سيارة ذات عجلات مكشوفة

سيارة ذات عجلات مكشوفة هي سيارة تقع عجلاتها خارج هيكلها الرئيسي، وعادةً ما تحتوي على مقعد واحد فقط. وتختلف هذه السيارات عن سيارات الشوارع والسيارات الرياضية وسيارات السباق وسيارات السياحة ، التي تقع عجلاتها أسفل الهيكل أو داخل الرفارف . تُصنع السيارات ذات العجلات المكشوفة خصيصًا لسباقات الطرق وسباقات الحلبات البيضاوية . أما السيارات ذات العجلات المكشوفة المرخصة للاستخدام على الطرق العامة ، مثل سيارة أرييل أتوم ، فهي نادرة، لأنها غالبًا ما تكون غير عملية للاستخدام اليومي. ^{[ 1 ]}

كان سائق ومصمم سيارات السباق الأمريكي راي هارون من الرواد الأوائل لمفهوم سيارة السباق "مونوبوستو" خفيفة الوزن ذات المقعد الواحد والعجلات المكشوفة. ^{[ 2 ]} بعد عمله ميكانيكيًا في صناعة السيارات، بدأ هارون مسيرته الاحترافية في سباقات السيارات عام 1906، وفاز ببطولة AAA الوطنية عام 1910. ثم عُيّن مهندسًا رئيسيًا في شركة مارمون للسيارات ، وكُلّف ببناء سيارة سباق للمشاركة في سباق إنديانابوليس 500 الأول ، والذي فاز به. طوّر هارون مفهومًا ثوريًا أصبح فيما بعد رائدًا في تصميم سيارات السباق ذات المقعد الواحد (المونوبوستو). ^{[ 3 ] [ 4 ]} يُنسب إلى هارون أيضًا ابتكار مرآة الرؤية الخلفية التي ظهرت في سيارته الفائزة بسباق إنديانابوليس 500 عام 1911 ، على الرغم من أنه ادّعى أنه استوحى الفكرة من رؤية مرآة تُستخدم لغرض مماثل في عربة تجرها الخيول عام 1904. ^{[ 5 ]}

قبل الحرب العالمية الثانية ، كانت عجلات السيارات العادية بارزة عن هيكل السيارة الرئيسي، وكانت تُغطى عادةً بواقيات من الطين لحماية هيكل السيارة وحركة المرور من رذاذ الماء والطين. مع ظهور تصميم السيارات أحادي الهيكل ، والرغبة في زيادة المساحة الداخلية، وتحسين الديناميكا الهوائية، وتوجهات التصميم المستوحاة من الطائرات في تلك الحقبة، بحلول نهاية الخمسينيات، كانت غالبية السيارات الجديدة المُرخصة للسير على الطرق مزودة بعجلات أسفل هيكل السيارة الرئيسي، وبذلك أصبح تصميم العجلات المكشوفة مرتبطًا بشكل شبه حصري بسيارات السباق.

اعتمدت سيارات الفورمولا 1 بشكل شبه حصري على تصميم العجلات المكشوفة طوال تاريخ البطولة. الاستثناء الوحيد الملحوظ كان نسخة "مونزا" من سيارة مرسيدس-بنز W196 المخصصة للسباقات في الفترة 1954-1955، والتي غطت عجلاتها بهيكل خارجي لأسباب تتعلق بالديناميكية الهوائية. أما لوائح الفورمولا 1 الحديثة فتُلزم باستخدام تصميم العجلات المكشوفة.

تتميز سيارات السباق ذات العجلات المكشوفة النموذجية بمقصورة قيادة صغيرة، تكفي فقط لاحتواء جسم السائق، مع بقاء رأسه مكشوفًا للهواء. أما في سباقات ويلين المعدلة وغيرها من سباقات الحلبات القصيرة المعدلة، فيكون رأس السائق داخل السيارة. وبحسب قوانين الفئة، تحتوي العديد من أنواع سيارات السباق ذات العجلات المكشوفة على أجنحة أمامية وخلفية، بالإضافة إلى غطاء سفلي منخفض ومسطح تقريبًا، مما يساعد على توليد قوة ضغط هوائية إضافية تدفع السيارة نحو الطريق. وبينما تُنتج العديد من فئات سيارات السباق الأخرى قوة ضغط هوائية، فإن الفئات العليا من سيارات السباق ذات العجلات المكشوفة (وخاصة الفورمولا 1 وإندي كار ) تُنتج قوة ضغط هوائية أكبر بكثير نسبةً إلى كتلتها من أي فئة سباق أخرى، مما يسمح بسرعات أعلى بكثير عند المنعطفات على حلبات مماثلة. ومع ذلك، لا ينطبق هذا دائمًا؛ فبعض فئات سيارات السباق ذات العجلات المكشوفة التي تُقام في الأساس كفئات تطوير أو للهواة، مثل فورمولا فورد أو فورمولا في ، لا تسمح باستخدام الأجنحة أو تقنيات الديناميكا الهوائية الأرضية.

تتميز جميع سيارات السباق الحديثة ذات العجلات المكشوفة تقريبًا بتصميم محرك وسطي ، حيث يقع المحرك بين السائق وخط المحور الخلفي. في حين أن معظم سيارات الفورمولا 1 المبكرة كانت ذات محرك أمامي، ظهرت سيارة كوبر T12 ذات المحرك الوسطي في سباق الفورمولا 1 الثاني على الإطلاق عام 1950. وفي عام 1958، فازت سيارة كوبر أخرى ذات محرك وسطي بأول سباق لها، وفي عام 1959، فاز جاك برابهام بأول بطولة في سيارة ذات محرك وسطي. ومنذ ذلك الحين، فازت سيارات ذات محرك وسطي بجميع البطولات، واتبعت الغالبية العظمى من تصاميم سيارات السباق ذات العجلات المكشوفة هذا النمط. ومن الاستثناءات الحديثة البارزة سيارات السباق المعدلة على الأسفلت ، مثل سيارة ويلين المعدلة، وسيارة كاترهام 7 والعديد من السيارات المقلدة لها.

تُقام بعض السباقات الكبرى، مثل جائزة سنغافورة الكبرى ، وجائزة موناكو الكبرى (المعتمدة من قبل الفورمولا 1)، وجائزة لونغ بيتش الكبرى (المعتمدة من قبل إندي كار)، على حلبات شوارع مؤقتة . مع ذلك، تُقام معظم سباقات السيارات ذات العجلات المكشوفة على حلبات مخصصة ، مثل واتكينز غلين في الولايات المتحدة، ونوربورغرينغ في ألمانيا، وسبا فرانكورشان في بلجيكا، وسيلفرستون في بريطانيا العظمى. في الولايات المتحدة، تُقام بعض سباقات السيارات ذات العجلات المكشوفة رفيعة المستوى على حلبات بيضاوية، سواءً كانت قصيرة أو فائقة السرعة، مع التركيز بشكل أكبر على السرعة والتحمل أكثر من القدرة على المناورة المطلوبة في سباقات الطرق والشوارع. تُعدّ جولة ويلين للسيارات المعدلة سلسلة سباقات السيارات ذات العجلات المكشوفة الوحيدة المعتمدة من قبل ناسكار . تُقام سباقات هذه السلسلة على معظم حلبات ناسكار الأكثر شهرة في الولايات المتحدة. كما تُقام سباقات أخرى لسيارات الأسفلت المعدلة على حلبات قصيرة في الولايات المتحدة وكندا، مثل حلبة وايومنغ كاونتي الدولية في نيويورك. يُعدّ سباق إنديانابوليس 500 (إندي 500) السنوي، الذي يُقام في سبيدواي بولاية إنديانا الأمريكية تحت إشراف إندي كار، السباق البيضاوي الأكثر حضورًا في العالم. في الولايات المتحدة، يُطلق على سيارات السباق ذات العجلات المكشوفة اسم "إندي كار" نظرًا لمظهرها المميز وشعبيتها الواسعة في جميع أنحاء أمريكا خلال سباق إندي 500. بالمقارنة مع سيارات السباق ذات العجلات المغطاة، تسمح سيارات العجلات المكشوفة بوضع العجلات الأمامية بدقة أكبر على مسار السباق، حيث تكون الإطارات مرئية بوضوح للسائق. وهذا يُتيح تحقيق أقصى إمكانات السيارات أثناء الانعطاف والتجاوز. علاوة على ذلك، فإن سيارات العجلات المكشوفة أقل تسامحًا مع الاحتكاك بين المركبات، والذي عادةً ما يؤدي إلى تلف المركبات وخروجها من السباق، بينما يُتوقع وجود قدر من الاحتكاك في سباقات العجلات المغطاة، كما هو الحال في سباقات ناسكار. يجب على سائقي سيارات العجلات المكشوفة أن يكونوا دقيقين للغاية لتجنب الاحتكاك.

تسمح اللوائح عادةً بأوزان أقل بكثير لسيارات السباق ذات العجلات المكشوفة مقارنةً بالفئات التي تُشبه إلى حد كبير السيارات المُرخصة للسير على الطرق العامة، مثل السيارات الرياضية وسيارات السياحة وسيارات السباق . على سبيل المثال، يجب ألا يقل وزن سيارة الفورمولا 1 عن 798 كيلوغرامًا (1759 رطلاً) ؛ ^{[ 6 ]} بينما يبلغ الحد الأدنى لوزن سيارات ناسكار 1500 كيلوغرام (3200 رطلاً) . ^{[ 7 ]}  

تُعدّ سباقات السيارات ذات العجلات المكشوفة من بين أسرع السباقات في العالم. إذ تصل سرعة سيارات الفورمولا 1 إلى أكثر من 360 كيلومترًا في الساعة (220 ميلًا في الساعة) . في حلبة مونزا الوطنية ، سجّل أنطونيو بيتزونيا، سائق فريق بي إم دبليو ويليامز للفورمولا 1، سرعة قصوى بلغت 369.9 كيلومترًا في الساعة (229.8 ميلًا في الساعة) (أكثر من 102 متر/ثانية) خلال سباق الجائزة الكبرى الإيطالي عام 2004. ومنذ انتهاء حقبة محركات V10 في عام 2006، لم تُسجّل مثل هذه السرعات العالية، حيث وصلت سرعة السيارات الأحدث إلى حوالي 360 كيلومترًا في الساعة (220 ميلًا في الساعة) . ^{[ 8 ]} من الصعب تحديد أرقام دقيقة للسرعات القصوى المطلقة لسيارات الفورمولا 1، نظرًا لعدم نشر الفرق لهذه البيانات عادةً. تُعطي "مصائد السرعة" على الحلبات السريعة مثل مونزا مؤشرًا جيدًا، ولكنها لا تقع بالضرورة عند النقطة التي تسير فيها السيارة بأقصى سرعة على الحلبة. سجل فريق بار هوندا متوسط ​​سرعة قصوى بلغ 400 كيلومتر في الساعة (250 ميلًا في الساعة) عام 2006 في بحيرة بونفيل المالحة ، بينما بلغت السرعة القصوى غير الرسمية 413 كيلومترًا في الساعة (257 ميلًا في الساعة) باستخدام سيارتهم المعدلة من طراز بار 007 للفورمولا 1. وتتراوح السرعات على الحلبات البيضاوية باستمرار بين 340 و350 كيلومترًا في الساعة (210-220 ميلًا في الساعة) ، وفي إنديانابوليس تتجاوز 370 كيلومترًا في الساعة (230 ميلًا في الساعة) . وفي عام 2000، سجل جيل دي فيران الرقم القياسي للتأهل في لفة واحدة بسرعة 388.541 كيلومترًا في الساعة (241.428 ميلًا في الساعة) على حلبة كاليفورنيا سبيدواي . ^{[ 9 ]} حتى على حلبات الشوارع الضيقة غير البيضاوية، مثل سباق جائزة تورنتو الكبرى ، تصل سيارات إندي ذات العجلات المكشوفة إلى سرعات تصل إلى 310 كيلومترات في الساعة (190 ميلًا في الساعة) .         

بغض النظر عن السرعات القصوى، تحتفظ سيارات سباق الفورمولا 1 ذات العجلات المكشوفة بالرقم القياسي المطلق لأسرع لفة على الحلبات التي تتسابق عليها حاليًا، وذلك بفضل مزيجها الفريد من السرعة القصوى والتسارع والقدرة على المناورة في المنعطفات على مسارات متنوعة تتكون من خطوط مستقيمة ومنعطفات ومسارات متعرجة. على سبيل المثال، في حلبة مونزا، كان أسرع زمن للفة في سباق الجائزة الكبرى لعام 2021 ( دانيال ريكاردو 1:24.812) أسرع بأكثر من ست ثوانٍ لكل لفة من أسرع سيارة سباق ذات عجلات مغلقة، وهي سيارة LMP1 الرياضية ، وأسرع بأكثر من 20 ثانية لكل لفة من الرقم القياسي لأسرع لفة في سباقات سيارات DTM السياحية.

تختلف قيادة سيارة ذات عجلات مكشوفة اختلافًا كبيرًا عن قيادة سيارة ذات رفارف. يقضي جميع سائقي الفورمولا 1 والإندي كار تقريبًا بعض الوقت في فئات مختلفة من سباقات العجلات المكشوفة قبل الانضمام إلى أي من السلسلتين الرئيسيتين. تُعتبر سيارات العجلات المكشوفة، نظرًا لخفة وزنها وقدراتها الديناميكية الهوائية ومحركاتها القوية، من أسرع سيارات السباق المتاحة، ومن بين أكثرها تحديًا في القيادة. يُعدّ التلامس بين العجلات خطيرًا، خاصةً عندما تلامس الحافة الأمامية لأحد الإطارات الحافة الخلفية للإطار الآخر: نظرًا لأن مداس الإطارات يتحرك في اتجاهين متعاكسين (أحدهما لأعلى والآخر لأسفل) عند نقطة التلامس، فإن كلا العجلتين تتباطآن بسرعة، مما يؤدي إلى التواء هيكل السيارتين، وغالبًا ما يتسبب في اندفاع إحدى السيارتين أو كلتيهما فجأة وبقوة إلى الأعلى (تميل السيارة الخلفية إلى الأمام، وتميل السيارة الأمامية إلى الخلف). ومن الأمثلة على ذلك حادثة شيكاغولاند عام 2005 التي أودت بحياة رايان بريسكو وأليكس بارون .

يُتيح الوزن الأخف لسيارة السباق ذات العجلات المكشوفة أداءً أفضل. فبينما يُسبب تعرض العجلات لتيار الهواء مقاومة هوائية عالية جدًا عند السرعات العالية، فإنه يسمح بتبريد أفضل للمكابح، وهو أمر بالغ الأهمية على حلبات السباق ذات السرعات المتغيرة باستمرار. ^{[ 10 ]}

• 
  سيارة كاترهام الرياضية ذات العجلات المكشوفة، المشتقة من لوتس 7
• 
  سيارة سباق كهربائية من طراز فورمولا إي ( سبارك إس آر تي 05 إي ) تتسابق لصالح فريق إتش دبليو إيه ريسلاب
• 
  سيارة ريد بول ريسينغ RB19 لعام 2023 ، بقيادة ماكس فيرستابن
• 
  سيارة إندي كار من بنسكي لعام 1994
• 
  سيارة أرييل أتوم الرياضية من المملكة المتحدة
• 
  سيارة KTM X-Bow الرياضية ذات العجلات المكشوفة والمرخصة للسير على الطرق
• 
  سيارة سباق معدلة للحلبات القصيرة على الأسفلت
• 
  سيارات السباق السريعة
• 
  سيارة بارلوتي جو كارت : سيارة ذات عجلات مكشوفة منخفضة الجودة
• 
  نايجل مانسيل في سيارة سباق CART في حلبة ميد-أوهايو للسيارات الرياضية، 1993

في عام 2018، قدمت العديد من سباقات السيارات ذات المقعد الواحد، مثل الفورمولا 1 والفورمولا 2 ( بهيكل دالارا F2 2018 الجديد ) والفورمولا إي (بهيكل سبارك SRT05e الجديد)، نظام حماية لقمرة القيادة يُسمى "هالو" ، وهو عبارة عن إطار على شكل عظم الترقوة مصمم لصد الحطام بعيدًا عن رأس السائق. على الرغم من الانتقادات الأولية، بما في ذلك حجب رؤية السائق، فقد نال النظام بعض الإشادة في سباق السرعة للفورمولا 2 في كاتالونيا عندما انحرف نيري فوكوزومي وسقطت مؤخرة سيارته على هالو مواطنه تاداسوكي ماكينو . وفي سباق جائزة بلجيكا الكبرى للفورمولا 1 لعام 2018 ، طار سائق ماكلارين فرناندو ألونسو في الهواء بعد اصطدامه من الخلف بسيارة رينو التي يقودها نيكو هولكنبرغ، واصطدم بهالو سائق ساوبر شارل لوكلير ، مما أنقذ السائق الموناكي من اصطدام خوذة رأسه. ^{[ 11 ]}

في عام 2019 ، قدمت بطولة FIA Formula 3 التي تم تشكيلها حديثًا هالة لهيكلها الجديد الذي تم الكشف عنه في سباق جائزة أبوظبي الكبرى لعام 2018 .

في عام 2020 ، اعتمدت سلسلة إندي كار نظام هالة مدمج مع شاشة هوائية، تم بناؤها بواسطة شركة ريد بول للتكنولوجيا المتقدمة.

في بداية سباق جائزة البحرين الكبرى 2020 ، اصطدم رومان غروجان بسيارة دانييل كفيات، ما أدى إلى انشطار سيارته إلى نصفين واشتعال النيران فيها عند اختراقها الحاجز. وقد ساعد نظام الحماية "هالو" في حماية غروجان من خطر قطع رأسه، كما مكّنه من النجاة من النيران.