Red Bull khắc phục RB16B tại Istanbul như thế nào?

Max Verstappen (VER) vẫn luôn có hiệu suất tốt. Anh đạt thời gian ngắn thứ ba tại vòng loại GP Thổ Nhĩ Kỳ vừa qua. Thế nhưng nếu xem xét thật kỹ, ta sẽ thấy mọi thứ dường như đã rất khác. Sau GP Hungary, đây có thể lại là chặng tệ nhất của Red Bull trong suốt cả mùa giải.

Điều gì đằng sau sự sa sút phong độ của VER, khiến anh chậm hơn Hamilton (HAM) đến 0.328 giây, và chỉ nhanh hơn Pierre Gasly của AlphaTauri một phần mười giây?

Nói về kết quả của vòng loại, VER lẫn đồng đội của mình là Sergio Pérez (PER) đều lấy làm khó hiểu, ngoại trừ việc thừa nhận một trong những vấn đề nằm ở tình trạng thiếu lái (understeer) của xe.

“Hôm nay tình hình đã được cải thiện đôi chút nhưng chúng tôi có vẻ đã không giữ được sự ổn định. Mọi thứ không được trơn tru như chúng tôi mong muốn. Tôi nghĩ nó có liên quan đến chất lượng mặt đường và chúng tôi chưa quan tâm đến điều đó.” – VER cho rằng vấn đề nằm ở cách họ sử dụng lốp xe.

Về cơ bản, lực bám lớn trên bề mặt đường đua Intercity Istanbul Park đã gây ra vấn đề về cân bằng khung gầm (chassis balance) cho các đội. Trong trường hợp của Red Bull, vấn đề này có lẽ là nghiêm trọng hơn.

PER nói về những khó khăn khi phải bắt kịp với tốc độ của VER trong mùa giải này: “Đó là một chiếc xe khác biệt. Nó hoàn toàn không giống với những chiếc xe tôi từng lái trước đây.” Dù tránh chia sẻ về những đặc điểm khác biệt này, PER có vẻ như đang đề cập đến thiết kế cào cao (high rake) của RB16B.

Cụ thể, cào của xe càng cao thì càng tạo ra downforce lớn, đồng thời phần đầu xe cũng chịu tải nhiều hơn khi xe vào các góc cua chậm. Khi này, điểm cân bằng của lực downforce tác động lên cầu trước và cầu sau sẽ dịch chuyển về đầu xe nhiều hơn ở xe cào cao so với xe cào thấp. Các nhà khí động học gọi điểm này là tâm áp suất khí động (center of aero pressure).

Nhìn chung, xe đua F1 có xu hướng thiếu lái ở những góc cua chậm và thừa lái (oversteer) những góc cua nhanh. Điều này là hoàn toàn tự nhiên do sự kết hợp của khí động với hiện tượng khóa lái (steering lock). Cụ thể, góc cua chậm thì cần khóa lái nhiều hơn. Ngoài ra, một yếu tố khác cũng gây ra xu hướng này là ảnh hưởng của downforce lên lốp xe ở các vận tốc khác nhau.

Để khắc phục hiện tượng này, các nhà thiết kế xe phải tìm cách dịch chuyển điểm cân bằng khí động (nêu trên) về phía đầu xe ở tốc độ chậm. Khi giảm tốc độ, đuôi xe cào cao sẽ được nâng lên nhiều hơn so với xe cào thấp (do downforce đã được giảm bớt). Điều này mang lại góc tới (angle of incident) lớn hơn tại sàn và cánh trước, tăng áp thấp (negative pressure) dưới gầm xe, qua đó tăng khả năng tạo downforce. Từ đây, điểm cân bằng khí động sẽ dịch chuyển về trước.

Là một tay đua cừ khôi, VER cho thấy anh vẫn rất thoải mái với độ mất ổn định ở đuôi xe của Red Bull. Triết lý khí động của Red Bull luôn tập trung vào thiết kế cào cao, và hiệu suất của VER trong những năm qua chính là động lực để đội phát triển của Red Bull tiếp tục đi xa hơn theo hướng này. Trong triết lý của Red Bull, nếu tay đua càng tận dụng được nhiều điểm mạnh của xe thì xe sẽ đi càng nhanh. Đó là lý do vì sao có sự khác biệt giữa VER và Gasly, Albon, hay PER.

Một nhược điểm khác của thiết kế xe cào cao là điểm chín (sweet spot, tại đó lốp xe tạo ra góc trượt tối ưu) sẽ trở nên hẹp hơn. Lốp xe bám tốt nhất ở góc trượt khoảng 3%.

Về lý thuyết, khi vào cua, bánh sau bắt đầu tạo lực bám ngang (cornering force) chỉ khi bánh trước đã được bẻ lái. Nếu bánh trước không tạo ra góc trượt tối ưu khi đánh lái, thì bánh sau cũng sẽ không đạt góc trượt tối ưu.

Dòng khí cân bằng càng dịch chuyển về phía trước, điểm chín sẽ càng hẹp, đồng thời tốc độ vào cua tạo ra khác biệt bám đường càng lớn. Vì vậy, đối với một chiếc xe cào cao như RB16B thì việc thiết lập cánh gió càng trở nên quan trọng hơn. Đồng thời, downforce tác động lên cầu sau ngăn không cho lốp sau bị quá tải. Lốp càng chống lại được hiện tượng quá tải, xe càng có thể bẻ lái gắt hơn.

Thế nhưng, mặt đường có độ bám càng lớn thì lốp sau lại càng khó đạt góc trượt tối ưu. Có thể nói, độ bám đường đóng một vai trò thiết yếu trong việc thiết lập cánh gió cho xe. Và một lần nữa, đối với RB16B cào cao, yếu tố này lại trở nên quan trọng hơn rất nhiều lần.

Vì lốp sau lớn và "khỏe" hơn lốp trước, bất kỳ sự gia tăng độ bám nào của đường đua nói chung đều sẽ dẫn đến rủi ro trượt bánh. Mặt đường nhám làm tăng hiệu suất của cả lốp trước và lốp sau, nhưng hai con số này không bằng nhau (cùng tỷ lệ nhưng lốp sau chịu cường độ mạnh hơn). Điều này đồng nghĩa với việc độ bám ở lốp sau sẽ tăng mạnh hơn so với lốp trước. Khi đó, thiết lập cánh gió đuôi xe thấp sẽ là thích hợp đối với một chiếc cào cao.

Tương tự, lốp mềm cũng cho độ bám tốt hơn lốp cứng. Điều này thể hiện rõ qua vòng loại 3 của PER. Khi thay bộ lốp mềm mới, PER cải thiện tốc độ rõ rệt so với bộ lốp cũ.

Có một vài ý kiến cho rằng Red Bull có thành tích tệ hơn vì Mercedes gần đây đã tiến bộ hơn rõ rệt. Thống kê dưới đây phần nào cho thấy điều này.

Rõ ràng, độ bám cao hơn nhiều so với dự kiến ​​tại Istanbul đã gây ảnh hưởng xấu đến hệ thống cân bằng của Red Bull hơn bất kỳ đội đua nào khác.

Câu hỏi được đặt ra là: Tại sao Red Bull không hạ thấp cánh gió cho VER – bằng cách sử dụng cấu hình thấp? PER đã dùng cấu hình này trong vòng luyện tập và đã nhanh hơn chính VER.

Câu trả lời là bởi vì đường nhám sẽ làm cho lốp bị xuống cấp rất nhanh. Cho nên, cách tốt nhất để có được tốc độ mà vẫn đảm bảo giữ cho lốp không bị mòn nhanh là tận dụng downforce nhiều nhất có thể.

Với việc HAM bị phạt hạ 10 vị trí xuất phát, VER được đẩy lên P2. Khi được xuất phát ở hàng đầu, VER đã cho thấy mình có một chiếc xe đủ cạnh tranh với Mercedes.

Kết quả chung cuộc của GP Thổ Nhĩ Kỳ đã phần nào nói lên hiệu suất của VER. Đặc biệt hơn, đội kỹ thuật Red Bull cho thấy sự tài tình khi khắc phục thành công chiếc RB16B với thiết kế cào cao đặc biệt. Mời bạn đọc cùng chờ đón những tính toán kỹ thuật của Red Bull ở chặng GP Mỹ sẽ diễn ra vào ngày 25/10 tới.