מהות מרוצי הפורמולה לסוגיהם היא הנוסחה - ^הפורמולה^, שעל פיה מיוצרות המכוניות. הפדרציה העולמית למכוניות, ה- FIA (השם בא במקורו מצרפתית, שהיתה השפה הדיפלומטית המקובלת, ועל כן אמור: Federation Internationale de l'Automobile), שנוסדה ב-1904 ומאגדת 213 איגודי רכב ב-125 מדינות, היא הקובעת את הנוסחה לכל סידרת מרוצים. הנוסחה כוללת את כלל מרכיבי המכונית ומגבלותיהם. במכוניות הפורמולה 1, התקנון כולל את המרכיבים הבאים:
1. מרכב וממדים.
2. משקל.
3. מנוע.
4. מערכת הדלק.
5. מערכות השימון והקירור.
6. מערכת החשמל.
7. מערכת העברת הכוח.
8. מערכות המתלים וההיגוי.
9. מערכת הבלימה.
10. גלגלים וצמיגים.
11. תא הנהג.
12. ציוד בטיחות.
13. מבנה המכונית.
14. מבחני ריסוק.
15. מבחני התהפכות.
16. מבחני עומס סטטי.
17. דלק.
18. מצלמות טלוויזיה ומשיבים אלחוטיים.
לצורך כתיבת התקנון הטכני, יושבת על המדוכה ועדה טכנית, הכוללת מהנדסים, מכונאים ונציגי הקבוצות. הועדה מתכנסת אחת לשנה לפחות, להחלטה על התקנון הטכני לעונה הבאה, וכן לבחינת ערעורים על סעיף זה או אחר בתקנון. מטעם הועדה, אחראי צ'רלי וויטינג הבריטי לבדיקת התאמת המכוניות לתקנון, הן בעת אישור דגם לקראת עונה והן במהלכה, לאחר כל מרוץ ובמהלך סוף השבוע של המרוץ. הבחור, שהיה בעברו מכונאי בברבהאם, כשהיתה שייכת לברני אקלסטון, מונה לתפקיד הבכיר עקב קשריו עם ברני, אלא שניתן לומר שעל אף היעדר השכלה פורמלית הנדסית כלשהי, קשה לעבוד עליו, והוא יודע לבדוק את המכוניות כראוי. הדוגמא הקלאסית היתה בעונה האחרונה, עת בדק ומצא את החריגה של ב.א.ר במשקל, עקב שימוש בתא דלק נוסף.
התקנון נפתח בפרק הגדרות, ההכרחי למניעת ויכוחים בסגנון של ^מי הבין מה^. לדוגמה, אחת ההגדרות היא מהו משקל - משקל המכונית והנהג הלובש את כל מרכיבי בגדיו (כולל קסדה, התקן ריסון צוואר, כפפות, סרבל, נעליים וכד' - ע.ד), במשך כל האירוע. כמובן, גם אירוע מוגדר בפרק זה, והוא כל האימונים הרשמיים והמרוץ עצמו.
דרישות התקנון הטכני לעונת 2006, המשתרעות על פני 57 עמודים, שונות בעיקר בשני תחומים עיקריים, אך לא רק בהם: המנוע והצמיגים. שני אלו, שהשינויים בהם בעונת 2005 קבעו רבות את פני תמונת האליפות, יהיו שונים בתכלית בעונה הקרובה, ולכך, מן הסתם, תהיה השפעה דומה.
קל כקוולאר
מבנה מכונית פורמולה 1 הוא אולי המורכב ביותר מבין כל מכוניות המרוץ. מעבר לצורך בעורך-דין צמוד לקריאת התקנון, הדרישות הטכניות אינן פשוטות כלל ועיקר. הדרישה הבסיסית היא כי המכונית תשקול לא פחות מ-605 ק^ג במהלך מקצה הדירוג, ולא פחות מ-600 ק^ג בכל שלב שהוא משלבי האירוע. הואיל וכל גרם מעבר למשקל הנדרש הוא גרם מעיק, מנסים המהנדסים להכניס את המכונית למשטר דיאטה רציני, ולכן נעשה שימוש במרב החומרים הקלים והחזקים שיש. לאור זאת, עיקר מבנה המכונית בנוי מסיבי פחמן וקוולאר, שני חומרים מרוכבים חזקים ביותר וקלי משקל. הקוולאר הוא סיב שפותח ביוזמה פרטית של מהנדסת בחברת דו-פון, בשם סטפני קוולאק. הסיב, המבוסס על ניילון משוריין, נקרא בשמו המוכר ^קֶוולָאר^, על שם המהנדסת, ששמה האמיתי לא נחשב אטרקטיבי מספיק. במבחן מקובל, גם אם תיאורטי, של הרמת סיב על ידי מסוק, עד לקריעתו מכובד משקלו העצמי, התקבל כי סיב קוולאר חזק פי 230 (!) מחוט פלדה בעובי דומה. כאשר חוזק זה בא במשקל סגולי של 1.44 (לעומת 7.85 של פלדה), ברור יתרונו האדיר. את סיבי הקוולאר אורגים כמו בד, וככל שצפיפות הסיבים גדולה יותר, כך גם חוזקו. סיבי הפחמן, או בצורתו הטהורה, גרפיט, מהווים את החומר השני בו נעשה שימוש. הגרפיט הוא מעין ^סדין^ של אטומי פחמן המסודרים בדומה לחלת דבש - צורת האריזה הקומפקטית ביותר בטבע, המשושה. כתוצאה מכך, לגרפיט חוזק גבוה בכיוון מישור ה^סדין^. סדיני הגרפיט מודבקים ביחד באמצעות שרף אפוקסי, שכאן המקום להסביר מהו. אפוקסי הוא שרשרת ארוכה של מולקולות המורכבות מפחמן, מימן וחמצן. בשני קצות השרשרת יש מולקולה ספציפית, המכונה ^הקבוצה האפוקסית^, שלה תכונות היקשרות טובות מאד מול מולקולות אחרות. נשמע מסובך? אולי, אך מה שצריך לעניין אותנו, הוא שהאפוקסי מחזיק את סדיני הגרפיט המסודרים בצורה מאד ספציפית, לקבלת חומר בעל חוזק הדומה לפלדה, אך קל ממנה פי כמה. כמה? המשקל הסגולי של סיבי פחמן הוא 1.75, פחות מרבע מהפלדה, בעוד שהחוזק למתיחה הוא כמעט פי שלושה מפלדה בחוזק גבוה. גם היכולת האלסטית של סיבי הפחמן גבוהה יותר משל הפלדה, אם כי כאן ההפרש הוא ^רק^ 10 אחוזים. אלא שהאקזוטיקה עולה כסף, והרבה. לצורך ההשוואה, קילוגרם אחד של פלדה משוכה לייצור קפיצים עולה כחצי דולר, וזה כאשר מחירי הפלדה בעולם עולים לרמת מחירים בלתי מוכרת (ואנו נוכחים בהם עם מכת גניבות הברזל הנוכחית). עבור משקל זהה של קוולאר, ישולם סך שינוע בין 40 ל-80 דולר, ועבור סיבי פחמן, נשקול לידי המוכר החל מ-300 דולר לק^ג.
לו היה מרכב מכונית הפורמולה 1 מיוצרת מפלדה, כמו מכוניות הכביש, הוא היה שוקל כמעט חצי טון, בשעה שמרכב בקוולאר וסיבי הפחמן שוקל כ-90 ק^ג לכל היותר. על מנת לעמוד במספר היעד למשקל, נדרש גם נהג קל-משקל ככל האפשר. עבי-הבשר שבין הנהגים, שהם גם הגבוהים שבהם, מיכאל שומאכר ודייויד קולת'ארד, שוקלים 75 ק^ג, בעוד שאלוף העולם, אלונסו, בקושי מזיז את מחוג המשקל ל-68 ק^ג. גדולתם של המהנדסים מצליחה להביא לידי עמידה ביעד המשקל, ועוד להשתמש במשקולות איזון כבדות, על מנת להגיע ל-600 הק^ג המזעריים. למכונית F1 אסור להוסיף במהלך המרוץ חומרים כלשהם, למעט דלק וגזים דחוסים (בעיקר לניפוח הצמיגים), ולכן בכל המכוניות נמצא מיכל שמן רזרבי, למקרה של אובדן שמן.
היה מנוע?
המרכיב העיקרי ב^פורמולה^ הוא המנוע. עונת 2006 דרשה דיאטה רצינית מהמנועים, לתצורה של V8, בנפח מרבי של 2400 סמ^ק, וארבע פעימות, כמובן (שלא יבוא מישהו עם מנוע שתי פעימות, שמשיג יותר הספק לנפח נתון מאשר מנוע ארבע-פעימות, גם אם יש לו חסרונות רבים אחרים). הצורך בקביעת פורמולה למנוע נובע מהרצון להשוות בין הקבוצות. קבוצות עשירות יכולות לייצר מנועי V12 למסלולים כמו אימולה והוקנהיים, V10 למסלולים פחות מהירים כמו הונגריה, ו- V8 למסלולים איטיים כמו מונאקו, ובכך להשיג יתרון יחסי בכל סוג מסלול. הכוונה מאחורי צמצום מספר הבוכנות בשתיים והקטנת הנפח בעונה הקרובה כפולה: ליצרנים הגדולים והחזקים יתרון בייצור מנועים עתירי בוכנות והספק, ולכן אמורה להיות הוזלה בעלויות הייצור. הקטנת נפח המנוע אמורה להקטין את הספק המנוע, בהנחה שהסל^ד לא ישתנה, שכן כאשר נשרפים 20 אחוז דלק פחות ביחידת זמן (שתי בוכנות פחות), ההספק יהיה נמוך יותר. התוצאה אמורה לבוא לידי ביטוי במהירויות, אך כפי שהדברים נראים כיום במבחני טרום העונה, היעד לא הושג.
תקנון המנוע השנה מגדיר כי זווית ה- V של ראשי המנוע תהיה 90 מעלות, ולא כפי שהיה עד כה, על פי רצון המתכנן. חתך הצילינדרים (או בעברית תקנית: האִצטְוָנוֹת, ואני יודע שהעורך יהרוג אותי על זה...), חייב להיות עגול, ולכל צילינדר חייבים להיות שני שסתומי יניקה ושני שסתומי פליטה. עם זה, השאירה ה- FIA פתח להנחות לקבוצה שלא תצליח להשיג מנוע V8 תחרותי, על ידי התרה להשתמש במנוע V10
מ-2005, ובלבד שמהירות סיבוב גל הארכובה שלו תוגבל לערך שייקבע בהתאם. התקנון אף יורד לפרטים ומגדיר את הקוטר המרבי של הבוכנה, הגובה המזערי של מרכז הכובד של המנוע, משקלו המזערי (95 ק^ג) ועוד. מערכות של תזמון משתנה, דוגמת מערכת השסתומים, אסורות. כמו כן, מגדיר התקנון את החומר ממנו חייבים רכיבי המנוע להיבנות, אף כי פה ושם הוא מאפשר גמישות בבחירה. למשל, הבוכנות חייבות להיות מסגסוגת אלומיניום, אף כי יתאפשר לבחור בין ארבעה סוגי סגסוגת. גם פיני הבוכנות, הטלטלים וגל הארכובה אינם יוצאים ללא קביעה ממה מותר להם להיות עשויים.
מערכת הדלק מוגבלת ללחץ של 100 באר, ולכל בוכנה מותר רק מזרק דלק אחד, החייב להזריק את הדלק באופן מסוים. מערכות הפעלה הידראוליות, פנאומטיות או חשמליות למנוע אסורות, למעט סולנוידים לשליטה על נוזלים במנוע (כאמור, העברת שמן מהמיכל הרזרבי, כדוגמה), שסתום פניאומטי למערכת הפעלת השסתומים, אם אלה מופעלים פניאומטית, ומפעיל אחד למצערת, לפי בחירת היצרן. גם המצתים (פלגים) לא יוצאים נקיים, וחובה להשתמש במצתים תקניים הפועלים על פי העיקרון של פריצת מתח גבוה בין אלקטרודות ביניהן מרווח אוויר.
על מנת לחסוך במשקל, המנועים אינם מצוידים במתנע (סטרטר) ומתאפשר להניעם באמצעות חיבור חיצוני בעמדת הזינוק או בפיטס. כמובן, הדממת מנוע מחוץ לפיטס במהלך המרוץ דינה פרישה מאולצת. במקרה בו מחליטה קבוצה להתקין במכונית מתקן למניעת הדממה לא רצונית, המתקן חייב לאפשר הדממת המנוע במקרה של תאונה, בתוך עשר שניות מהפעלתו.
מה עוד?
השינויים הכרוכים בצמיגים הינם בעיקר בתחום תקנון התחרות. בתחום הטכני, הוכנסו מספר שינויים נוספים:
המתלים - התגובות הדינמיות שלהם יכולות לבוא רק כתוצאה מהפעלת כוחות חיצוניים. המשמעות - איסור על שימוש במתלים אקטיביים מכל סוג שהוא.
פתחי הקירור לבלמים ייחשבו כחלק ממערכת הבלמים, על כל המידות הנדרשות. זאת כלקח מהגדלת כונסי האוויר לקירור הבלמים בוויליאמס, בעונת 2004.
שינויי מבנה - הוגדרו ממדים חדשים לחריגת מבנה מאחורי קו הגלגלים האחוריים. המרחק המרבי הוגדר כ-50 ס^מ, על מנת לגרום להזזת הכנף האחורית קדימה ובכך לפגוע בכוח ההצמדה שלה, על מנת להקטין את מהירות המכונית.
בשרטוטים המצורפים ניתן לראות מספר קביעות ואת רמת הירידה לפרטים של ה- FIA.
