فرمول یک ( Formula One) که به اختصار «F1» نوشته می‌شود، همچنین به «مسابقات اتومبیل‌رانی جایزه بزرگ» نیز مشهور است. فدراسیون بین‌المللی اتومبیل‌رانی (FIA)، سازمان‌دهی ورزش‌های اتومبیل‌رانی و مسابقات اتومبیل رانی را برعهده دارد.

  

زمانی که فرانسوی‎ها در سال 1906 اولین گرندپری را برگزارکردند، فکرش را نمی‎کردند که به مسابقه بزرگی تبدیل شود. اولین مسابقه 32 خودرو را در برمی‎گرفت که در مسیری به مسافت 104 کیلومتر در نزدیکی لمانس برگزار شد و دو روز به طول انجامید. خودروی برنده یک رنو تحت هدایت فرنس سیز مجارستانی بود که سرعت متوسطی برابر 100 کیلومتر در ساعت داشت.

از آن شروع ساده، فرمول یک متولد شد و با گذر زمان در این سال‎ها به یکی از پرطرفدارترین ورزش‎های دنیا تبدیل شده است. این ورزش میلیون‎ها طرفدار و تعداد بسیار زیادی از اسپانسرها را به خود جذب‎کرده و قهرمانانی را معرفی می‎کند که، به‎مانند مدال آوران المپیکی هستند. اما چرا؟ به این دلیل که فرمول یک خواسته ما برای رسیدن به نهایت تکنولوژی و لذت‎بردن را ارضا می‎کند و می‎توان آن را تجربه‎ای از سفرهای پرسرعت قلمداد کرد.

فرمول یک به کلاسی از خودروها گفته می‎شود که تک نفره و به اصطلاح "چرخ-باز" هستند. "چرخ-باز" به خودروهایی گفته می‎شود که تایرهای خودرو از بدنه جدا و خارج از آن هستند، برخلاف خودروهای معمولی که تایرها زیر سپر قرار گرفته‎اند. فرمول 1 گل سرسبد رقابت‎های اتومبیل‎رانی است و معرفی‎کننده بهترین راننده‎ها و پیشرفته‎ترین ماشین‎ها و تکنولوژی‎ها است. قهرمان‎شدن در رقابت‎های فرمول یک، یعنی شما بهترین بهترین‎ها در بین رانندگان دنیا هستید. اما رسیدن به این قهرمانی و رانندگی در این رقاب به سادگی به‎دست نمی‎آید. راننده‎های امروزی قبل از رانندگی در بهترین مسابقه اتومبیل‎رانی برای سالیان به رقابت می‎پردازند و کسب تجربه می‎کنند[۱].مقصود از لفظ «فرمول» مجموعه‌ای از مقررات و قوانین است که تمامی شرکت‌کنندگان و خودروها باید از آن متابعت کنند. فصل قهرمانی فرمول یک جهان از مجموعه‌ای از مسابقات، که به جایزه بزرگ مشهور است تشکیل شده، که معمولاً در فهرست پیستهای فرمول یک، و در معدودی موارد در جاده‌های بسته شهری برگزار می‌شود. نتایج تمامی مسابقات جمع بسته می‌شود تا دو فهرست قهرمانان فرمول یک جهان در هر سال، یکی در بخش فهرست رانندگان قهرمان فرمول یک جهان و دیگری در بخشفهرست سازندگان قهرمان فرمول یک جهان مشخص شود. این مسابقات یک رویداد مهم تلویزیونی است که میلیون‌ها نفر از بیش از ۲۰۰ کشور جهان آن را بصورت زنده تماشا می‌کنند. خودروها با سرعتی تا ۳۵۰ کیلومتر در ساعت (حدود ۲۲۰ مایل در ساعت) با هم مسابقه می‌دهند.

مقررات این مسابقات شامل شماری محدودیت‌ها و شرایطی است که خودروها باید از آن متابعت کنند. از جمله مواردی که این مقررات به خاطر آن تدوین شده، می‌توان به کنترل ایمنی سرعت‌های فزاینده اشاره کرد. از سال ۲۰۰۶ [۲] موتور درونسوز به موتورهای طبیعی V8 دارای (ظرفیت) جابجایی ۴/۲ لیتر است (که حدود ۸۰۰ اسب بخار قدرت و در حدود ۱۹۰۰۰ دور در دقیقه (رم‌پ) تولید می‌کند. عملکرد خودروها تا حدود زیادی به الکترونیک، آیرودینامیک، فنربندی و چرخ‌ها بستگی دارد.

مسابقات فرمول یک در طول تاریخ تحولات و تغییرات بسیاری را شاهد بوده‌است. در طول سالهای متوالی موتورهای بسیاری به کار گرفته شده است؛ موتورهای عادی، تقویت‌شده و توربو، که از straight-4 تا H۱۶با جابجایی سوخت ۵/۱ تا ۵/۴ لیتر متفاوت است. حداکثر قدرتی که در طول تاریخچه مسابقات به دست آمده ۱۲۰۰ اسب بخار در پیست مسابقات در دهه ۱۹۸۰ بوده‌است.

قاره اروپا دارای طرفداران بسیاری از مسابقات فرمول یک و بازار اصلی آن است. با این وجود، مسابقات جایزه بزرگ در سرتاسر جهان برگزار شده، و با برگزاری مسابقات جدید در بحرین، جمهوری خلق چین، مالزیو ترکیه، کره جنوبی و هند دامنه این مسابقات در حال گسترش است.

مسابقات فرمول یک در مقام گران‌ترین ورزش جهان، دارای تأثیرات اقتصادی چشمگیری است و نزاع‌های مالی و سیاسی آن نیز کاملاً مشهود است. جایگاه و محبوبیت بالای این ورزش آن را تبدیل به یک محیط آشکار تجاری کرده، که این امر منجر به سرمایه‌گذاری‌های چشمگیری توسط حامیان مالی و تبدیل این سرمایه‌گذاری‌ها به بودجه‌های عظیم برای تیم های سازنده فرمول یک شده‌است.

دفتر مرکزی فدراسیون بین‌المللی اتومبیل‌رانی (FIA) در شهر کنکورد، پاریس واقع است. این فدراسیون مسئولیت نظارت بر این مسابقات را برعهده دارد. رئیس کنونی این فدراسیون ژان تات است. حقوق تجاری فرمول یک در دارایی های گروه فرمول یک، که اکنون مالکیت آن در اختیار آلفا پرما است، سپرده شده‌است.

   

آن چه موجب پیچیدگی بیش از حد اتومبیل های فرمول یک می شود، عملکردی است که از آن انتظار می رود.
اتومبیل های فرمول یک، تندروترین وسیله بر روی زمین هستند. 
این اتومبیل باید بتواند در ظرف دو تا سه ثانیه، از حالت سکون، به سرعت ۱۰۰ کیلومتر در ساعت برسد و در مواردی، در طی همین مدت، سرعت خود را از بیش از ۳۲۰ کیلومتر در ساعت، به یک چهارم برساند. 
اتومبیل فرمول یک همچنین باید بتواند با سرعت بیش از ۲۰۰ کیلومتر در ساعت، کمتر از ۶۰ درجه و با سرعت حدود ۱۰۰ کیلومتر در ساعت بیش از ۱۳۰ درجه تغییر مسیر بدهد.

 

 موتور و جعبه دنده:


موتورهای هشت سیلندرفرمول یک، (۲۴۰۰ سی سی حجم) به قدرت هایی بیش از ۷۱۰ اسب بخار دست یافته اند اما از سال 2007 دور موتور به ۱۹ هزار دور در دقیقه محدود شده است. این در حالی است که وزن موتور کمتر از ۹۰ کیلوگرم است و وزن کل اتومبیل باید کمتر از 605 کیلوگرم باشد. به عنوان مقایسه یک موتور اتومبیل های طراحی شده برای مصارف عمومی ممکن است حدود ۲۰۰۰ سی سی حجم، ۱۳۰ اسب بخار قدرت و دور موتوری معادل ۶۰۰۰ دور در دقیقه داشته باشد. 
البته از آن جا که هدف اصلی موتور فرمول یک تولید حداکثر سرعت است، مصرف آن به بیش از ۶۰ لیتر در ۱۰۰ کیلومتر هم می رسد، در حالی که اتومبیل معمولی کمتر از ۱۰ لیتر در هر ۱۰۰ کیلومتر مصرف دارد. 
جعبه دنده، یکی از پیچیده ترین اجزاء اتومبیل فرمول یک محسوب می شود. بیش از ۲۰۰ سنسور وضعیت موتور را می سنجند و با استفاده از ابزارهای کمکی، بهترین زمان برای تغییر دنده را مشخص می کنند. تغییر دنده توسط پدالی انجام می شود که پشت فرمان، به نحوی نصب شده که راننده با فشار انگشتان می تواند دنده عوض کند. 
در طی دو فصل اخیر، تکنولوژی ساخت جعبه دنده به اندازه ای تغییر کرده است که تغییر دنده در داخل جعبه دنده در زمانی در حد چند هزارم ثانیه انجام می شود. برای به حرکت درآوردن اتومبیل در دنده یک (در هنگام آغاز مسابقه) هم از پدالی مشابه پشت فرمان اتومبیل استفاده می شود که حکم کلاچ را دارد.

 

 شاسی:


ساخته شده از فیبر کربن است و از آن جا که بر اساس قوانین، نباید در عملکرد آیرودینامیک اتومبیل تاثیر داشته باشد، کف آن صاف است. این قطعه ی انعطاف پذیر، با وزنی حدود ۳۰ کیلوگرم، باید بتواند فشار متناوب آیرودینامیک را تحمل کند که گاه معادل دو تن وزن می شود. در عین حال، چون راننده عملا در داخل شاسی می نشیند، قسمت عمده ای از ایمنی راننده، به استقامت شاسی بستگی دارد.

 

 بدنه:


اتومبیل های معمولی، تنها به دلیل ضعیف تر بودن موتور نیست که نمی توانند در سرعتی نزدیک به سرعت اتومبیل فرمول یک حرکت کنند. جریان هوایی که در زیر بدنه ماشین در سرعت های بالا ایجاد می شود، به حدی قوی است که می تواند اتومبیل را به هوا پرتاب کند. از این رو است که طراحی بدنه ی اتومبیل فرمول یک را، به بال هواپیما تشبیه می کنند؛ البته در جهت معکوس. شکل بدنه ی هوا را به بالا و اتومبیل را به پایین می راند و در نتیجه باعث چسبیدن اتومبیل به زمین در سرعت های بالا و در پیچ ها می شود. این طراحی به حدی موثر و کارآمد است که بر اساس محاسبات، اتومبیل فرمول یک می تواند بر روی سقف یک تونل حرکت کند بدون آنکه به زمین بیفتد. نقش دیگر بدنه، راندن بخشی از هوای اطراف به سمت رادیاتورهای اتومبیل جهت خنک کردن موتور و سیستم های هیدرولیک است.

 

 سیستم فنر بندی:


مانند اتومبیل های عادی، کار این سیستم ثابت نگه داشتن فاصله کف اتومبیل با زمین و جذب ارتعاشات است، اما در حالی که سیستم فنربندی اتومبیل معمولی، محدوده ی حرکتی تقریبا ۳۰ سانتی متری ایجاد می کند. در اتومبیل فرمول یک، این محدوده ی حرکت به سه سانتی متر در چرخ های جلو و شش سانتی متر در چرخ های عقب کاهش می یابد. برخلاف اتومبیل های عادی، قرار نیست که این سیستم در اتومبیل های فرمول یک، اسباب راحتی راننده را فراهم کند. سیستم فنر بندی قابل تنظیم است و مثلا در هوای بارانی، امکان انعطاف پذیری بیشتر به سیستم داده می شود.


 لاستیک و ترمز:


در حالی که لاستیک اتومبیل های معمولی بیش از ۱۵ هزار کیلومتر کار می کنند، لاستیک اتومبیل فرمول یک به گونه ای ساخته شده که حداکثر ۲۰۰ کیلومتر کار کند. در این لاستیک ها ترکیبات کربن، گوگرد و روغن به کار گرفته شده که هرچه میزان روغن بیشتر باشد، لاستیک نرم تر خواهد شد. لاستیک ها باید حرارتی بین ۹۰ تا ۱۱۰ درجه سانتی گراد داشته باشند در نتیجه پیش از آغاز مسابقه، درجه ی حرارت آن ها را توسط پتوهای برقی مخصوص در ۹۰ درجه ثابت نگه می دارند. 
سیستم ترمز اتومبیل فرمول یک، به سیستم ترمز اتومبیل های معمولی شباهت بسیاری دارد؛ اما استفاده از سیستم های مانع از قفل شدن، مجاز نیست. دیسک ترمز از فیبر کربن ساخته شده و (بسته به پیست های مختلف) در درجه حرارت بین ۴۰۰ تا ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد عملکرد مطلوب دارد و به وسیله هوا خنک می شود. عمر دیسک ترمز در حد ۸۰۰ کیلومتر است.


 فرمان و سیستم هدایت:


فرمان یک اتومبیل فرمول یک، وظیفه ای بسیار بیشتر از تعیین جهت حرکت اتومبیل را بر عهده دارد. از فرمان، که برای ورود و خروج راننده، از جای خود بیرون آورده می شود، برای کنترل حدود ۱۲ مشخصه مختلف عملکرد اتومبیل استفاده می شود. 
ساخت هر فرمان حدود ۴۰ هزار دلار هزینه در بر دارد و به وسیله دکمه های روی فرمان، راننده می تواند مایعات بنوشد (قمقمه از طریق یک لوله به داخل کلاه ایمنی متصل است)، با مسئولان فنی تیم از طریق رادیو صحبت کند، مسابقه را شروع کند و تنظیم های مربوط به سیستم کنترل کشش و موتور را تغییر دهد. 
اتومبیل فرمول یک، مجهز به سیستم هدایت هیدرولیک است؛ نیم دور چرخش فرمان، برای تغییر جهت حرکت اتومبیل در یک پیچ ۹۰ درجه کافی است.