Oracle Red Bull Racing Vượt Qua Những Thách Thức Thiết Kế Với Mô Phỏng

Đó là khoảng thời gian đầy hứng thú dành cho người hâm mộ đua xe, khi Max Verstappen và phần còn lại của đội đua Oracle Red Bull Racing vượt qua một mùa giải nữa rất thành công. Tuy nhiên, kỹ năng lái xe của Verstappen chỉ là một phần thành công của Oracle Red Bull Racing, vì anh còn phải dựa vào chính chiếc xe của mình. Trên thực tế, Giám đốc công nghệ Oracle Red Bull Racing Pierre Wache gần đây đã khẳng định rằng chính “hiệu quả” trong thiết kế chiếc Oracle Red Bull Racing RB19 Formula One 2023 là động lực lớn nhất đằng sau mùa giải chưa từng có của Verstappen năm vừa qua.

Vậy thì, “hiệu quả” có nghĩa là gì trong bối cảnh của Công thức 1 (F1)? Đối với Wache, nó liên quan trực tiếp đến khí động học (hay khoa học về sự chuyển động của dòng khí), xem xét các tính chất của không khí khi nó di chuyển và sự tương tác của nó với các vật thể rắn chuyển động đi qua nó. Để minh họa ý tưởng này, hãy tưởng tượng rằng bạn thò tay ra ngoài cửa xe ô tô, lòng bàn tay hướng về phía trước và cảm nhận lực cản của gió lên tay bạn khi xe chạy. Trên đường đua, lực này rất đáng kể, vì những chiếc xe F1 chạy ở tốc độ lên tới trên 358 km/giờ.

Lực khí động và ưu nhược điểm

Trong F1, khí động học chủ yếu liên quan đến phần đầu xe, bao gồm hình dạng tổng thể, gương chiếu hậu, các ống dẫn, hệ thống treo và sàn xe. Mục tiêu của những thiết kế này là hợp lý hóa hình dạng của một chiếc xe F1 để tạo ra nhiều lực ấn xuống, hoặc lực khí động học ép chiếc xe xuống đường đua khi dòng khí di chuyển qua chiếc xe. Lực ép xuống này làm tăng độ bám đường, độ ổn định khi xe vào cua ở tốc độ cao.

Tuy nhiên, nhược điểm đi kèm với lực ấn này là lực cản có xu hướng làm xe chạy chậm đi. Xe càng đi nhanh, thành phần lực cản khí động càng lớn. Điều bắt buộc đối với Oracle Red Bull Racing là đạt được sự cân bằng hoàn hảo giữa hai thành phần lực ấn và lực cản này. Theo cách thông thường, việc tối ưu này đòi hỏi rất nhiều thời gian thử nghiệm trong đường hầm gió (wind tunnel) – thứ mà nhóm không có.

Thách thức càng trở nên khó khăn hơn trong mùa giải 2022. Một số yêu cầu mới về thiết kế cánh trước và mũi xe được giới thiệu bởi F1 và FIA (Liên đoàn Ô tô Quốc tế – cơ quan quản lý thế giới về thể thao mô tô) được công bố vào năm 2022 đã ảnh hưởng hoàn toàn đến các bộ phận khác của xe.

Và trong khi khí động học là một yếu tố quan trọng trong việc thiết kế phần đầu xe F1, thiết kế sàn cũng rất quan trọng. Và trong phạm vi các quy định của năm 2022, những chiếc xe F1 cần dựa vào hiệu ứng mặt đất để lái dòng khí bên dưới chiếc xe một cách hiệu quả thay vì trên đỉnh xe để giảm tác động của dòng khí bẩn – là dòng khí hỗn loạn do những chiếc xe di chuyển phía trước gây ra cho những chiếc xe đi sau, để giúp chiếc F1 vượt xe phía trước dễ dàng hơn trong cuộc đua. Đối với các kỹ sư của Oracle Red Bull Racing, bước ngoặt này là một sự thay đổi lớn từ việc tập trung vào cánh và các bề mặt khí động khác sang khai thác mặt dưới của chiếc xe.

Cuối cùng thì, những gì từng được coi là trở ngại lớn, đã truyền cảm hứng cho đội đua Oracle Red Bull Racing tăng gấp đôi tính hiệu quả với sự giúp đỡ từ Ansys – Đối tác đổi mới của Oracle Red Bull Racing từ năm 2008. Mô phỏng Ansys đang giúp các đội đua xe thể thao vĩ đại nhất thế giới nâng cao lợi thế cạnh tranh của họ.