ماشینی رو تصور کنید که موقع شتابگیری نیرویی معادل ۸۰۰ اسببخار رو (اون هم فقط با برق) به زمین منتقل میکنه. اون هم بدون دود، بدون بنزین، بدون جیغ زنجیر موتور احتراق. این همون ماشینیه که با اسم فرمول ای GEN4 میشناسیمش. نسل تازهای از خودروهای مسابقهای.
تا همین چند سال پیش، خیلیها فکر میکردن ماشین برقی یعنی فقط برای جابجایی در شهر یا نهایتا مسافتهای کوتاه مناسبه. اما فرمول ای با نسلبهنسل خودروهاش نشون داده ماشین برقی نهتنها برای محیطزیست و زیست روزمره خوبه، بلکه میتونه وارد فضای پرهیجان مسابقات هم بشه.
ما توی این مقاله قراره دقیق بشیم؛ ببینیم چی باعث شده GEN4 تبدیل بشه به جذابترین پلتفرم مسابقهای الکتریکی حال حاضر. از آیرودینامیک گرفته تا سیستم توزیع گشتاور، از نحوه خنکسازی باتری تا جزئیات تغییرات قانون در ساختار مسابقات، تو مطلب امروزمون همهچی رو با دقت بررسی میکنیم.
پیشینه فنی و تکاملی
از نسل اول تا سوم
مسابقات Formula E از آغاز، یک پرسش بزرگ پیش رو داشتن: آیا «ماشین مسابقهای برقی» میتونه به همون سطح هیجان، سرعت و پیچیدگی که خودروهای بنزینی دارن برسه؟ در نسل اول (GEN1)، خودرو برای نخستین بار ویژگیهایی داشت که ثابت میکرد شرکت کردن ماشینهای برقی در مسابقات سرعت غیرممکن نیست. باتری ۲۸ کیلوواتساعت، کنترل نسبتا ساده و سرعتی تا حدود ۲۵۰ کیلومتر بر ساعت.
نسل دوم (GEN2) جهش بزرگ رو رقم زد. ظرفیت باتری تقریبا دو برابر نسل یک شد، محدودیت شارژ بهبود پیدا کرد و سرعت و پایداری خودروها بهطور محسوسی بیشتر شد. در این مرحله، جنبه تولید و کاربردیسازی هم جدیتر مطرح شد. همین طور هم شد که برندهای خودروسازی علاقه بیشتری به فرمول ای پیدا کردن. البته هنوز مقررات توزیع گشتاور (drivetrain) و بازیابی انرژی به مرزهای مدرن نرسیده بودن.
نسل سوم (GEN3) باز هم جلوتر رفت. خودروها سبکتر شدن، بازیابی انرژی از محورهای جلو/عقب ممکن شد، نیروی ترمز به کمک الکتروموتورها ارتقا پیدا کرد و استفاده از مواد بازیافتی در بدنه بیشتر شد. اما همچنان محدودیتهایی وجود داشتن. توان لحظهای چندان بالا نبود، سیستمهای انتقال قدرت جبههای (AWD فعال) به شکل کامل وجود نداشتن و دینامیک شتابگیری و عبور از پیچها همچنان جای کار داشت.
همچنین بخوانید: نگاهی به بهترین کمپینهای بازاریابی پاییز ۲۰۲۵
چرا زمان «فرمول ای GEN4» فرارسید؟
دو دلیل اصلی وجود داشت که نیاز به نسل جدید رو اجتنابناپذیر کرد:
- انتظار مخاطب بالاتره!
مخاطبان و برندها امروز دیگر صرفا به «برقی بودن» اتومبیل راضی نیستن؛ اونها انتظار دارن هیجان، سرعت، صدای متفاوت و فناوری چشمگیر ببینن. از طرف دیگه، برندهای خودروساز هم میخوان در مسابقه حضور پیدا کنن و قدرت صنعتی خودشون رو به نمایش بذارن. بنابراین خودرو باید سریعتر، چابکتر و تکنولوژیکتر میشد تا به اون مخاطب برسه. - ضروری بود که با تکنولوژی روز همگام باشیم
باتریها، موتورها و سیستمهای بازیابی انرژی حالا به سطحی رسیدهان که میتونن علاوه بر موقعیتهای آزمایشگاهی یا محدود، در شرایط مسابقه هم عملکرد بسیار بالا داشته باشن. از سوی دیگه، فرمول ای داره با خروجیهای سالهای اخیرش بهعنوان یک نوع «آزمایشگاه شهری» برای خودروهای برقی آینده خودروسازان عمل میکنه، پس طبیعیه که نسل بعدی میبایست نمایانگر تکنولوژی آماده برای تولید انبوه میبود.
مشخصات کلیدی و پیکربندیها
در معرفی رسمی FIA و سازمان Formula E، گفته شد که فرمول ای GEN4 قراره پرشتابترین و هوشمندترین خودروی برقی مسابقهای دنیا باشه. ظاهر ماشین هنوز فرم بدنهای کاملا مسابقهای و باز داره، اما زیر پوستهی اتومبیل، همهچیز طراحی جدید داره. هدف این بوده که خودرو، علاوه بر سرعت خط مستقیم، در شتاب، کنترل و بازیابی انرژی هم به سطحی جدید برسه.
قدرت و شتاب
قدرت پایه ماشین در حالت مسابقه ۴۵۰ کیلوواته و در حالت Quali Mode یا Attack Mode به ۶۰۰ کیلووات میرسه (یعنی چیزی حدود ۸۰۵ اسببخار). این عددها در دنیای خودروهای الکتریکی رقم عجیبیه. بهخصوص وقتی میدونیم که وزن کلی ماشین تقریبا ۸۴۰ کیلوگرمه. یعنی نسبت توان به وزن فرمول ای GEN4 از هر خودروی فرمول ۱ خیابونی بالاتره. فرمول ای گفته که شتاب ۰ تا ۱۰۰ کیلومتر در ساعت GEN4 حدود ۱.۸ ثانیه خواهد بود (که این خودش یعنی تقریبا دو برابر سریعتر از بسیاری از ابرخودروهای تولیدی).
سیستم چهارچرخ محرک فعال (AWD)
توی نسل قبل موتور جلو فقط برای بازیابی انرژی کاربرد داشت. اما در فرمول ای GEN4 هر دو محور فعالان. یعنی هم در شتابگیری و هم در ترمز، توان و گشتاور بین چرخهای جلو و عقب توزیع میشه. مهندسها از این قابلیت بهعنوان “Fully Active AWD” یاد میکنن؛ سیستمی که کنترل بهتری روی لانچ، عبور از پیچ و حتی حفظ انرژی تایرها میده. راننده میتونه توی پیچهای تنگ شهری (که مسیر فرمول ای بهش معروفه) با قدرت بیشتری گاز بده بدون اینکه چرخها هرز بچرخن یا از کنترلش خارج بشن.
بازیابی انرژی و سیستم ترمز
توی این نسل، سقف بازیابی انرژی یا ریجنراتیو به ۷۰۰ کیلووات رسید. برای مقایسه، در نظر بگیرید که GEN3 فقط حدود ۶۰۰ کیلووات بازیابی داشت. اما در نسل جدید فرمول ای، بخش بزرگی از انرژی که در هر لپ مصرف میشه دوباره برمیگرده به باتری. در عمل، تیمها میتونن نزدیک به ۴۰ درصد انرژی مسابقه رو از طریق همین فرآیند بازیابی کنن. ترمز مکانیکی عقب هم تقریبا حذف شد، چون سیستم ریجن بهتنهایی توان کافی برای کاهش سرعت خودرو رو داره.
باتری و حرارت
باتری جدید با ظرفیت حدود ۵۵ کیلوواتساعت طراحی شده و از سلولهایی استفاده میکنه که هم تراکم انرژی بالاتری دارن، هم حرارت کمتری تولید میکنن. سیستم خنکسازی مایع بهروزرسانی شده تا در دمای بالا (بهویژه در پیستهای گرم آسیا) پایداری ولتاژ رو حفظ کنه. مایکروسافت Azure و WAE Technologies در بخش نرمافزار و پایش زنده دما همکاری کردن تا دادهها بهصورت لحظهای بین تیم و مرکز کنترل FIA ردوبدل بشه.
آیرودینامیک و بدنه
فرمول ای GEN4 دوتا تنظیم آیرودینامیکی اصلی داره. یکی برای مسیرهای سریع و اون یکی برای پیستهای شهری. بالهها و دیفیوزرها طوری طراحی شدن که هم داونفورس بالا تولید کنن، هم اصطکاک هوا رو کاهش بدن. هدف اینه که بدون اینکه کنترل از بین بره، انرژی کمتری مصرف کنه. نسبت به GEN3، بدنه ۵ درصد باریکتر شده و مرکز ثقل ماشین ۱.۵ سانتیمتر پایینتر اومده تا ثبات بیشتری در سرعتهای بالای ۳۰۰ کیلومتر در ساعت فراهم بشه.
مواد و پایداری
پنتون یا فیبرکربن بازیافتی حالا حدود ۴۰ درصد مواد سازهای ماشین رو تشکیل میده. FIA برای خودش این هدف رو بنا کرده که هر شاسی GEN4 دستکم ۹۵ درصد قابلیت بازیافت داشته باشه. لاستیکها هم توسط Hankook توسعه پیدا کردن و ترکیبی از مواد زیستی و بازیافتی دارن.
DriveTrain در فرمول ای GEN4
اگر بخوایم درک کنیم یه خودروی مسابقهای برقی دقیقا چطور کار میکنه، شاید اصلا باید از پاورترین (Powertrain) شروع کنیم. اگر بخوایم بهطور خلاصه بگیم، اون چیزی که در خودروهای بنزینی با هزار قطعه مکانیکی مثل پیستون، میللنگ، گیربکس و توربو اتفاق میفته در فرمول ای GEN4 با چند موتور الکتریکی و یک نرمافزار کنترل مرکزی حل میشه. اما اگر بخوایم دقیقتر بشیم میبینیم که پشت همین ظاهر ساده، یکی از پیچیدهترین سیستمهای دینامیکی دنیای مهندسی پنهانه.
دو موتور، یک مغز
در GEN4 دو موتور وجود داره – یکی جلو و یکی عقب – و هر دو فعال هستن. این یعنی برخلاف نسل قبل که محور جلو فقط برای بازیابی انرژی بهکار میرفت، حالا هر دو محور میتونن به طور مستقل شتاب بدن یا ریجنرات کنن. در واقع، ماشین چیزی شبیه به دو خودروی کوچک در یک بدنهست که هرکدوم فرمان گشتاور خودشون رو از «Vehicle Control Unit» یا VCU میگیرن. این واحد کنترل، دادههایی مثل سرعت چرخ، زاویه فرمان، موقعیت پدال گاز و میزان انرژی باتری رو در هر میلیثانیه تحلیل میکنه و تصمیم میگیره چهقدر نیرو بین محور جلو و عقب تقسیم بشه.
این توزیع هوشمند گشتاور باعث میشه ماشین توی خروج از پیچها پایدارتر باشه، مخصوصا در پیستهای شهری که سطح جاده ناهموار یا لغزندهست. به زبان سادهتر، GEN4 عملا هیچ دورریختی نداره. تمام انرژیای که تولید میشه، جایی مصرف میشه که واقعا لازمه.
توزیع گشتاور و رفتار دینامیکی
در دنیای مهندسی، به این ویژگی میگن Torque Vectoring، یعنی ماشین میتونه در لحظه تصمیم بگیره کدوم چرخ باید گشتاور بیشتری بگیره تا مسیرش دقیقتر بشه. در خودروهای معمولی، این کار با سیستمهای کنترل کشش انجام میشه که معمولا بعد از لغزش عمل میکنن. ولی در فرمول ای GEN4، نرمافزار قبل از اینکه لغزشی اتفاق بیفته پیشبینیش میکنه و توزیع نیرو رو تغییر میده.
نتیجهاش برای راننده هم شتابگیری سریعتر در خروج از پیچه و هم کاهش فرسایش تایر. از نظر عددی، تیمهای فنی میگن GEN4 در مقایسه با GEN3 حدود ۷ تا ۱۰ درصد انرژی کمتری در مسیرهای با پیچهای متعدد مصرف میکنه (فقط به لطف همین بهینهسازی لحظهای!).
حس رانندگی
از بیرون، این خودروها تقریبا بیصدا هستن. اما رانندهها میگن GEN4 از هر نسل قبلی «زندهتر» به نظر میرسه. به این معنی که واکنش پدال گاز آنیتره و تغییر رفتار محور جلو بهقدری سریع اتفاق میافته که باید در ذهن راننده جای جدیدی براش باز کنیم. در پیستهایی مثل موناکو یا برلین، راننده حالا میتونه در نیمه خروج پیچ گاز بده بدون اینکه ماشین بپیچه یا از خط خارج بشه.
مقایسهی فنی با نسل قبل
| ویژگی | GEN3 | GEN4 |
| توان کلی | ۴۷۰ kW | ۶۰۰ kW |
| نوع محرک | دو محور، محور جلو فقط ریجن | دو محور فعال (AWD کامل) |
| ریجنراتیو | ۶۰۰ kW | ۷۰۰ kW |
| وزن | ~۸۵۰ kg | ~۸۴۰ kg |
| مرکز ثقل | بالاتر | پایینتر (-۱۵ mm) |
طراحی و دیزاین خودرو
ایده طراحی این نسل این بوده که خودرو علاوه بر «سریعتر» بودن، تصویری از آیندهی خودروهای مسابقهای برقی ارائه بده. سبک طراحی خودرو تیز، ساده و تا حدی هم خشنه. بدنه مثل یک تکه فلز تراشخوردهست که انگار برای حرکت در جریان هوا ساخته شده.
فرم بدنهی مینیمال اما پرجزئیات
بدنه فرمول ای GEN4 از نظر هندسی جمعوجورتره و در عوض خطوطش عمیقتر و زاویهدارترن. مهندسان میخواستن خودرو در عین زیبایی، کمترین سطح برخورد با هوا رو داشته باشه.
شاسی باریکتر شده، نوک دماغه کوتاهتر و فرم کلی عقب ماشین مثل یک پله طراحی شده تا جریان هوا رو بهتر از بین چرخها عبور بده. نکتهی جالب اینجاست که برخلاف نسلهای قبل که طراحی بیشتر تابع آیرودینامیک بود، اینبار زبان طراحی خودش هویت بصری مسابقه رو تعریف میکنه. یعنی اگر لوگوها رو پاک کنیم، باز هم از فرم و نورگیرها میفهمیم این یک خودروی فرمول ایه، نه هیچ سری دیگهای.
نور و گرافیک بدنه
یکی از ویژگیهای جدیدی که زیاد دربارهاش صحبت میشه، نورپردازی هوشمند بدنهست. در GEN4، چراغهای LED جلو و عقب با رنگهای مختلف وضعیت ماشین رو به تماشاچی نشون میدن (حالت شارژ، بازیابی انرژی یا فعال شدن Attack Mode). این یعنی وقتی ماشین در حال جمعآوری انرژیه، رنگ چراغها تغییر میکنه و حتی بینندهی تلویزیونی هم در لحظه میفهمه ماشین داره چیکار میکنه. طراحی گرافیکی ماشین هم در همین راستا سادهتر شده. فضاهایی روی بدنه مخصوص دادههای بصری و افکتهای نوری طراحی شده تا در آینده بشه اطلاعات لحظهای راننده یا سرعت رو نمایش داد.
مواد و زبان طراحی پایداری
یکی از بخشهای قابل تحسین طراحی GEN4، استفاده از رنگ و بافت برای نمایش پایداریه. پنتونها و متریالها با ریزبینی خاصی انتخاب شدن. مثلا سطح فیبرکربن بازیافتی در بخشهایی از شاسی دیده میشه تا بهجای پنهون کردن جنس متریال اتفاقا نشون بده این ماشین از مواد بازیافتی ساخته شده. تیم طراحی گفته فلسفهشون شفافبودنه. اگر بخشی از ماشین از منیزیم بازیافتی یا پلاستیک زیستی ساخته شده، همون بافت طبیعی روی بدنه باقی میمونه.
در کنار این نگاه، رنگهای بدنه در نسخههای نمایشگاهی ترکیبی از خاکستری فلزی با خطوط آبی-نئونی هستن و ظاهری فیوچریستیک دارن. وقتی نور روی بدنه میتابه، انعکاسش مثل جریان برق روی مدار عمل میکنه.
آیرودینامیک و زیبایی در خدمت عملکرد
در طراحی فرمول ای GEN4، زیبایی بهجای اینکه نتیجه فرم باشه، حاصل عملکرده. هر خم، هر بریدگی و هر انحنایی در بدنه هدفی داره. یا برای هدایت جریان هواست، یا برای خنککردن سیستم باتری. کانالهای هوا در دو طرف کابین مثل پرههای تنفسی طراحی شدن و نقششون حفظ دمای پایدار در طول مسابقهست. بالههای کوچک روی چرخها هم که شبیه پرههای هواپیما هستن، جلوی تلاطم هوا در سرعتهای بالا رو میگیرن و باعث میشن انرژی کمتری صرف مقاومت آیرودینامیکی بشه.
یه کابین تکنولوژیک
فضای راننده مثل نسخههای قبلی مینیمال، اما حالا کاملا دیجیتاله. فرمان نسل جدید با نمایشگر OLED کوچک وسطش طراحی شده که اطلاعات توان، وضعیت باتری و مودهای رانندگی رو در لحظه نشون میده. تعداد دکمهها کمتر شده، اما هرکدوم چندین عملکرد دارن. دید راننده هم بهتر شده، ستونهای جانبی نازکتر شدن تا در مسیرهای شهری با پیچهای تند دید کافی باقی بمونه.
همچنین بخوانید: طراحان آینده در Design Miami Paris 2025
و حالا یک سوال ساده
چرا اصلا باید برای چنین ماشینی هیجانزده باشیم؟
شاید در نگاه اول، فرمول ای GEN4 فقط یک خودروی مسابقهای باشه. محصولی که خیلی از ماها نه پشت فرمونش میشینیم، نه از نزدیک میبینیمش. اما پشت ساخت چنین ماشینی، درسهای مهمی هست از اینکه فناوری چطور میتونه دقیقتر، سبزتر و سریعتر بشه. اینکه طراحی محصول تبدیل شده به فرآیند خلق چیزی که هم عملکرد داره، هم زیبایی، هم آیندهنگری. و اینکه مرز بین مهندسی، طراحی و تجربهی کاربر خیلی وقتها اونقدر باریکه که دیگه عملا نمیتونیم یکی رو از اون یکی جدا کنیم.
ما در مدرسهی اینورس از همین جنس نگاه الهام میگیریم. ما فکر میکنیم یاد گرفتن فقط یاد گرفتن ابزار نیست، یاد گرفتن نگاه و روش فکر کردنه. فرقی نداره توی دورههای مارکتینگ باشید یا کدنویسی خلاق، طراحی محصول یا کانسپتآرت، ما بهتون کمک میکنیم یاد بگیرید چطور سؤالهای درستی بپرسید، چطور از دنیای واقعی الهام بگیرید و چطور پروژههاتون رو طوری طراحی کنید که واقعا کاربردی و آیندهدار باشن.
ما با دقت گوشبهزنگ اخبار روز دنیای دیزاین و تکنولوژی هستیم، چون معتقدیم آموزش باید بهروز، زنده و متصل به دنیای عصر خودش باشه.