La capacité d’une voiture à manœuvrer dans les airs a un impact significatif sur sa vitesse et ses performances en Formule 1.
Il est donc crucial de concevoir une voiture avec la meilleure aérodynamique possible si vous voulez établir des temps au tour compétitifs.
L’aérodynamique a un impact significatif sur la stabilité globale de la voiture, la capacité de virage et l’usure des pneus en plus de la vitesse en ligne droite.
En trouvant le bon équilibre entre l’efficacité aérodynamique et les autres éléments de performance qui contribuent au succès d’une voiture de Formule 1, l’objectif ultime est de maximiser la performance totale.
Table of Contents
- 1 Composants aérodynamiques d’une voiture de Formule 1
- 2 L’impact des réglementations aérodynamiques sur les conceptions de Formule 1
- 3 La science derrière l’aérodynamique : dynamique des fluides computationnelle
- 4 Aérodynamique active en Formule 1 : DRS et F-ducts
- 5 L’équilibre entre l’aérodynamique et d’autres facteurs de performance
- 6 L’avenir de l’aérodynamique en Formule 1
Composants aérodynamiques d’une voiture de Formule 1
Voici un bref aperçu des différents composants aérodynamiques qui composent une voiture de Formule 1 :
Aile de devant
L’aileron avant est l’un des composants les plus cruciaux d’une voiture de F1.
Afin de réduire le sillage (air lent) et d’améliorer les performances, il joue un rôle important dans la génération d’appuis et la direction du flux d’air autour de l’automobile, en particulier autour des pneus avant.
La voiture peut se déplacer à des vitesses plus élevées et avec une capacité de virage améliorée grâce aux tourbillons créés par les extrémités des pièces d’aile.
L’aile arrière
Avec l’aileron avant, l’aileron arrière équilibre l’aérodynamisme de la voiture en produisant une force d’appui.
Pour des performances optimales, ces pièces produisent le plus d’appui possible en conjonction avec le diffuseur.
Le système de réduction de la traînée (DRS), qui est également logé dans l’aileron arrière, peut augmenter la vitesse de pointe et réduire la traînée lorsqu’il est engagé, offrant aux conducteurs une meilleure chance de dépasser les véhicules plus lents.
Pontons
Pour emballer la voiture aussi étroitement que possible et loger des radiateurs et des collecteurs pour réduire la traînée, des pontons sont nécessaires.
Leur disposition et leur disposition aident également à refroidir l’unité motrice, empêchant la surchauffe du moteur de la voiture et d’autres pièces.
L’aile avant et les pontons fonctionnent ensemble pour diriger le flux d’air vers le diffuseur, qui produit la majorité de la force d’appui de la voiture.
Diffuseur
La majorité de la force d’appui produite par le dessous du véhicule est produite par le diffuseur, qui est situé près de l’arrière de la voiture.
Afin de produire des régions à basse pression qui produisent une force d’appui, il fonctionne en accélérant le flux d’air sous le véhicule.
Un flux d’air efficace est garanti par un diffuseur bien conçu, qui améliore également considérablement les performances du véhicule dans son ensemble.
Suspension
La suspension contrôle la façon dont la voiture réagit à la route et les entrées du conducteur en tant que lien entre la voiture et ses roues.
C’est essentiel pour maintenir l’équilibre d’une automobile, assurer la stabilité et assurer des performances optimales.
En règle générale, une voiture de Formule 1 contient six composants structurels par roue, qui aident à stabiliser la voiture et à absorber les chocs de la route, créant ainsi l’environnement idéal pour que l’aérodynamisme fonctionne bien.
Sol
Afin de maximiser l’appui aérodynamique, les équipes se concentrent désormais sur le dessous de la voiture en raison de la réglementation 2022 de la Formule 1.
Les exigences révisées permettent désormais une plus grande variation dans la géométrie du sous-plancher, donnant aux concepteurs plus de liberté pour faire varier la forme générale du plancher et la transition par rapport au plan de référence.
Afin de réguler le débit à travers le « tunnel » qui a été construit, le Red Bull RB18 a été utilisé comme exemple, avec une courbure évidente sur toutes les surfaces et une finition sculptée dans la région de transition et la partie arrière du bateau à gradins.
Les équipes se sont également concentrées sur le bord du sol, investissant d’importantes ressources dans le développement tout au long de 2022, malgré les lois limitant partiellement les capacités des concepteurs dans ce domaine.
Pour améliorer les performances directement et indirectement, les équipes ont utilisé les découpes et la géométrie du sol.
La solution de queue de bateau étagée et la solution de «patin à glace», qui fixe une limite physique pour la surface du sol à mesure que la hauteur de caisse diminue tout en fournissant un support aérodynamique pour les structures d’écoulement rivales se dirigeant vers cette zone, ont été adoptées par d’autres équipes. Red Bull a été particulièrement innovant dans son approche du design.
L’impact des réglementations aérodynamiques sur les conceptions de Formule 1
Les règles régissant l’aérodynamique en Formule 1 ont connu diverses révisions au fil des ans.
L’objectif est de maintenir le niveau de compétition du sport et d’encourager des courses plus serrées, ce qui rehaussera le spectacle global pour les spectateurs.
Les équipes sont obligées de modifier et de remodeler leurs véhicules à mesure que la réglementation change afin de maximiser les performances tout en respectant les nouvelles directives.
Les méthodes et les composants aérodynamiques sont devenus plus sophistiqués à la suite de ce cycle continu d’invention et d’adaptation.
La science derrière l’aérodynamique : dynamique des fluides computationnelle
Les équipes de Formule 1 utilisent fréquemment la dynamique des fluides computationnelle (CFD) pour analyser le comportement du vent entourant la voiture pendant le processus de conception et de développement.
Un équilibre délicat doit être trouvé entre la théorie, l’expérimentation et la pratique lors de la création d’une voiture de F1.
Les équipes peuvent utiliser des simulations CFD pour mieux comprendre comment l’aérodynamique de la voiture changera à la suite de différents changements de conception, ce qui augmentera les performances tout autour.
Les équipes peuvent obtenir la combinaison idéale de vitesse et de stabilité en appliquant l’analyse CFD à la conception et en affinant l’aérodynamique de la voiture.
Aérodynamique active en Formule 1 : DRS et F-ducts
En Formule 1, l’aérodynamique active est une idée relativement nouvelle.
Le système de réduction de traînée (DRS), qui ajoute un aileron arrière mobile pour faciliter les dépassements, est un exemple notable d’aérodynamique active.
La technologie DRS donne à la voiture un avantage pour rattraper le véhicule d’un concurrent en réduisant la traînée.
Le F-duct est un système qui modifie le flux d’air à travers un conduit réglable pour réduire la traînée sur l’aile avant, améliorant encore l’efficacité aérodynamique de la voiture, et est un autre exemple célèbre d’aérodynamique active.
L’équilibre entre l’aérodynamique et d’autres facteurs de performance
Bien que l’aérodynamisme joue un rôle majeur dans les performances de la Formule 1, ce n’est pas le seul aspect ayant un impact sur le succès d’une voiture.
Des facteurs tels que la puissance du moteur, l’adhérence des pneus, la répartition du poids et les compétences du conducteur sont tous essentiels pour atteindre l’équilibre parfait pour des performances gagnantes en course.
De plus, les défis des différents circuits du calendrier de la Formule 1 exigent différentes configurations aérodynamiques, ce qui signifie que l’atteinte de l’équilibre parfait est une lutte continue tout au long de la saison.
L’avenir de l’aérodynamique en Formule 1
L’avenir de l’aérodynamique en Formule 1 est plein de possibilités.
Au fur et à mesure que les technologies progressent et que de nouvelles innovations sont introduites, le sport continuera de repousser les limites de la performance.
Les développements récents incluent l’introduction de l’aérodynamique à effet de sol, un concept qui a été utilisé dans le passé et qui pourrait faire son retour dans le règlement 2022, pour améliorer encore la génération d’appuis.
De plus, nous avons pu voir la mise en œuvre de pièces aérodynamiques à changement de forme, qui s’adaptent à la volée aux conditions et aux exigences changeantes de la piste.
