[TECHNIQUE F1] - Comment marche une F1 ?

[Race One]

Post créé pour savoir comment marche une F1. Savoir et comprendre les évolutions techniques de la monoplace. Ce qui compose une F1 : Aéro, freins, chassis, moteur, transmissions, électronique, etc...Infos, questions, réponses.

On va commencer par l'aérodynamique.

Il est vrai que l'aéro sur une F1 est primordiale et chaque changement au règlement impose des ingénieurs une gymnastique du cerveau pour concevoir la F1 de façon à ce qu'elle tienne la piste et tout en conservant les performance. Les écuries ont à leur disposition des souffleries Hightec pour les plus fortunées, des loogiciels, tout une machinerie qui fonctionne 24/24.

Bob Belll, directeur technique châssis de chez Renault F1 Team, nous en explique le fonctionnement et contour sur les F1 d'aujourd'hui.

"Lorsque les premiers éléments du règlement 2005 ont été rendus publics, en juillet 2004, nous avons pris le parti d'allouer beaucoup de notre temps de soufflerie à ce programme afin d'en évaluer l'impact - explique Bob Bell, le directeur technique châssis du ING Renault F1 Team - Bien que l'influence des nouvelles règles sur le rendement aérodynamique ait été très sensible, constituant une perte initiale de 25%, nous avons été encouragés par les gains réalisés et nous avons grandement amélioré l'efficacité de la voiture.
Les efforts fournis afin de réaliser le packaging le plus compact possible ont donné beaucoup de liberté aux aérodynamiciens, et cela leur a permis retrouver une partie de la performance perdue au départ."

Ces périodes de changement sont toujours une aubaine. "Pour les équipes qui ont bien travaillé, il est alors possible de faire la différence avant que toutes les monoplaces, peu à peu, commencent à se ressembler," poursuit Bob.

Faut-il en conclure qu'après trois années de stabilité, l'optimum aérodynamique a été atteint ?
Faut-il se concentrer sur un autre domaine afin de traquer les gains au chronomètre ?

"Non," - répond Bob Bell - L'aérodynamique reste le moyen le plus efficace et le plus économique de trouver la performance. Aujourd'hui encore, même si les gains enregistrés sont plus réduits dans ce domaine, nous progressons. Nous sommes capables d'atteindre un niveau de détail incroyable, et nous nous concentrons sur des zones parfois délaissées auparavant. Avec des effets très perceptibles."

L'apparition des moteurs V8, de plus, a sensiblement changé la donne. Lorsque les monoplaces sont devenues moins puissantes, les aérodynamiciens se sont concentrés sur la limitation de la traînée et sur le guidage des flux autant que sur la recherche de l'appui.

Le résultat ?

Ce sont ces multiples appendices qui ont fleuri sur les carrosseries ces dernières années :

« casquettes » de capot moteur,
« pod vanes » sur les pontons,
« boomerangs » de part et d'autre de la monocoque ne génèrent pas de charge. Ils participent à l'efficacité générale en orientant l'air dans des zones utiles à la performance. Si la réglementation moteur était restée libre, ils ne seraient peut-être pas apparus sous cette forme.

Pour 2008, la mission du ING Renault F1 Team est d'adapter la carrosserie et l'aileron avant de sa R28 aux caractéristiques des pneumatiques Bridgestone. Ce cahier des charges a donné naissance à une monoplace visuellement nouvelle... malgré un règlement inchangé. En F1, malgré les apparences, rien ne reste figé bien longtemps!

D'après Renault F1 Team

[agm3]

Super idée Race

[Race One]

Merci Agm3 !!!

Je vais reprendre le thème sur l'aérodinamique qui étudie donc l'action du vent sur un corps. L'aéro est très important sur des sujets comme les avions, les fusées, les missiles, en fait tout ce qui entre en action avec l'air pour tenir en l'air comme les avions ou pour se faire plaquer au sol comme nos chères F1 ou tout autres véhicules de compétition (principe de l'aile d'avion inversée). Tout cela en alliant performance et sécurité.

Plus un aileron est braqué plus il offre de résistance au vent et donc à l'avancement de la monoplace (une force: c'est la traînée). Mais il procure également plus d'appui à la voiture, lui permettant de passer plus vite dans les virages: c'est la déportance. L'appui progresse en fonction du carré de la vitesse, soit environ 150 kg à 100 km/h, 600 kg à 200 km/h et plus de 1,5 tonne à 300 km/h. Ces valeurs sont bien évidemment en fonction de l'angle de braquage de l'aileron. Cet appui est tellement efficace qu’une monoplace pourrait rouler sur une piste complètement inversée (la tête en bas)...source F1classement

Le meilleur schéma pour un engin aérodynamique est : la fameuse goutte d'eau. Cependant,, je vois mal des F1 en forme de goutte d'eau, donc parfois faut adapter l'esthétique à technique. Les recherches faites, on s'apreçoit que l'arrière des F1 est affinée pour que la trainée de l'air exerce une poussée propulsant la F1 vers l'avant. D'aileur les pontons aussi sont dessinés comme la goutte d'eau qui a le meilleur coef de pénétration. Voir schéma ci-dessous.

L'Aérodynamique des voitures, des camions et des moto prend d'autant plus d'importance que les vitesses augmentent et que se posent avec les problèmes d'économie d'énergie. La puissance perdue pour vaincre la résistance à l'avancement sera d'autant plus faible que le coefficient de traînée "Cx" du véhicule sera petit.

Aussi ça ne fait pas tout, car en fonction de la paroi sur la laquelle glisse le filet d'air cela peut perturber l'écoulement de l'air tout comme la température et provoquer ainsi ce qu'on appelle des turbulences. C'est ce phénomène que les ingénieurs cherchent à minimiser au plus.

Actuellement, notre ère informatique les a grandement aidé.

Le logiciel de calcul Fluent 6.1 CFD (Computional Fluid Dynamics, Simulation informatique d'écoulement des fluides) est utilisé en complément des essais en soufflerie et des essais sur pistes.

Ce logiciel doit être complété par un logiciel de modélisation en 3 dimensions tel que CATIA développé conjointement par Dassault Systemes et IBM.

Le logiciel Fluent permet aux ingénieurs aérodynamiciens de visualiser, par exemple, l'écoulement du flux d'air autour d'un composant de la carrosserie. Le flux d'air étant ainsi numérisé, peut de cette manière être obtenu, ce qui n'est pas toujours le cas avec des méthodes classiques.

Les méthodes numériques permettent la prise en compte détaillée des effets visqueux (turbulence incluse), dans le calcul de l'écoulement autour d'une configuration complexe mais la précision des solutions numériques reste tributaire de la validité des modèles de turbulence.

Naturellement un véhicule terrestre a tendance a être porté par l'air (dépression au-dessus, surpression au-dessous). Ce phénomène préjudiciable à l'adhérence des pneus donc du contrôle du véhicule (accélération, tenue de route et freinage)

Il est facile de comprendre que la portance augmente avec la vitesse (la voiture devient alors instable). Pour contrer la portance ainsi créée, on essaye d'abord que naturellement la carrosserie soit la moins porteuse possible. Si cela n'est pas suffisant, on essaye d'obtenir des dépressions sous le plancher. Lorsque cette portance est trop élevée cependant, notamment pour les voitures de compétition, on rajoute des surfaces déportantes (ailerons) à l'avant et à l'arrière pour augmenter les appuis sur les roues. La présence d'un vent latéral crée un effet de dérapage modifiant les caractéristiques aérodynamiques. Les pneus sont très perturbateurs du flux passant sous le véhicule du fait de leur forme mais surtout parce que leur sens de rotation est opposé au sens de circulation du flux d'air.

Soufflerie

La philosophie d'utilisation actuelle des souffleries aérodynamiques est telle que, schématiquement, on tend de plus en plus vers deux types d'essais.

Le premier type d'essais, rassemble les essais de synthèse sur des maquettes de grande taille et dont la géométrie est très proche de la configuration finale (résultat de l'expérience des bureaux d'études et des calculs numériques) allant jusqu'à intégrer les moindres détails des systèmes d'hypersustentation ou de la motorisation. Ces essais sont en général effectués dans les grandes souffleries industrielles.

Le second type d'essais, de nature fondamentale, a pour objectif principal de constituer des banques de données extrêmement détaillées des grandeurs caractérisant le champ aérodynamique relatif à des configurations bien identifiées. Il s'agit cette fois d'élaborer ou de contrôler les différents modèles théoriques nécessaires à la réalisation des calculs numériques. Les souffleries de laboratoire, dont les dimensions sont le plus souvent modestes, conviennent très bien à ce type d'expérience.

Aussi, seule les grandes écuries possèdent leur propre soufflerie, dernier cri. Les autres équipes, moins fortunées, louent les souffleries. Une soufflerie qui se respecte vaut entre 20 et 30 millions de dollars. L'emploi d'une soufflerie reprèsente une part belle sur le budget d'une écurie. Trois programme peuvent être en cours : pour l'ancienne F1, pour la nouvelle F1 et faut aussi compter toutes les simulations. Certaines écuries comme Red Bull et Honda possèdent deux souffleries pour comparer les résultats.

[Babe]

C'est trop compliqué por la blonde que je suis mais super interressant tout de même

[Race One]

Concernant le lien ci-dessous, il vous montrera une F1 en 3D et ses différentes parties.

Renault F1 - R27 en 3D

[Race One]

FERRARI

Analyse technique du museau troué de la Ferrari

http://video.eurosport.fr/formule1/gp-d-espagne/2008/video_vid71564.shtml

Il s'avère que le staff Ferrari ont été conquis par cette trouvaille. Cependant, elle ne sera, à priori, pas sur tous les circuits. Pour les circuits rapides la Ferrari pourrait arborer un nez plus classique.

Le directeur sportif de Ferrari, Stefano Domenicali, a en effet expliqué qu’il se pourrait bien que l’équipe revienne à un museau plus conventionnel sur certains circuits et plus particulièrement sur les circuits très rapides.

"Nous devons encore l’analyser. Sur ce type de tracé (Barcelone), tant que l’équilibre de la voiture est mis en jeu, il était fondamental que l’aileron s’accorde avec l’ensemble du package. Mais je ne peux pas encore affirmer si nous l’utiliserons partout."

"En théorie, les circuits moyennement rapides comme celui-ci sont ceux où nous pouvons vraiment l’utiliser. Sur les circuits super rapides, nous avons des doutes. Nous devrons analyser cela," a expliqué l’italien.[/b]

Egalement Ferrari compte développer la F2008 avec d'autres nouveautés aéro...très très visibles.

"Il y aura quelques nouveautés dans deux semaines en Turquie au niveau aérodynamique et elles seront visibles, comme ce trou. Nous n’allons pas boucher ce trou avant un long moment au moins : nous serions fous avec les résultats qu’il nous a offerts," a-t-il déclaré à la Gazzetta dello Sport.

[hr]

BMW

Une explication sur les différents ailettes sur la monoplace et leurs effets. Comme par exemple, l'explication des fameuses "cornes de vaches" sur le museau de la BM.

http://video.eurosport.fr/formule1/gp-d-espagne/2008/video_vid71565.shtml

[Babe]

Super tes sujets Races

[Race One]

RENAULT

Explication des nouveauté sur la R28, notament sur le capot concernant l'aileron de requin adopté par Red Bull, le nouveau diffuseur arrière avec un effet amélioré et l'aileron avant.

http://video.eurosport.fr/formule1/other/2008/renault-facon-requin_vid72582/video.shtml

[Race One]

Quelqu'autres explications aéro, concernant différentes petites ailettes paraissantes insignifiantes mais au grand dieu à priori très utiles. (source vidéo - Eurosport)

McLaren (Silverstone)

McLaren Ferrari BMW (Hockenheim)

Peut-être d'ailleur que dans le règlement 2009, il se pourrait que la plupart de ces aides aéro vont disparaitre.

[superpapy57]

Voilà un graphique sur comment rouler sous la pluie, car le Japon est situé durant la fin des tiphons donc de forte chance de pluie pour ce grand prix

[Tikimi]

34 litres/secondes
Je savais pas que c'était autant!
Merci!

[Neo57]

C'est impressionnant, pour info un pneu de nos voitures de tous les jours en évacue 10 fois moins en moyenne