Coraz trudniej rozwijać aerodynamikę obecnych bolidów F1

Przywożenie przez zespoły F1 „poprawek” w ostatnim czasie nie gwarantuje, że ich bolid faktycznie będzie szybszy. Rozwój obecnych bolidów F1 jest coraz skromniejszy, bo oparta o efekt przypowierzchniowy aerodynamika jest trudna do idealnego odtworzenia w fabryce.

Do końca sezonu 2021, gdy zespoły F1 przywoziły duże pakiety poprawek, to ich samochód przyśpieszał od razu lub po pewnym dopracowaniu ustawień od kolejnego weekendu. Bardzo rzadko zdarzały się sytuacje, że zespół przywoził nowe elementy, które nie działały zgodnie z planem i musieli z nich rezygnować. Od 2022 roku sytuacja w F1 wygląda zupełnie inaczej. Nowe regulacje są bardziej restrykcyjne, więc możliwości rozwoju aerodynamiki jest mniej, a ten koncentruje się na podłodze. Wyzwaniem jest efekt przypowierzchniowy, bo nie da się go idealnie odwzorować w tunelu aerodynamicznym.

Geneza problemów ze skutecznym rozwojem bolidów obecnej generacji

W 2022 roku większość zespołów F1 została zaskoczona przez porpoising. Wszyscy projektowali bolidy, których podłogi były bardzo blisko nawierzchni, bo wtedy generowany jest największy docisk aerodynamiczny. Nie spodziewali się, że skutkiem ubocznym będzie porpoising, który uniemożliwi wykorzystanie tego docisku. Zaczęło się podnoszenie podłóg, spadek wydajności i wiele różnych problemów. Idealnym przykładem jest Mercedes, którego bolid miał w ich symulatorze takie znakomite osiągi, że miał dominować na torach, ale nic z tego nie wyszło. Jedynie Red Bull spodziewał się, że porpoising się pojawi i był na to przygotowany: stąd ich przewaga, która jeszcze urosła w 2023 roku, gdy większość ekip zmieniło projekty bolidów domyślnie podnosząc podłogi. W tunelu aerodynamicznym nie da się symulować dobijania podłogi do nawierzchni. Nie można w testowanych modelach obniżać podłogi tak nisko jak jest na torze, ani nie można robić nadmuchu powietrza z prędkościami osiąganymi przez bolidy F1 na końcach prostych czy w szybkich zakrętach. Jest to bardzo trudne do symulacji i przewidzenia. Zespoły musiały doświadczyć tego zjawiska na torze, aby wiedzieć kiedy się konkretnie pojawia i co jest jego powodem.

W 2024 roku zespoły zrozumiały już co powoduje porposing, jak przygotować zawieszenie i podłogę aby go unikać. W tym roku chyba tylko Ferrari zgłasza większe problemy z tym zjawiskiem, ale są one spowodowane wycofanym już z użytku pakietem „poprawek” z Hiszpanii. Reszta wie co robić, ale dalszy rozwój bolidów jest bardzo delikatny. Im większa wydajność, więcej docisku aerodynamicznego, to tym bardziej bolid jest przysysany do nawierzchni i zwiększa się ryzyko dobijania podłogi do asfaltu, co często prowadzi do porpoisingu. Zespoły poprawiają bolidy, ale zyski aerodynamiczne są coraz mniejsze. Wszystkie zespoły są coraz bliżej maksymalnej wydajności swoich konstrukcji. Dla widowiska to dobrze, bo różnice między zespołami są rekordowo małe. Nawet najsłabsza obecnie ekipa traci stosunkowo niewiele do liderów, którzy nie potrafią uciec. Słabsze zespoły mają większe pole do rozwoju i różnice na sezon 2025 powinny jeszcze ulec zmniejszeniu.

Gdy rozwój aerodynamiki jest trudny, to większą rolę odgrywa system ustalający limity czasu pracy nad aerodynamiką w tunelu i CFD wprowadzony kilka lat temu. Im wyższa pozycja w klasyfikacji generalnej tym zespół ma mniejszy limit (jest 5% różnicy między pozycjami). Zmodyfikowane wartości są wprowadzane co pół roku, aktualną tabelę można sprawdzić tutaj.

Problemy z rozwojem w 2024 roku

W 2024 roku większość zespołów ma duże problemy rozwojem swoich bolidów. Pozytywnym wyjątkiem jest McLaren, który od przełomu czerwca i lipca 2023 poprawił bolid w niesamowitej skali. Wszystkie ich pakiety poprawek działały, a niektóre dawały więcej wydajności niż oczekiwali. McLaren chyba zdaje sobie sprawę z tego, że są blisko maksimum i zmienili swoją strategię. Od pewnego czasu przywożą jedynie małe pakiety nowych elementów, nie ryzykują już z dużymi. Taktykę małych kroków w tym roku prowadzi Mercedes i również niemal wszystko im działa. W przypadku tej ekipy doszło przełomu z koncepcją samochodu i jej rozwojem. W teorii mogą mieć z czołówki największe pole do poprawy w tym roku. Inne ekipy mają regularnie problemy. Red Bull miał w tym roku na GP Japonii pakiet poprawek, który faktycznie zadziałał, ale to był ich ostatni taki sukces. Od maja do połowy lipca wprowadzili trzy kolejne pakiety zmian do bolidu, ale żaden z nich w pełni nie zadziałał zgodnie z planem. Przywożą nowości, a ich przewaga nad rywalami topnieje, to sytuacja nie do pomyślenia rok czy dwa lata temu. Ferrari do pewnego momentu sezonu rozwijało się bardzo dobrze, ale duży pakiet wprowadzony w Hiszpanii był klapą, musieli się cofnąć do starych części i teraz pracują nad poprawkami do nieudanych poprawek. Problemy Astona Martina z rozwojem trwają od roku (mają ten sam tunel aerodynamiczny co Mercedes, więc nie on jest winny) i nie potrafią ich w pełni rozwiązać. Wiele razy uaktualniali bolid, ale nie ma gwarancji, że przywożone nowości zadziałają. Duże problemy z ostatnim pakietem poprawek ma ekipa RB, także musieli się cofnąć do starych komponentów. Alpine ma cały sezon zmarnowany, bo przygotowali bolid, który się nie sprawdził, liczyli przed sezonem na więcej.

Podsumowanie i spodziewane wydarzenia przed wakacjami

Ten artykuł publikuję kilka dni przed GP Węgier 2024, które zapowiada się na weekend prawdy dla kilku ekip. Aston Martin szykuje duży pakiet poprawek, który ma być remedium na problemy i wprowadzone wcześniej nieudane zmiany. Przetestowali go już w trakcie dnia filmowego (nie wiadomo czy w całości). Ferrari ma wprowadzić zmiany do nieudanego pakietu z Hiszpanii i go ponownie sprawdzić. Red Bull szykuje kolejny (już piąty w roku) pakiet, który również ma być odpowiedzią na problemy jakie mieli w ostatnim czasie z rozwojem. McLaren i Mercedes powinni mieć poprawki typowo zwiększające wydajność.

Przebieg weekendu na Hungaroring może nam w dużym stopniu pokazać aktualny potencjał zespołów i ustawić resztę sezonu. Zespoły w lipcu już w dużym stopniu przerzucają siły na rozwój kolejnego bolidu. Po wakacjach większość pracowników będzie się zajmować sezonem 2025. Jeżeli któryś z zespołów z czołówki będzie miał ponownie problemy i przywiezione nowe części nie zadziałają zgodnie z planem, to nie tylko będzie to problem w tym sezonie, ale również spore utrudnienie na sezon 2025. Trudno projektować bolid na kolejny rok, jeśli przywożone w tym roku części nie działają na torze tak jak w fabryce. To jest oznaka, że korelacja na linii fabryka – tor nie jest idealna, więc nie ma gwarancji, że rzeczy zaprojektowane na 2025 rok zadziałają zgodnie z planem.