Double DRS (Hệ thống giảm thiểu lực cản kép, hay DRS kép) của Mercedes chính là một trường hợp tiêu biểu. FIA xác nhận hệ thống này hợp lệ theo bộ quy định kỹ thuật năm 2012 và cho phép Mercedes sử dụng trong suốt cả mùa giải. Tuy nhiên, thiết kế này đã bị loại bỏ sau khi quy định kỹ thuật sửa đổi từ mùa 2013.
Nguồn gốc của Double DRS bắt đầu từ cuối mùa giải 2011. Trong tuần đua tại Suzuka, Nhật Bản, nhiếp ảnh gia kỹ thuật Giorgio Piola phát hiện một chi tiết bất thường trên chiếc Mercedes.
Mercedes mang tới trường đua nhiều phương án cánh trước khác nhau. Piola nhận thấy đội đua thường không nhấc chiếc cánh trước mới lên khi di chuyển quanh khu vực pit, khác với cách xử lý thông thường.
Ông nghi ngờ Mercedes đang cố che giấu một chi tiết nằm bên dưới cánh. Từ khu vực gần garage, Piola nhiều lần tìm cách quan sát thiết kế này.
Trong một lần theo dõi, ông nhìn thấy một kỹ thuật viên đưa tay xuống phía dưới cánh như đang kiểm tra hoặc làm sạch một khe nhỏ. Chi tiết đó giúp Piola đưa ra giả thuyết về một hệ thống dẫn khí mới và thực hiện bản vẽ kỹ thuật dựa trên những gì quan sát được.
Sau vụ tai nạn của Michael Schumacher tại Grand Prix Hàn Quốc ở Yeongam, chiếc W02 được đưa lên xe cứu hộ. Piola khi đó có cơ hội quan sát trực tiếp mặt dưới cánh trước và nhìn thấy các cửa thoát khí mà trước đó ông mới chỉ suy đoán.
Trưởng đội Mercedes khi đó - Ross Brawn sau này còn tìm gặp Piola để chúc mừng ông vì bản đã phát hiện ra và phác họa rất chính xác kích thước và vị trí của các cửa thoát khí.
Từ W-Duct đến Double DRS
Thiết kế cánh gió của Mercedes ban đầu nhanh chóng được gọi là W-Duct.
Đây là một hệ thống vận hành một cách thụ động, tận dụng luồng khí để thay đổi đặc tính khí động học của cánh trước khi tốc độ của chiếc xe tăng lên. Mục tiêu là giảm downforce và lực cản, tạo ra hiệu ứng tương tự như tác dụng của DRS (hệ thống giảm thiểu lực cản) ở cánh sau.
W-Duct đặc biệt hữu ích trong vòng phân hạng, khi DRS có thể được sử dụng tự do. Còn trong điều kiện đua, sự thay đổi đặc tính của cánh trước có thể khiến chiếc xe khó giữ ổn định hơn.
Tuy nhiên, W-Duct lại không tồn tại được lâu. FIA sửa đổi quy định cho mùa giải 2012 và giới hạn chức năng của cửa hút ở phần cuối mũi xe, khiến Mercedes không thể tiếp tục khai thác thiết kế theo cách ban đầu.
Mercedes sau đó phát triển một hướng tiếp cận mới.
Double DRS (hay DRS kép) kết hợp nguyên lý của W-Duct với kinh nghiệm đội đua thu được từ chương trình F-Duct năm 2010. Điểm khác biệt quan trọng nằm ở việc hệ thống mới được liên kết trực tiếp với DRS.
Trên chiếc W03, một cửa mở nằm trong tấm ốp đầu cánh sau được che kín khi DRS đóng. Khi tay đua kích hoạt DRS, cánh sau mở ra và để lộ cửa này. Luồng khí sau đó đi vào hệ thống đường ống chạy xuyên qua chiếc xe, cuối cùng thoát ra qua một khe ở mặt dưới cánh trước.
Luồng khí đó làm stall cánh trước - tức là đưa cánh trước vào trạng thái mất tác dụng khí động học. Cánh sau đồng thời cũng giảm downforce và lực cản nhờ DRS mở. Mercedes vì thế có thể giảm lực cản ở cả hai đầu xe trên đường thẳng.
Đây chính là điểm khiến Double DRS khác với W-Duct. W-Duct hoạt động thụ động theo điều kiện khí động học của chiếc xe, còn Double DRS được kích hoạt thông qua hoạt động của hệ thống DRS.
Về mặt lý thuyết, lợi thế tạo ra là khá rõ ràng. Cánh sau giảm lực cản nhờ DRS, trong khi cánh trước cũng được làm giảm tác dụng khí động học thông qua hệ thống dẫn khí. Chiếc xe vì thế có thể đạt tốc độ cao hơn trên đường thẳng mà không cần hy sinh quá nhiều hiệu suất khí động học ở những khu vực khác của chiếc xe.
Cái giá của hệ thống đường dẫn khí xuyên xe
Double DRS không phải là một giải pháp có thể bổ sung vào chiếc xe một cách đơn giản. Hệ thống cần đường ống chạy từ phía sau lên phía trước, đồng thời phải dành không gian bên trong khung gầm cho toàn bộ mạng lưới dẫn khí.
Điều này tạo ra một bất lợi lớn đối với Mercedes. Không gian cấu trúc vốn có thể được dành cho những giải pháp khí động học khác lại phải nhường chỗ cho hệ thống đường ống dẫn khí.
Hạn chế đó đặc biệt đáng chú ý trong giai đoạn các đội đua đang tập trung mạnh vào những thiết kế cánh linh hoạt (flexi-wing). Mercedes phải hy sinh một phần tự do thiết kế ở cánh trước để dành không gian cho Double DRS.
Ở phía sau, tấm ốp đầu cánh (endplate) cũng phải có độ dày nhất định để chứa đường ống và cơ cấu liên quan tới DRS ở bên trong. Vì vậy, thiết kế của Mercedes bị ràng buộc ngay từ cấu trúc của cánh sau.
Double DRS vì thế tạo ra một nghịch lý thú vị. Hệ thống mang lại lợi thế trên đường thẳng, nhưng chính cách bố trí của nó lại hạn chế khả năng phát triển khí động học tổng thể của chiếc xe.
Đó cũng là lý do Mercedes không tiếp tục theo đuổi Double DRS trong thời gian dài, ngay cả khi FIA vẫn cho phép đội sử dụng hệ thống này trong mùa giải 2012.
Vì sao FIA không cấm ngay?
Tranh cãi lớn nhất của Double DRS không nằm ở hiệu quả của hệ thống mà ở tính hợp lệ theo bộ quy định khi đó.
Các đội đối thủ không muốn phải đầu tư nguồn lực để phát triển một hệ thống tương tự chỉ để duy trì khả năng cạnh tranh. Tuy nhiên, FIA xác định thiết kế của Mercedes phù hợp với quy định năm 2012 và cho phép đội tiếp tục sử dụng.
Điều này khiến Double DRS trở thành một trong những ví dụ điển hình cho cách một kẽ hở trong luật có thể tồn tại trong một mùa giải trước khi FIA sửa đổi quy định.
FIA sau đó xác định hướng phát triển này không được tiếp tục khai thác trong tương lai.
Hướng đi của Red Bull
Mercedes không phải là đội duy nhất nhìn thấy tiềm năng của ý tưởng này.
Red Bull khi đó cũng phát triển một phiên bản DRS kép riêng và đưa hệ thống này lên chiếc RB8 tại Suzuka, Nhật Bản. Tuy nhiên, thiết kế của Red Bull khác đáng kể so với Mercedes.
Thay vì sử dụng đường dẫn khí để làm stall cánh trước, Red Bull tận dụng hệ thống dẫn khí ở khu vực cánh sau và DRS để tác động tới cánh dầm (beam wing) - chi tiết nằm phía dưới cánh sau.
Khi DRS mở, luồng khí được điều hướng qua hệ thống ống dẫn và thoát ra tại khu vực cánh dầm. Dòng khí này làm giảm tác dụng khí động học của phần cánh bên ngoài, qua đó tiếp tục giảm lực cản trên đường thẳng.
Thiết kế của Red Bull xuất hiện khá muộn trong mùa giải và chỉ có vòng đời vài chặng đua. Những thay đổi quy định sắp được áp dụng sau đó đã khiến đội đua không còn nhiều thời gian để khai thác hệ thống.
Dù vậy, việc Red Bull tiếp tục phát triển ý tưởng cho thấy Double DRS vẫn được đánh giá là đủ hấp dẫn về mặt hiệu suất để đáng để đầu tư ngay cả khi thời gian tồn tại rất ngắn.
Một mùa giải, một kẽ hở
Double DRS không phải là một thất bại về mặt kỹ thuật. Ngược lại, nó cho thấy cách các kỹ sư Mercedes có thể kết hợp một ý tưởng cũ với DRS để tạo ra một phương pháp giảm lực cản hoàn toàn mới.
Hệ thống cuối cùng không tồn tại lâu. FIA đóng lại hướng phát triển này sau mùa giải 2012, còn Mercedes cũng nhận ra những thay đổi về cấu trúc khiến Double DRS khó trở thành nền tảng lâu dài.
Giá trị lớn nhất của Double DRS nằm ở chính quá trình hình thành và biến mất của nó: một khoảng trống trong luật được phát hiện, biến thành lợi thế trên đường đua và nhanh chóng bị bộ quy định mới khép lại.
Đó chính là một trong những cuộc đấu thú vị nhất giữa kỹ thuật và luật lệ trong lịch sử Formula 1.
