Lupta pe calea aerului dintre McLaren și Red Bull. Analiza lui Adrian Georgescu

Unul dintre cele mai importante atuuri al celor de la McLaren în lupta cu cei de la Red Bull este tunelul de vânt. Cu ajutorul tunelului aerodinamic dat în folosință toamna trecută au revenit practic în lupta pentru titluri și au cea mai bună mașină din competiție.

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).

Se dorește interzicerea lor…

Datorită apariției și perfecționării unor metode virtuale de simulare din ce în ce mai apropiate de comportamentele modelului real, se presupune că tunelul de vânt va deveni în timp o metodă perimată. Mai mult, construcția, întreținerea și funcționarea unui tunel aerodinamic aduc cheltuieli mari. Dorința Federației Internaționale de Automobilism este să limiteze cât mai mult aceste cheltuielile, spre a oferi șanse și echipelor mai mici de a face performanță.

Se dorește interzicerea tunelurilor de vânt în Formula 1 începând din 2030. Urmează ca toată proiectarea aerodinamică să se facă, din acel an, doar cu ajutorul software-urilor de tip Computational Fluid Dynamics. CFD reprezintă tot o simulare a înaintării mașinii, făcută însă pe calculator.

Motivele renunțării la tuneluri sunt legate de costuri și de ecologie. Costurile anuale estimative de funcționare a unei astfel de construcții sunt de cel puțin 6 milioane de euro. Dintre acestea, peste 1,2 milioane de euro reprezintă costul consumului de energie, care este uriaș: aproximativ 10.000 kWh pe zi. Este același consum pe care îl are, de pildă, un sat cu 250 de case.

… dar se construiesc în continuare

Nu s-a ajuns însă deocamdată la un consens în această direcție. Reprezentanții celor zece echipe s-au întâlnit la sfârșitul lui 2020, opt dintre ei exprimând atunci un vot de intenție în acest sens. Dar măsura renunțării în 2030 încă nu s-a adoptat.

În prezent, deși la nivel declarativ echipele susțin că vor să renunțe la tunelurile aerodinamice, la nivel practic, acestea se dovedesc în continuare foarte eficiente. Ca urmare, echipele de top construiesc sau modernizează în prezent acest tip de facilități, la care ar trebui, teoretic, să renunțe peste cinci ani.

Numărul orelor de simulare e limitat

Mecanismul ATR (aerodynamic testing regulations) a fost introdus în 2021 pentru acordarea unei șanse mai bune echipelor din partea a doua a clasamentului. Conform unui algoritm, există un număr de ore maxim pe care echipele îl pot folosi pentru testele în tunelul de vânt. La fel, există un număr maxim de ore permis pentru simularea prin Computational Fluid Dynamics.

Fiecare echipă compară rezultatele obținute din tunel și din modelul CFD înainte de a-și construi – sau evolua – mașinile. Una dintre problemele pe care echipe precum Mercedes sau Red Bull susțin că le-au avut în timpul acestui sezon a fost tocmai această neconcordanță între datele obținute din tunelul de vânt și cele obținute în CFD.

(A existat și un monopost construit integral prin simulare CFD. L-a creat Virgin, în 2010, încercând să minimizeze costurile. Nu a fost un succes. Echipa a fost vândută în același an de către Richard Branson și a fost cumpărată de un concern rus. Redenumită Marussia, s-a desființat în 2014.)

Numărul acesta maxim de ore permis pentru testele în tunel, respectiv CFD, e invers proporțional cu poziția ocupată de constructor la sfârșitul celor șase luni anterioare. În prezent, limitarea orelor petrecute în tunelul de vânt și CFD pentru jumătatea a doua a anului 2024, arată astfel. (sursa)

De aici vedem un prim avantaj al celor de la McLaren față de Red Bull. Au avut și în prima partea a sezonului și au în continuare dreptul la mai multe ore de testare aerodinamică.

McLaren testează din nou acasă

McLaren a construit, la sfârșitul anilor 90, un astfel de tunel, la sediul echipei de la Woking. L-a folosit până în 2010. În acel an, echipa britanică a început să folosească facilitatea din Köln a echipei Toyota, care părăsise în anul precedent Formula 1. În toamna anului trecut, noul tunel de la Woking a devenit operațional și e considerat cel mai avansat din F1. Modernizarea sa a costat peste 18 milioane de euro.

Nu a fost doar un salt din punct de vedere tehnologic, ci a dus și la desființarea întârzierilor. Dezvoltarea era întârziată cu zece zile, din cauza distanței dintre Köln și Woking.

Ce are în plus tunelul McLaren?

Permite testarea modelului de monopost la o plajă mare a unghiurilor de impact al aerului asupra elementelor aerodinamice. Generația trecută de tuneluri nu oferea acest avantaj. După cum se vede în schema de mai jos, pe platformă, macheta poate fi rotită mai mult în jurul axei verticle (axa z), mișcare care se numește girație sau ambardee. Astfel, oferă acces curentului de aer asupra părților laterale ale mașinii, ceea ce concurenții încă nu pot. (sursa imaginii)

Cel mai bine s-a văzut această calitate în cursa de la Zandvoort. Marele Premiu al Țărilor de Jos s-a disputat sub rafale puternice de vânt. Acestea au atins și 70 kilometri pe oră. Pentru că au avut date corespunzătoare, cei de la McLaren au reușit să reducă efectul vântului lateral asupra mașinilor. Acest fapt s-a văzut în desfășurarea întrecerii.

Cauciucarea podelei

În al doilea rând, cei de la McLaren au adoptat rapid o inovație pe care chiar cei de la Red Bull o introduseseră.

Din 2022, tunelurile de vânt sunt echipate cu o pasarelă mobilă. Modelul e staționar în fluxul de aer generat de ventilator. Roțile se sprijină pe podeaua rulantă, aceasta mișcându-se cu aceeași viteză cu fluidul. Dar exista o problemă: la o apropiere prea mare, materialul metalic al podelei rulante putea strica fundul monopostului și deteriora prea rapid pneurile.

Astfel, podeaua rulantă metalică din tunel a fost acoperită cu un material aderent cauciucat. Acest fapt a rezolvat problemele de mai sus, permițând modelelor să aibă o gardă la sol mai redusă. Asta a dus la o studiere mai exactă a fenomenului vibrațiilor („porpoising”) și la evitarea lor. Ferrari a făcut același lucru în timpul vacanței din august.

Red Bull a stagnat la acest capitol

În ciuda faptului că a dominat Formula 1 în ultimele sezoane, Red Bull nu a avut un tunel aerodinamic performant. Preluat de la echipa Jaguar, a fost construit imediat după încheierea celui de-al Doilea Război Mondial. Nu se află la sediul echipei de la Milton Keynes. Se găsește într-o clădire declarată monument istoric dintr-o bază Royal Air Force din Bedford, la 27 de kilometri distanță. Nu este o construcție foarte bine izolată termic și, când afară e frig, are nevoie de mult timp pentru a se încălzi.

Cei de la Aston Martin folosesc în prezent facilitatea celor de la Mercedes. Au construit însă unul la Silverstone, care urmează să fie dat în folosință. Și Ferrari face în prezent o actualizare majoră a tunelului său de la Maranello.

Red Bull a anunțat la finele anului trecut că în 2024 va începe să lucreze la o nouă astfel de facilitate. Aceasta va fi la sediul său din Milton Keynes. Ar urma să fie gata de-abia în 2026.