Re:THẮC MẮC VỀ CÁI MŨI XE CỦA CÁC ĐỘI NĂM NAY ?
Ở bài trước khi nói về nguyên lý hoạt động của DRS ta đã đề cập đến những vấn đề cơ bản về khí động học của chiếc xe, rằng down force (DF) được sinh ra từ cánh gió và rằng bên cạnh DF cánh gió cũng sinh ra drag như một phản ứng phụ. Bây giờ ta sẽ nói sâu hơn về khí động học của chiếc F1 và triết lý thiết kế của chiếc xe xuất phát từ những mực tiêu cơ bản về DF được thiết lập từ trước khi việc thiết kế chiếc xe được thự sự bắt đầu.
DF không chỉ được sinh ra duy nhất từ cánh gió, sàn xe và bộ khuếch tán (diffuser) cũng sinh ra DF và quan trọng hơn đây là những bộ phân sinh ra sách nhất, tức không có (hoặc rất ít) drag như phản ứng phụ. Khi chiếc xe chuyển động, nó đi xuyên qua không khí và như vậy xe có 2 luồng gió đi qua nó, "phía trên" và "phía dưới". Luồng gió đi "phía trên" đi qua cánh gió và sinh DF còn luồng gió đi "phía dưới" nó đi đâu? Câu trả lời nó đi dưới phần mũi của xe và được chia làm 2, một phần đi dưới gầm xe và một phần đi phía trên của floor. Phần đi dưới gầm xe sẽ làm tăng áp suất ở dưới gầm xe. DF là lực ép xuống, nó sinh ra bởi sự chênh lệch áp suất giữa mặt trên và mặt dưới của cánh gió, áp suất mặt trên càng cao hơn mặt dưới thì DF cũng sẽ tăng lên. Nhưng DF không thể tăng vô tận vì tăng DF đồng nghĩa tăng drag. Vậy cách "sạch" nhất để tăng DF là giảm áp suất ở dưới gầm xe. Đó là lý do ta thấy xe đua có gầm rất thấp bởi như vậy sẽ hạn chế lượng gió chạy xuống dưới đó. Vậy thì nếu tăng được lượng gió chạy dưới phần mũi của xe F1 thì sẽ là một cách tăng hiệu quả làm việc của floor và diffuser từ đó làm tăng DF.
Vậy làm cách nào để tăng lượng gió chạy dưới phần múi xe, đơn giản là nâng cao phần múi này lên tới mức tối đa trong giới hạn cho phép của luật. Giờ ta tham khảo hình vẽ minh họa để hiểu được vấn đề:
Đây là hình minh họa cho thiết kế chung của năm 2011. Trong hình ra sẽ thấy Dash bulkhead, đây là phần mép của chassis gần bánh trước nhất của khoang lái (khu vực gần chỗ gắn vô lăng của xe ý). Front bulkhead là phần của chassis mà cánh gió được gắn vào đó. front wheel centre line thì là trục của bánh trước. Nhìn hình là ta sẽ hình dung ra thiết kế chung của các đội trong năm 2011 khi đa phần các đội nâng chiều cao ở đỉnh của bulkhead lên cao nhất từ đó khoảng sáng gầm xe ở phần mũi xe sẽ cao nhất.
Duy nhất chỉ có Macca không đi theo triết lý này và họ thiết kế chiếc xe với phần mũi thấp hơn các đội khác. Hay xem hình minh họa:
Đó là của năm 2011. Sang 2012, FIA quyết định thao đổi luật. Họ muốn phần mũi xe phải được hạ thấp xuống vì lý do an toàn do vậy họ quy định cao độ tối đa của Dash bulkhead là 625mm so với mặt phẳng tham chiếu. Front bulkhead vẫn nằm trước front centre line 150mm va cao độ tối đa ở đây chỉ còn 550mm trong khi chiều cao của mặt cắt ngang của front bulkhead là 270mm.
Với thay đổi này của luật thì nếu các đội vẫn muốn giữ triết lý thiết kế là tăng tối đa lượng gió chạy dưới phần mũi xe thì cách duy nhất là đẩy đỉnh của dash bulkhead và phần chassis tới front centre line lên 625mm và vì phần front bulkhead chỉ còn 550mm nên trong khu vực từ front centre line tới front bulkhead (dài 150mm) sẽ buộc phải có cái "dốc" và đó chính là lý do mà cái step-nose ra đời. Hãy thao khảo tấm hình này để hiểu rõ vấn đề hơn (lấy cái mũi của Ferrari để làm ví dụ).
Đầu tiên là hình vẽ mô tả Dash bulkhead - B-B, front bulkhead - A-A:
Còn đây là hình minh họa dùng mũi của chiếc F2012 để làm minh họa đi kèm với quy định về tiết diện của các phần A-A và B-B:
Thêm một cái hình minh họa dùng mũi của chiếc F2012
Vậy việc có step-nose như Ferrari, RedBull, Mercedes...hay không có step-nose như McLaren hoàn toàn phụ thuộc vào triết lý thiết kế của mỗi đội. Giờ còn quá sớm để nói thiết kế nào ưu việt hơn thiết kế nào. Dù chiếc MP4-27 của Macca hiện đang vượt trội hơn xe của các đội khác nhưng điều đó chưa thể đủ để kết luận là do triết lý thiết kế bởi RedBull và Ferrari kém bởi nhiều lý do khác.
Only time will tell...
