F1 - Công nghệ 2013, vượt qua giới hạn (P3)

Vị trí ống xả là trung tâm của thiết kế khí động học trong những mùa giải gần đây.

Khí xả

Vị trí ống xả là trung tâm của thiết kế khí động học trong những mùa giải gần đây. Trong năm 2010 và 2011, nó là chìa khóa chiến thắng và là vũ khí vô cùng lợi hại của Red Bull, một sức mạnh bất khả chiến bại.

Trước yêu cầu tạo sự cạnh tranh và nâng cao tính hấp dẫn, FIA đã có những động thái nhằm loại bỏ những thiết kế liên quan tới khí xả để tăng hiệu quả khí động học. Động thái đầu tiên vào năm 2011 chính là cấm sử dụng dóng khí xả để thổi trực tiếp vào bên dưới khuếch tán để tăng lực nén. Tuy nhiên, FIA đã thiếu xót khi vẫn cho phép rìa khuếch tán được đón dòng khí và engine map vẫn bị thả nổi. Điếu đó là cơ hội cho Red Bull tiếp tục phát huy sức mạnh vốn có từ hệ thống này tuy có bị suy giảm đôi chút.

Bước sang năm 2012, một lệnh cấm triệt để đã được ban hành nhằm ngăn chặn tất cả hành vi tận dụng dòng khí xả để tăng hiệu quả khí động học. Hai quy định quan trọng nhất là miệng khí xả không được thổi trực tiếp vào bất cứ phần nào của khếch tán và engine map không được thay đổi trong suốt cuộc đua. 

Vị trí ống xả là trung tâm của thiết kế khí động học

Luật mới lập tức phát huy tác dụng, các đội trở nên cực kì cạnh tranh và Red Bull đã gặp rất nhiều khó khăn vào nửa đầu mùa giải. Tuy nhiên, sau nhiều năm đúc kết kinh nghiệm, các kĩ sư vẫn nhận thấy rằng, vùng khí xả vẫn còn rất quan trọng để đầu tư thiết kế nhằm thu được sức mạnh lớn từ nó. Khí xả vẫn rất quan trọng.

Nhưng đội đua làm được điều này không phải Red Bull, đó chính là McLaren. Họ đã chứng minh khả năng sáng tạo của mình khi vẫn tuân thủ triệt để luật của FIA nhưng vẫn tận dụng được khí xả để tăng sức mạnh cho chiếc MP4-27. Thuật ngữ “Coanda Exhausts” ra đời.

McLaren đã thiết kế miệng khí xả dựa trên hiệu ứng Coanda. Hiệu ứng này là một trong những lý thuyết quan trọng nhất trong ngành cơ học chất lưu. Nguyên lý cơ bản của nó là: Khi một dòng chất khí/chất lỏng gặp phải một vùng áp suất thấp trên đường đi của nó, thì dòng chảy sẽ bị thu hút về vùng áp suất đó, hay nói cách khác, dòng không khí có xu hướng bám dính lấy bề mặt cứng mà nó đang chảy qua. 

Dựa trên nguyên tắc này, McLaren đã thiết kế một dạng miệng khí xả độc đáo, được uốn cong cực kì khéo léo nhằm đổi hướng dòng khí xả hướng về phía khuếch tán, mặc dù thực tế nó không hề thổi thẳng vào khu vực này.

Các đối thủ cũng nhanh chóng nhận ra sức mạnh đó, tuy nhiên, họ gặp phải nhiều vấn đề phải giải quyết, vì khu vực phía sau sidepod gây ảnh hưởng rất lớn tới dòng khí tổng thể hướng vào khếch tán, gồm khí xả và khí tự nhiên. Nếu dòng khí tự nhiên đã được thiết kế chảy theo hướng cố định, việc thay đổi dòng khí xả theo cùng hướng với nó sẽ gây sự nhiễu loạn khi chúng gặp nhau.

Do đó, trên thực tế, các đội khác chỉ phát huy được chút ít từ hệ thống này, vì bị ảnh hưởng bởi thiết kế ban đầu. Trong khi đó, thiên tài khí động học, Adrian Newey đã làm chủ được nó nhanh chóng ngay cả khi không phải người tiên phong. Nửa sau mùa giải 2012 Red Bull đã vươn lên mạnh mẽ ngang bằng McLaren và tận dụng những sai lầm ngớ ngẩn của đối thủ để lên ngôi.

Chắc chắn sau kì nghỉ giữa hai mùa giải, tất cả các đội sẽ giới thiệu hệ thống Coanda của riêng mình và nó sẽ tương thích hơn rất nhiều với chiếc xe so với năm 2012. Một cơ hội mới, sức mạnh mới để từng cuộc đua trở nên kịch tính hơn.