12 tuyệt phẩm siêu xe F1 của Adrian Newey

Dẫu biết là bất kì chiếc xe đua nào cũng cần phải có cả một đội ngũ các chuyên gia, các kỹ sư tài năng thiết kế ở phía sau, ta cũng không thể nào phủ nhận rằng sự dẫn dắt của Adrian Newey là một thứ gì đó đặc biệt.

Với tư cách là trưởng ban kỹ thuật tại Red Bull Racing, ông là một trong những thành viên chủ chốt đóng góp cho chức vô địch mùa giải 2023 của Max Verstappen cũng như Red Bull Racing với chiếc RB19 – chiếc xe thống trị nhất trong lịch sử F1 với tỉ lệ chiến thắng là 95,45%, phá vỡ kỉ lục kể từ năm 1988 của McLaren với chiếc MP4/4.

Những thiết kế của Adrian Newey không chỉ đã và đang đóng góp cho những thành công của Williams, McLaren hay Red Bull mà nó còn đánh dấu những thành tựu công nghệ kỹ thuật hiện đại của F1. Đồng thời cho ta một cái nhìn sâu rộng hơn đằng sau những ý tưởng của nhà thiết kế có ảnh hưởng lớn nhất tới các thế hệ xe đua của thế kỉ 21.

1. 1992: Williams-Renault FW14B

Chiếc xe đầu tiên giành chức vô địch của Adrian Newey đã thống trị mùa giải 1992, với thành tích phá vỡ kỉ lục fastest lap trong tất cả các trường đua mà họ tham gia, cũng như giành chiến thắng trong 10 trên tổng số 16 chặng đua năm ấy.

Hợp tác với giám đốc kỹ thuật của Williams lúc bấy giờ là Patrick Head, Adrian Newey đã phụ trách mảng thiết kế khí động học của xe. Chiếc FW14 của năm 1991 là một phiên bản cải tiến theo đúng chiều hướng thiết kế bắt nguồn từ chiếc March 881 đời 1988 của ông Newey.

Với sự hỗ trợ của hệ thống treo chủ động (active suspension), chiếc FW14B đã khiến Williams hài lòng tới mức họ giữ nguyên thiết kế này cho cả mùa giải 1992. Cho dù nó vốn dĩ chỉ là một chiếc xe trung gian, hay còn gọi là interim car (một phiên bản xe được các đội đua sử dụng cho đến khi một phiên bản mới cho năm ấy được hoàn thiện và sẵn sàng mang đi đua).

Nó đã cho phép họ thông qua một hệ thống thủy lực mà thay đổi độ cao của xe cũng như cơ cấu của hệ thống treo dựa trên vị trí của xe trên trường đua, từ đó tối ưu hóa tác dụng của các chi tiết khí động học trên xe. Không chỉ có vậy, nó còn có khả năng làm giảm hiệu ứng của bộ phận khuếch tán gió dưới gầm sau xe mỗi khi chạy trên đường thẳng, từ đó làm giảm đáng kể lực cản của xe.

Kết hợp với động cơ V10 của Renault cũng như hộp số bán tự động – chiếc FW14B được coi là một trong những chiếc xe đua F1 với nhiều công nghệ hiện đại nhất trong lịch sử giải đua.

2. 1993: Williams-Renault FW15C

Vì lí do đã đề cập ở trên mà chiếc FW15 đã phải chờ 1 năm sau mới được đưa vào sử dụng, nhưng cũng vì thế mà người ta đã có thể tối ưu hóa chiếc xe này dựa trên những thông số thu thập được nhờ chiếc FW14B của năm 1992.

Chiếc FW15C lúc bấy giờ không chỉ gọn nhẹ hơn trước, nó còn được trang bị một loạt những cải tiến khác như là hệ thống trợ lực lái, hệ thống chống bó phanh ABS (cho đến GP Pháp 1993) cũng như những chi tiết khí động học mạnh hơn.

Hệ thống treo chủ động giờ đây cũng đã được điều khiển tự động bằng máy tính thay vì chỉ thông qua những núm điều khiển trên vô-lăng. Tuy hệ thống này đã đôi khi gặp trục trặc cũng như làm giảm cảm nhận mặt đường của các tay đua, nó đã bù lại bằng một lượng downforce mà không đối thủ nào có thể sánh bằng.

Williams cũng không phải là bên duy nhất tiến hành nâng cấp cho chiếc xe đua của mình. Renault cũng cho ra mắt phiên bản động cơ V10 mới với thanh nối và buồng đốt được cải tiến, giúp làm tăng công suất lên tới 780 hp.

3. 1994: Williams-Renault FW16

Newey thú nhận trên podcast Beyond the Grid của F1 rằng ông đã phạm phải những sai lầm lớn về mặt khí động học khi phải quay lại làm việc với hệ thống treo truyền thống. Dẫu vậy, những thay đổi sau này đã giúp Williams có thể giành được chức vô địch ở hạng mục dành cho các đội đua.

Tuy được thiết kế dựa trên nền tảng của năm 1993, việc hàng loạt những hệ thống hiện đại như kể trên bị cấm sau mùa giải đó đã khiến cho chiếc FW16 trở thành một chiếc xe khó kiểm soát cũng như khó điều chỉnh ở đầu mùa giải.

Tại GP Pháp, hốc gió bên ngắn hơn (sidepod) đã được lắp đặt cùng với sàn xe mới cũng như thân vỏ được cải tiến, nhằm giải quyết vấn đề liên quan đến luồng gió bị khuếch tán quá mức ở sau xe.

Chiếc FW16B được đua vào sử dụng lần đầu tại Hockenheim (GP Đức), một phần vì những thay đổi về mặt an toàn sau chặng đua tại Imola, với hai bên sidepod còn ngắn hơn trước và bộ khuếch tán sau mới.

Chiếc FW16 cũng là chiếc xe đầu tiên sử dụng những chi tiết khí động học được kết hợp với hệ thống treo, với phần tay đòn chữ A (wishbone) được lắp đặt thấp hơn và kết hợp với trục lái ở trong cùng một tấm chắn (shroud).

4. 1996: Williams-Renault FW18

Chiếc FW18 là một chiếc xe mang tính tiên phong và đã có tầm ảnh hưởng lớn kể cả đối với những xu hướng thiết kế của thời điểm hiện tại.

Chiều cao của Damon Hill đã khiến cho anh khó có thể mà ngồi buồng lái một cách thoải mái. Nhưng Newey nhận ra rằng vấn đề này hoàn toàn có thể được giải quyết, nếu như ông để cho họ ngồi tựa hơn hẳn ra đằng sau bằng cách để bàn đạp cao hơn và chỗ tựa đầu thấp hơn.

Điều này không những cải thiện kết cấu của hệ thống treo trước, nó còn cho ra đời một xu hướng thiết kế buồng lái mà ngày nay đã trở thành tiêu chuẩn của F1.

Newey cũng đã có cách tiếp cận luật đua khác so với đối thủ. Vì lí do an toàn mà hai bên buồng lái lúc bấy giờ phải được nâng lên cao hơn 75mm so với trước.

Tuy nhiên, riêng với phần đệm tựa đầu (headrest), chỉ có phần diện tích bề mặt bị giới hạn chứ không phải là chiều cao. Kết quả là chiếc FW18 được thiết kế với phần hai bên buồng lái được nới rộng hơn và gọn nhẹ hơn hẳn.

Về mặt khí động học, lượng downforce được sản sinh ra cũng đã tăng lên đáng kể nhờ sidepod ngắn hơn, tấm khí động lớn hơn (nhằm kiểm soát luồng gió trước) cũng như là độ dốc lớn hơn (tương tự như những chiếc Red Bull của ông sau này)

5. 1997: Williams-Renault FW19

Cho dù Newey đã không còn làm việc cho Williams kể từ tháng 11 năm 1996, chiếc FW19 vẫn được coi là đóng góp cuối cùng của ông cho đội đua đến từ Anh bởi những tiêu chí thiết kế mà ông đã hoàn thiện trước khi rời đi.

Phần phía sau xe đã được thay đổi đáng kể nhờ vào động cơ Renault RS9 hoàn toàn mới. Thiết kế dạng chữ V được nới rộng từ 67 lên tới 71 độ so với trước, giúp làm giảm trọng tâm cũng như là chiều cao của xe và cho phép hộp số được thiết kế gọn nhẹ hơn.

Lấy cảm hứng từ một chiếc máy bay mà ông thấy được khi đang đi nghỉ mát ở quần đảo Caribbean, hai bên hốc gió cũng đã được thiết kế lại nhằm giảm thiểu tối đa việc xáo trộn luồng khí đi tới cánh gió sau của xe. Điều này có được là nhờ hốc gió mới được nâng cao, với một phần nhỏ được cắt bớt để tách nó khỏi phần đệm đầu trong buồng lái.

Tuy không có Newey để cải tiến chiếc xe một cách xuyên suốt trong mùa giải, tay đua Jacques Villeneuve cũng đã có thể đánh bại Michael Schumacher mà giành chức vô địch mùa giải 1997. Bất kể cho chiếc xe có đôi lúc khó kiểm soát đi chăng nữa (khả năng là tác dụng phụ của một thiết kế với độ dốc lớn)

6. 1998: McLaren-Mercedes MP4/13

Cho dù được thiết kế một cách gấp rút ngay sau khi Newey gia nhập đội vào tháng 8 năm 1997, chiếc McLaren-Mercedes MP4/13 đã được thiết kế một cách tối ưu cho luật đua lúc bấy giờ.

Một trong những mấu chốt của thiết kế này là chiều dài cơ sở lớn. Một phần là để tận dụng tối đa những chi tiết khí động học được cho phép trên xe. Song cũng là để bảo toàn những đặc tính liên quan đến sự ổn định của những chiếc xe thế hệ trước, dựa trên cách mà lực bám được dồn vào phần lốp trong phía trước và lốp ngoài phía sau khi tiếp cận một khúc cua – điều mà hàng loạt các đội đối thủ đã phải học hỏi sau này.

Lốp có vạch kẻ theo như luật đua mới lúc bấy giờ đã khiến cho Newey hướng trọng tâm thiết kế vào việc kết hợp trọng tâm, cũng như khung gầm thấp nhằm bảo toàn sự cân bằng cho xe.

Nếu như không phải vì một nhà báo nào đó đã tò mò mà đặt camera của mình vào buồng lái của chiếc MP4/12 hỏng bên lề đường đua, có lẽ không ai đã có thể biết được hệ thống phanh bí mật của Newey.

Trước khi bị cấm thì nó đã giúp hai tay đua là Mika Hakkinen và David Coulthard có thể kích hoạt phanh ở một trong hai bánh sau thông qua một bàn đạp phanh thứ hai. Từ đó giúp họ nhanh hơn tất cả các đối thủ tới 0,5 giây hoặc hơn tùy vào đặc tính của trường đua.

Vào năm 1998, hệ thống này còn được cải tiến tới mức hai tay đua còn có thể tự chọn bên bánh sau được kích hoạt phanh thông qua nút bấm trên vô-lăng thay vì chỉ có thể dùng 1 bên đã cài sẵn như trước. Nếu như mà hệ thống này không bị cấm thì có lẽ McLaren còn có thể dẫn đầu với nhiều điểm hơn nữa.

7. 2010: Red Bull-Renault RB6

Mặc dù BrawnGP với chiếc BGP-001 đã làm nên câu chuyện kì tích của mùa giải 2009, chiếc Red Bull RB5 mới là đối thủ đáng gờm nhất ẩn náu phía sau, tạo nền tảng cho chiếc RB6 của mùa giải 2010.

Để có thể tối ưu hóa tiềm năng của hệ thống khuếch tán kép phía sau xe (double-diffuser), cấu trúc treo sau đã được thay đổi thông qua tay đòn mới với góc nghiêng lớn và càng sau thấp hơn. Không chỉ có vậy, một hộp số mới nhỏ gọn hơn cũng đã được đưa vào sử dụng, từ đó cho phép luồng khí thải được tận dụng để làm tăng vận tốc luồng khí được khuếch tán phía sau và làm tăng độ bám của xe.

Độ dốc của toàn bộ thân xe cũng đã được thay đổi – mở đường cho đặc tính thiết kế của các thế hệ xe Red Bull sau này. Phần thân xe cũng đã chứng kiến sự quay trở lại rõ rệt của thiết kế hình chữ V đặc trưng của Newey.

Nhờ đó mà Red Bull cũng đã có thể chạy xe với phần gầm hạ thấp nhất có thể (để làm tăng hiệu quả của cánh trước) mà vẫn không bị chạm gầm khi mà tiếp dầy nhiên liệu trên xe.

Hệ thống treo tích hợp trước-sau cũng đã giúp chiếc RB6 có thể qua được những bài kiểm tra ngặt nghèo hơn sau khi các đối thủ phàn nàn với FIA về mối nghi về độ uốn của cánh gió trước trên hai chiếc Red Bull.

8. 2011: Red Bull-Renault RB7

Chiếc Red Bull RB7 có thể được coi là chiếc Red Bull mang tính thống trị nhất trước khi RB19 lên ngôi nhờ kỹ thuật tận dụng khí thải từ ống xả mà làm tăng hiệu quả khuếch tán gió ở phía sau.

Phiên bản mới nhất của hệ thống khuếch tán kết hợp ống xả (blown diffuser) được đưa vào sử dụng ở những phiên chạy cuối của buổi thử nghiệm trước mùa giải. Phần ống xả được hướng vào phần kẽ hở giữa hai bánh sao và vỏ hộp số, từ đó dẫn luồng khí thải xuống bộ khuếch tán (kể cả khi không nhấn chân ga), giúp ổn định phần trục sau của xe khi phanh và vào cua.

Sự quay trở lại của hệ thống KERS (tương tự như bộ pin hybrid hiện nay) đã cho Newey ý tưởng tích hợp bộ pin bên trong vỏ hộp số thay vì đặt dưới bình nhiên liệu như thường lệ.

Tuy phải hy sinh tới 40% lượng điện được tích trữ cũng như khả năng làm mát pin yếu, thiết kế này lại được tận dụng triệt để ở những phiên đua phân hạng cũng như những vòng đầu của chặng đua.

Việc không phải lắp cụm pin ở dưới cho phép bình nhiên liệu được đặt thấp hơn và từ đó, nó đã cho phép thay đổi kết cấu của phần thân vỏ phía trên xe.

9. 2012: Red Bull-Renault RB8

Luật đua mới được sửa đổi vào năm 2012 đã yêu cầu miệng ống xả phải được đặt cách 330mm từ phía sau trục sau của xe, dẫn tới việc hệ thống tích hợp khuếch tán-ống xả bị loại bỏ trên xe. Vì thế mà Red Bull đã tận dụng hiệu ứng Coanda để có thể dẫn luồng khí thải theo ý muốn.

Hiệu ứng Coanda là khi mà luồng khí hay luồng chất lỏng có xu thế chảy men theo một mặt phẳng nhất định, tương tự như khi ta đổ một cốc nước từ từ thì dòng chảy sẽ bám theo phía ngoài thành cố mà chảy ngược xuống dưới đáy vậy.

Dựa trên cơ sở của hiệu ứng này mà Red Bull đã có thể lấy lại được một số tính năng vốn có của bộ khuếch tán cũ để dẫn luồng khí thải đi theo bề mặt sidepod xuống phần gầm phía sau xe. Đây thực sự không phải một công việc đơn giản, minh chứng là phải mãi đến GP châu Âu tháng 6 năm 2012, họ mới có thể thực sự sử dụng được thiết kế mới này.

Càng về sau mùa giải, chiếc xe đã dần dần được cải tiến, cho phép Sebastian Vettel giành chức vô địch năm ấy nhờ vào việc tận dụng chân ga nhằm bảo toàn độ bám cho trục sau. Rồi từ đó làm giảm đáng kể oversteer khi vào cua (điều mà Vettel có lẽ không thể tận dụng được khi cầm lái chiếc Ferrari SF71-h hay là chiếc SF90 sau này).

10. 2013: Red Bull-Renault RB9

Chiếc RB9 là phiên bản cuối cùng của thế hệ xe F1 Red Bull kể từ năm 2009, với tỉ lệ chiến thắng là 13/19 chặng đua và là chiếc xe đầu tiên đạt ngưỡng 9 chặng thắng liên tiếp với Sebastian Vettel cầm lái.

Sở hữu tất cả những đặc trưng như độ dốc cao giúp tăng downforce cho phần sàn xe mà không bị chạm gầm, hiệu ứng Coanda làm tăng downforce cho ống phanh và bộ khuếch tán, cũng như là phần sidepod với phần dưới được gọt bớt nhằm kiểm soát luồng khí về phía sau xe. Chiếc RB9 vượt trội tới mức Red Bull có thể tùy chỉnh các chi tiết khí động học trên xe để có thể giảm lực cản trên đường thẳng mà không lo bị đối thủ bắt kịp.

11. 2022: Red Bull-RBPT RB18

Nếu nói tới những kinh nghiệm mà Newey có được khi mà làm việc cho đội Fittipaldi cũng như IndyCar thời đó, không quá bất ngờ khi mà những chiếc xe của ông có thể được coi là nhanh nhất ở thời điểm hiện tại.

Do đã được làm việc với những chiếc xe F1 sử dụng hiệu ứng mặt đất (ground effect) đời đầu từ những năm 80 của thế kỉ trước, ông hiểu rõ rằng mối tương quan giữa các nguyên lí khí động học và cấu trúc kỹ thuật của xe đóng vai trò then chốt trong việc sản sinh ra downforce trong bộ luật đua này.

Nhờ đó mà ông đã quyết định tập trung nguồn lực vào thiết kế hệ thống treo trước và sau của xe. Từ đó trở thành đội đua với chiếc xe ổn định nhất và không hề bị ảnh hưởng do hiện tượng lướt cá heo (porpoising) như hầu hết các đội đua khác.

Tuy Ferrari là chiếc xe nhanh nhất trong những vòng phân hạng, Red Bull lại chiếm ưu thế ở những phiên đua dài hơi hơn. Đặc biệt là sau khi họ có thể giảm trọng lượng của xe và dồn trọng tâm về phía sau hơn để giảm understeer, và từ đó thống trị nửa sau mùa giải 2022 (tuy nhiên, một số chuyên gia cho rằng thiết kế giảm understeer này đã tạo ra bất lợi cho Sergio Perez ở nữa sau mùa giải 2022).

12. 2023: Red Bull-Honda RBPT RB19

Dường như đối thủ duy nhất của Red Bull vào năm 2023 lại là trường đua Singapore chứ không phải là bất kì một đội đua nào khác, với hai tay đua giành trọn 21/22 chặng chiến thắng của mùa giải vừa qua.

Phải đến khi chiếc RB19 được cẩu lên tại Monaco sau va chạm của Sergio Perez thì người ta mới có thể nhận thấy sự phức tạp của hai hầm gió ẩn náu bên trong chiếc RB19. Đặc biệt là cách tạo hình hầm gió cho phép tạo ra một lượng downforce lớn vừa đủ để loại bỏ gần như hoàn toàn hiện tượng lướt cá heo.

Không chỉ có vậy, hệ thống treo đã được tối ưu hóa để chống cho xe chúi về phía trước hay là lật ngửa về phía sau. Điều này được lấy cảm hứng từ hệ thống treo chủ động trên những chiếc Williams F1 của những năm 90, cho phép bảo toàn sự ổn định của thân xe trên tất cả các kiểu khúc cua.

Đúng như giám đốc bộ phận kỹ thuật, Pierre Wache, đã đề cập đầu mùa giải 2023, điểm mạnh của chiếc RB19 chính là sự hiệu quả. Rõ ràng là vận tốc tối đa không hề bị ảnh hưởng hay bị cản trở bởi lượng downforce được sản sinh ra.

Điều này có được phần là nhờ hệ thống DRS kép có được nhờ sự tích hợp hiệu quả giữa sàn xe, cánh phụ cũng như là cánh gió sau.