F1จากบริษัท RENAULT คือระบบการทำงานของ KERS แบบกลไกมีน้ำหนักรวมกับฟลายวีล 30 กิโลกรัม โดยฟลายวีลจะหมุนด้วยความเร็ว 64500 รอบต่อนาที พลังงานจากการหมุนจะถูกส่งออกมาและนำไปเก็บไว้ยังฟลายวีลผ่านเกียร์ TOROTRAK TOROIDAL CVTและระบบคลัตซ์ที่อาศัยแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง มีลักษณะการทำงานโดยจับแรงบิดที่มีความแตกต่างกันของความเร็ว เกียร์และฟลายวีล สมองกลของระบบจะเลือกอัตราทดเกียร์ที่พอดีกับความเร็วโดยไม่มีอาการกระตุก และยังช่วยทำให้คลัตซ์จับตัวกับฟลายวีลได้อย่างนุ่มนวลเพื่อป้องกันความเสีย หายในขณะที่นักแข่งปล่อยคลัตซ์เปลี่ยนเกียร์และกดคันเร่งซึ่งในบางสนามการ เปลี่ยนเกียร์ขึ้นลงมีมากกว่า 2500 ครั้งกว่าจะจบการแข่งขัน



ในระบบ KERS ของทีมแข่งรถ WILLIAMS F1 มีพื้นฐานมาจากระบบไฟฟ้าที่พัฒนาให้ฟลายวีลทำงานแทนแบตเตอรี่ ( FLYWHEEL MOTOR GENERATOR) มันจะเก็บพลังงานจากการหมุนเอาไว้เหมือนฟลายวีลแบบปกติในขณะเดียวกันมันก็จะ ไปหมุนมอเตอร์ไฟฟ้าที่ทำงานผสมกับระบบส่งกำลัง เนื่องจากมอเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะใช้แม่เหล็กเชื่อมต่อการทำงานในรอบ ที่สูงมากจนอาจทำให้เกิดความผิดพลาดของแรงเหนี่ยวนำกระแสแม่เหล็ก การป้องกันความผิดพลาดที่จะเกิดขึ้นจึงใช้ MAGNETIC LOADED COMPOSITE ซึ่งมันก็คือผงแม่เหล็กผสมกับเรซินนำมาติดไว้ในฟลายวีลเพื่อทำให้คาร์บอน ไฟเบอร์มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็กไปด้วย ส่วนใหญ่แกนของฟลายวีลในรถแข่ง F1ยุคนี้จะทำมาจากโลหะหุ้มด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ แต่ทีม WILLIAMS ใช้วัสดุที่ทำฟลายวีลเป็นคาร์บอนไฟเบอร์ล้วนๆเพื่อลดน้ำหนัก และการหมุนด้วยความเร็วสูงด้วยน้ำหนักที่น้อยกว่าของฟลายวีลแบบคาร์บอน ไฟเบอร์ จะสร้างแรงเหวี่ยงนอกแนวระนาบให้เกิดขึ้นน้อยมากในย่านความเร็วสูงสุดและไม่ ส่งแรงรบกวนไปยังการควบคุมรถในขณะที่ทำการแข่งขัน



ปั้มขนาดใหญ่ด้าน นอกของรถ F1 จะดูดเอาอากาศจากบริเวณภายในเสื้อฟลายวีลและเก็บเอาไว้ตลอดการแข่งขัน ส่วนในระบบ FLYBIRD ของรถยนต์ทั่วๆไปจะมีปั้มขนาดเล็กที่สามารถดูดเอาอากาศออกจนหมดได้ภายใน 20 วินาที ฟลายวีลแบบใหม่นี้ (FLYWHEEL MOTOR GENERATOR) นอกจากจะปรากฏให้เห็นในการแข่งขันรถ F1 ในปี2009นี้แล้วต่อไปในอนาคตข้างหน้าอีกไม่นานนักเราก็คงจะได้เห็นมันถูกติด ตั้งในรถยนต์ทั่วๆไป กลไกขนาดกระทัดรัดของระบบที่ไม่ซับซ้อนและมีต้นทุนในการพัฒนาที่ต่ำอาจทำให้ เราเห็นมันถูกใช้งานเร็วขึ้นจากปัญหาพลังงานที่เริ่มมีราคาแพงขึ้นมาก

มีหลากหลายหนทางที่จะทำให้ฟลายวีลเป็นตัวเก็บพลังงานสำรองแทนแบตเตอรี่ เพราะถ้าจะให้แบตเตอร่ีรถยนต์มีพลังงานเท่าๆกับฟลายวีล คงต้องใช้แบตลูกใหญ่มากๆจนเกินพิกัดน้ำหนักที่รถยนต์จะรองรับได้ อีกหนึ่งปัญหาใหญ่ของรถยนต์ระบบ HYBRIDS คือเมื่อมันถูกใช้งานโดยใช้แบตเตอรี่ในการขับเคลื่อนเพียงอย่างเดียว ประจุกระแสไฟฟ้าที่กักเก็บอยู่ในแบตเตอรี่มักจะหมดลงอย่างรวดเร็ว เนื่องจากการขับเคลื่อนรถยนต์โดยใช้แบตเตอรี่เพียงอย่างเดียวสิ้นเปลือง พลังงานมาก หนทางในการแก้ใขในยุคนี้ก็มีเพียงเพิ่มขนาดของแบตเตอรี่ให้มีขนาดที่ใหญ่ ขึ้นแต่ก็อย่างที่บอก น้ำหนักที่เพิ่มขึ้นจากแบตเตอรี่ลูกใหญ่จะทำให้รถมีน้ำหนักมากจนไม่เกิดความ ประหยัดที่แท้จริงแต่อย่างใด ฟลายวีลเก็บพลังงานได้จึงเป็นทางออกที่ดีที่สุดในอนาคตอันใกล้นี้ เนื่องจากมันเป็นระบบที่มีความซับซ้อนไม่มากนัก อายุการใช้งานยาวนานจากการทดสอบแสดงถึงคุณประโยชน์ที่แท้จริง รวมถึงการบำรุงรักษาระบบที่ไม่ยุ่งยาก มีแต่เพียงช่วงเวลาที่นำออกมาใช้ยังคงเป็นระยะเวลาสั้นๆ และเป็นหน้าที่ของบรรดาวิศวกรจากค่ายรถชั้นนำที่จะต้องทำการบ้านให้มากกว่า เดิมเพื่อเพิ่มระยะเวลาในการใช้งานของระบบนี้ให้ยาวนานกว่าเดิม

ฮังกาเลี่ยน กรังด์ปรีซ์เมื่อวันอาทิตย์ที่ผ่านมา(26 ก.ค.) ทีมรถแข่ง F1 อย่างแมคลาเรนและเฟอร์รารี่เข้าเส้นชัยในอันดับที่หนึ่งและสองโดยทั้งสองทีม ติดตั้งอุปกรณ์ KERS แต่มันก็ยังคงไม่สามารถแสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์ชนิดนี้ช่วยให้รถและนักแข่ง คว้าชัยชนะมาได้อย่างง่ายดาย ตัวแปลและข้อแตกต่างรวมถึงรายละเอียดปลีกย่อยเช่นสภาพสนาม อุณหภูมิของยาง และตัวของนักแข่งบวกกับการเซตช่วงล่างของทีมแข่ง การกำหนดให้รถแข่งของทีมเข้าพิตส์เพื่อเติมน้ำมันเชื้อเพลิงและเปลี่ยนยาง อย่างถูกต้องยังคงเป็นหัวใจของการวางแผนที่ดีในการคว้าชัยชนะในแต่ละสนาม และยังคงมีรถแข่ง F1 ของอีกหลายๆทีมทีไม่ยอมติดตั้งอุปกรณ์ KERS เนื่องจากงบประมาณด้านการวิจัยและพัฒนาไม่สามารถเทียบได้กับทีมชั้นนำที่มี เงินมหาศาลและทุ่มเทงบประมาณอย่างไม่อั้นเพียงเพื่อที่จะทำให้รถแข่งของทีม ตนได้เปรียบและเหนือกว่าทีมอ่ืนๆแม้เพียงเสี้ยววินาที อย่างไรก็ตามเทคโนโลยี่ของระบบสำรองพลังงานก็มีข้อดีที่การวิจัยและพัฒนาได้ ถูกนำมาใช้ในชีวิตประจำวันเพื่อการประหยัดพลังงานในการขับขี่ทั่วๆไป

สิ่งที่จำเป็นนอกเหนือจากการพัฒนาเครื่องยนต์ของตัวรถให้มีพละกำลังมหาศาลแล้ว F.I.A.และวิศวกรของทีมแข่ง ก็ควรคำนึงถึงความปลอดภัยของนักแข่งรถF1 ที่มีชีวิตคล้ายกับการเดินอยู่บนที่สูงด้วยลวดเพียงเส้นเดียว การพัฒนาระบบความปลอดภัยยังคงเป็นแบบตามแก้ปัญหามากกว่าที่จะกำจัดปัญหาก่อน ที่จะเกิดขึ้น เห็นได้จากกรณีการบาดเจ็บของ MASSAนักแข่งจากทีมเฟอร์รารี่ ที่เกิดอุบัติเหตุระหว่างการจับเวลาในรอบคัดเลือกจนต้องเข้ารับการผ่าตัด สมอง แฟนๆของ MASSA และทีมเฟอร์รารี่ก็ได้แต่ภาวนาให้เขาหายกลับมาเป็นปกติเหมือนดังเดิมและก็ขอ ให้มันเกิดขึ้นเป็นครั้งสุดท้ายแต่ก็คงจะลำบากเนื่องจากความเร็วและ อุบัติเหตุมักจะเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นพร้อมๆกันในการทำงานระหว่างจักรกลและ มนุษย์ที่มีโอกาสพลาดพลั้งได้ในทุกๆวินาทีที่ใช้ความเร็วเข้ามาเป็นตัวกำหนด ในการคว้าชัยชนะนั้นเอง

Chang palace

ภาพโดย

...

www.autoracingworld.wordpress.com
www.carrentals.co.uk
www.f1fanatic.co.uk
www.news.bbc.co.uk