Cum se face un upgrade în Formula 1? Analiza lui Adrian Georgescu

Startul Marelui Premiu din Abu Dhabi / Profimedia

În Formula 1, construirea unui monopost (sau introducerea unui upgrade) se face urmând fluxul CFD → tunel aerodinamic → teste pe pistă. Este un ciclu închis, iterativ, adică unul care se repetă de multe ori, făcând corecțiile necesare.

ARTICOLUL CONTINUĂ DUPĂ RECLAMĂ

Nu oricât, căci există un sistem ATR (Aerodynamic Testing Restrictions) bazat pe ordinea în clasamentul constructorilor, care limitează numărul de ore pe care o echipă îl poate petrece în aceste situații.

Primul pas – CFD

CFD (Computational Fluid Dynamics) înseamnă simularea matematică a curgerii aerului în jurul mașinii, pe supercomputere, pentru a prezice forța de apăsare, rezistența la înaintare și stabilitatea aerodinamică — fără a construi nimic fizic. Printre parametrii variați sunt viteza, garda la sol, girația, ruliul, tangajul, unghiul de virare, … etc.

Practic, spațiul este împărțit în sute de milioane de puncte care simulează particulele care formează aerul. Uneori, pot fi peste un miliard de astfel de puncte în modelul de simulare.

Este coloana vertebrală a dezvoltării moderne a F1. Reprezintă aproximativ 60–70% din efort. Ca avantaje, față de tunelul aerodinamic, este o procedură mult mai rapidă și mai ieftină. În plus, permite testarea unor idei radicale. Dezavantajele includ faptul că este doar un model virtual, unde toate fenomenele fizice (turbulențele aerului, rigiditatea suspensiei,… etc) sunt simulate. Există, deci, erori față de comportamentul real.

Reclamă

În CFD se rulează mii de geometrii. Se testează, de pildă, forme de aripi, profile, difuzoare, diverse înălțimi ale podelei. Se filtrează apoi rezultatele și se hotărăște ce merită dus în tunel. Dintre mii de variante de lucru, ajung să fie verificate în tunel doar 5–10%.

Al doilea pas – tunelul aerodinamic

Pasul al doilea, unde virtualul devine real, este tunelul aerodinamic. Cam 20-30% din timp se petrece aici, unde se verifică dacă merită consumat timp din ATR cu rezultatele obținute prin CFD.

Tunelul de vânt constă într-un canal în care o copie la scară redusă a monopostului – proporția maximă admisă de regulament este 60% – este așezată pe o platformă rulantă și care se poate roti în jurul unei axe verticale. Prin generarea unui curent de aer frontal – a cărui viteză e limitată la 180 km/h – e simulată înaintarea mașinii. Forțele aerodinamice care se exercită asupra machetei sunt măsurate și specialiștii pot regla detaliile aerodinamice spre a livra apăsarea la sol sau rezistența la înaintare dorite. (Mai multe informații despre funcționarea unui tunel de vânt găsiți aici).

Dacă rezultatele CFD se corelează cu cele din tunel, sistemul e unul sănătos și se merge mai departe. Dacă rezultatele CFD nu se potrivesc cu cele obținute în tunel, se ajustează modelele CFD. De pildă, mașinile Ferrari și chiar cele Mercedes au avut aceste probleme de corelare în ultimii ani. Red Bull, deși are un tunel învechit, a rezolvat onorabil problemele. McLaren, care are cel mai performant tunel aerodinamic, a stat foarte bine la corelarea datelor.

Al treilea pas – pista și de la capăt

Pe asfalt se face verificarea supremă, inclusiv în simularea condițiilor de cursă. Ocupă 5-10% din timpul total al procesului. Dacă pista ”confirmă”, upgrade-ul rămâne. Dacă nu, revine în CFD. Bucla se reia, de zeci de ori pe sezon.

Fluxul real arată așa: CFD – tunel – corelare – decizie – pistă – corecții – CFD. O echipă de top rulează mii de iterații CFD, sute de ore de tunel, zeci de pachete aero pe an

Toate formațiile parcurg pașii de mai sus, dar diferența o fac: calitatea modelelor CFD, calibrarea tunelului, experiența șefului departamentului de aerodinamică, disciplina deciziilor și, nu în ultimul rând, capacitatea de a învăța din eșec.