Khí động lực học trên xe đua F1
Thắng trận từ trong hầm gió
Càng ngày, xe đua F1 càng rời xa cội nguồn của nó là chiếc xe hơi và tiến dần về phía ... phi cơ phản lực chiến đấu nếu xét về cấu tạo của hệ thống điện tử và đặc biệt là về khí động lực học. Hàng năm, các đội đua đổ nhiều triệu USD vào nghiên cứu khí động lực học không những để vượt các đối thủ mà một phần là để đi trước những người ban hành luật của FIA.
Một trong những thay đổi lớn trong luật đua F1 năm 2009 là các quy chuẩn mới về khí động lực học như cho phép dùng cánh gió trước lớn hơn, có thể thay đổi góc ngiêng ở mép, loại bỏ tất cả các cánh gió phụ hay mang cá thông khí trên thân xe và thu hẹp đồng thời nâng cao cánh gió sau. Những thay đổi này được đưa ra với mục đích tạo cơ hội vượt dễ dàng hơn và đã thay đổi hoàn toàn hình dáng bên ngoài của xe đua F1. Nhìn chiếc xe đua năm nay, hẳn bạn đam mê môn thể thao tốc độ đều ý thức được rằng các kỹ sư khí động lực học của các đội đua phải bỏ ra bao nhiêu công sức khi thiết kế thân xe hoàn toàn mới. Trong F1, thực ra công việc này luôn được các đội đua âm thầm tiến hành với một kinh phí vô cùng lớn không phụ thuộc vào việc FIA có ra luật mới hay không bởi cho dù không có quy định mới thì họ cũng phải liên tục hoàn thiện gói aero kit cũ.
Khi bắt tay vào nghiên cứu và chế tạo thân xe cũng như các chi tiết khí động lực học, các kỹ sư F1 phải cùng một lúc thỏa mãn 3 điều kiện cơ bản mang tính trái ngược: đầu tiên là tạo ra lực nén lớn nhất của luồng khí lên thân xe, tiếp đến là giảm tối thiểu luồng gió xoáy xung quanh xe, có thể gây ảnh hưởng xấu và cuối cùng là tạo ra thiết kế có chỉ số cản gió ưu việt nhất. Xe đua F1 được lắp thêm cánh gió từ những năm 60 của thế kỷ trước. Cánh gió trên xe F1 cũng mang chức năng giống như cánh gió máy bay nhưng không phải để tạo lực nâng của không khí mà tạo lực nén theo chiều ngược lại. Cánh gió được thiết kế dựa theo hai quy tắc vật lý cơ bản của môn khí động lực học: đó là định luật Bernoulli (áp suất trong môi trường có tốc độ dòng chảy lớn hơn sẽ nhỏ hơn) và tính chất liên tục của dòng chảy (hai phân tử cạnh nhau trong dòng chảy bị tách rời khi gặp vật cản sẽ gặp lại nhau ở mép thoát ra của vật cản). Trên hai mặt của cánh gió, do các phân tử khí phải đi những quãng đường dài ngắn khác nhau nên các phân tử khí di chuyển ở mặt bên dưới sẽ có tốc độ cao hơn ở mặt trên và vì vậy, áp suất bên dưới cánh gió sẽ nhỏ hơn. Hiện tượng này sẽ tạo ra lực nén của luồng khí tác động lên cánh gió về hướng mặt đuờng. Xe đua F1 hiện nay có khả năng tạo ra lực nén lớn gấp 3,5 lần trọng lực ở tốc độ cao......
Đón đọc tạp chí Công nghiệp Ôtô số tháng 3/2009 phát hành ngày 3/3/2009.