Grand Prix Azerbaijan 2024 tại Baku City Circuit đã trở thành nơi mà một trong những chi tiết kỹ thuật đáng chú ý nhất của McLaren được phát hiện.
Khi Oscar Piastri dẫn đầu cuộc đua và phải phòng thủ trước Charles Leclerc trong phần lớn stint thứ hai, hình ảnh từ camera phía sau chiếc MCL38 cho thấy cánh sau thay đổi hình dạng trên những đoạn thẳng, dù DRS chưa được kích hoạt.
Phần cánh phía trên dường như nâng nhẹ ở hai bên khi tốc độ của xe tăng, làm khoảng hở giữa hai phần tử của cánh sau mở rộng. Điều này giúp giảm lực cản mà không cần phải kích hoạt DRS, tạo ra hiệu ứng tương tự như một phiên bản DRS thu nhỏ và nhanh chóng được gọi là "mini-DRS".
McLaren vẫn vượt qua các bài kiểm tra kỹ thuật của FIA tại thời điểm đó, nhưng sau chặng đua, đội đã phải điều chỉnh thiết kế theo yêu cầu của cơ quan quản lý.
Bắt đầu từ đặc tính của vật liệu
Để hiểu cách cánh sau của chiếc MCL38 hoạt động như thế nào, trước hết cần nhìn vào vật liệu được sử dụng trên cánh gió của một chiếc F1 hiện đại.
Các cánh khí động học chủ yếu được chế tạo từ vật liệu composite sợi carbon. Nhiều lớp sợi carbon được liên kết bằng nhựa nền để tạo thành một kết cấu vừa nhẹ vừa có độ bền rất cao. Quan trọng hơn, kỹ sư có thể thay đổi đặc tính của kết cấu bằng cách điều chỉnh hướng của các lớp sợi, số lớp vật liệu, độ dày và hình dạng của từng khu vực.
Nhờ đó, một bộ phận có thể đủ cứng để chịu tải lớn nhưng vẫn cho phép một mức biến dạng nhất định theo hướng mà kỹ sư mong muốn.
Đây là cơ sở của aeroelasticity - tức đàn hồi khí động học.
Khi chiếc xe tăng tốc, lực từ luồng không khí tác động lên cánh gió cũng tăng lên. Kết cấu cánh vì thế bị biến dạng dưới tải khí động học. Khi tốc độ giảm và tải khí động giảm xuống, do đặc tính vật liệu, cánh sẽ có xu hướng trở lại gần hình dạng ban đầu.
Với một chiếc F1, đặc tính này có thể mang lại lợi ích rất lớn.
Trên đoạn thẳng, chiếc xe cần giảm lực cản để tăng tốc độ tối đa. Trong khi tại những khu vực phanh và vào cua, chiếc xe lại cần nhiều downforce hơn để tăng độ bám và duy trì tốc độ.
Khi cánh gió có thể biến dạng dưới tải khí động học, nó sẽ tạo ra một lợi thế rất đặc biệt - tạo downforce khi chiếc xe cần vào cua, sau đó giảm lực cản khi tốc độ tăng cao trên đoạn thẳng.
Vì sao cánh sau có thể biến dạng mà vẫn hợp lệ?
FIA không yêu cầu cánh khí động học phải cứng tuyệt đối. Thay vào đó, bộ quy định kỹ thuật đặt ra những giới hạn cụ thể về mức biến dạng của từng bộ phận thông qua các bài kiểm tra tải.
Trong mùa giải 2024, cánh sau phải trải qua nhiều phép thử riêng đối với phần cánh chính, phần cánh DRS và các khu vực cấu trúc liên quan. FIA sẽ tác động một lực xác định lên những vị trí được quy định trước, sau đó đo mức biến dạng của bộ phận.
Điểm quan trọng nằm ở chỗ một bài thử trong khu vực kiểm tra sẽ không tái tạo hoàn toàn điều kiện mà cánh phải chịu trên đường đua.
Khi chiếc xe chạy ở tốc độ rất cao, luồng không khí tác động lên toàn bộ bề mặt cánh. Lực khí động học phân bố trên nhiều khu vực cùng lúc và thay đổi liên tục theo vận tốc, góc của chiếc xe và luồng khí xung quanh.
Vì vậy, cánh gió có thể đáp ứng giới hạn biến dạng trong bài kiểm tra của FIA nhưng vẫn thể hiện một cách phản ứng khác khi chịu tải khí động thực tế trên đường đua.
Đây là lý do các đội phải kiểm soát rất chính xác đặc tính kết cấu của cánh. Mục tiêu không phải chế tạo một chiếc cánh "mềm", mà là tạo ra một bộ phận đủ cứng để vượt qua bài kiểm tra nhưng vẫn có khả năng biến dạng theo cách có lợi dưới tải khí động học.
Khi McLaren biến cánh sau thành trọng tâm phát triển
Đầu mùa giải 2024, McLaren vẫn chưa đạt hiệu quả khí động học tương đương với Red Bull trong một số cấu hình xe. Một trong những khu vực được đội tập trung phát triển mạnh là cánh sau.
Từ giữa mùa, McLaren liên tục đưa những phiên bản cánh sau mới tới các chặng đua tại Tây Ban Nha, Anh, Bỉ và Hà Lan. Một số thay đổi không thể hiện bằng kiểu dáng hoàn toàn mới mà tập trung vào cấu trúc, vật liệu và cách cánh gió phản ứng với tải khí động học.
Neil Houldey - giám đốc kỹ thuật của McLaren sau đó cho biết cánh sau từng là một điểm yếu của đội cả về hiệu suất tổng thể lẫn hiệu quả DRS. Vì vậy, đây trở thành một trong những khu vực được McLaren tập trung phát triển từ năm 2023 đến năm 2024.
Mục tiêu của hướng phát triển này khá rõ ràng. McLaren muốn chiếc xe tạo đủ downforce tại các khúc cua nhưng không phải đánh đổi quá lớn bằng lực cản trên đoạn thẳng.
Bài toán đó đặc biệt quan trọng tại những đường đua như Spa-Francorchamps (Bỉ), Monza (Ý) và Baku, nơi tốc độ tối đa có ảnh hưởng lớn đến khả năng phòng thủ và tấn công.
"Mini-DRS" của chiếc MCL38 hoạt động như thế nào?
Cánh sau của một chiếc F1 gồm hai phần tử chính. Phần phía dưới là phần cánh chính, còn phần phía trên là cánh DRS. Giữa hai phần này tồn tại một khoảng hở gọi là slot gap (khe hở giữa hai phần tử cánh).
Khoảng hở này có vai trò rất quan trọng với dòng khí. Nó giúp kiểm soát luồng không khí đi qua hai phần tử của cánh, cho phép bộ cánh tạo downforce hiệu quả hơn.
Khi DRS được kích hoạt, phần cánh phía trên lật lên. Khe hở giữa hai phần tử vì thế được mở rộng, góc làm việc của cánh giảm xuống và lực cản giảm mạnh. Chiếc xe nhờ đó đạt tốc độ cao hơn trên đoạn thẳng.
Điểm đặc biệt của chiếc MCL38 là một hiệu ứng tương tự đã xuất hiện mà không cần kích hoạt DRS. Khi chiếc xe tăng tốc, tải khí động học lên cánh sau tăng theo. Phần ngoài của cánh phía trên bắt đầu biến dạng, khiến khe hở giữa hai phần tử mở rộng tại khu vực này.
Khi khe hở lớn hơn, dòng khí có thể đi qua dễ dàng hơn. Cánh tạo ra ít lực cản hơn, trong khi chiếc xe vẫn giữ được một phần đặc tính downforce của cấu hình đang thiết lập.
Hiệu ứng đó được gọi là "mini-DRS".
Điểm quan trọng là đây không phải là một hệ thống DRS thứ hai. Không có cơ cấu chấp hành riêng và cũng không có sự điều khiển trực tiếp từ tay đua. Chuyển động đến từ chính đặc tính đàn hồi của kết cấu cánh dưới tác động của tải khí động học.
Camera phía sau chiếc MCL38 tại Baku đã ghi lại hiện tượng này khá rõ trên đoạn thẳng dài khoảng 2,2 km.
Vì sao vài milimét lại có thể tạo ra khác biệt?
Trong Formula 1, một thay đổi rất nhỏ trên cánh vẫn có thể tạo ra ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất.
Lý do nằm ở mối quan hệ giữa downforce và lực cản. Tăng góc hoặc tăng hiệu quả của cánh giúp chiếc xe tạo nhiều downforce hơn, nhưng đồng thời cũng làm tăng lực cản. Đây là một trong những bài toán khó nhất khi thiết lập chiếc xe cho từng đường đua.
McLaren muốn cánh sau tạo đủ downforce để chiếc MCL38 có lợi thế trong cua và khi phanh. Nhưng trên các đoạn thẳng dài, đội lại muốn giảm lực cản để chiếc xe không mất quá nhiều tốc độ tối đa.
Hiệu ứng biến dạng của cánh giúp McLaren tiến gần hơn tới điểm cân bằng đó. Khi tốc độ thấp hơn, tải khí động giảm và cánh giữ gần như hình dạng thiết kế ban đầu, duy trì khả năng tạo downforce.
Khi tốc độ tăng cao, tải khí động lớn hơn làm phần cánh được thiết kế để biến dạng thay đổi hình dạng. Khe hở giữa hai phần tử tăng lên tại khu vực nhất định, từ đó giảm lực cản.
Chiếc xe vì thế có thể đạt được hai trạng thái khí động khác nhau chỉ bằng sự thay đổi tự nhiên của kết cấu dưới tải.
Baku đã cho thấy lợi thế rõ ràng
Grand Prix Azerbaijan 2024 là nơi giải pháp của McLaren thu hút sự chú ý lớn nhất.
Sau khi giành lại vị trí dẫn đầu, Piastri phải liên tục phòng thủ trước Leclerc. Chiếc Ferrari bám rất sát phía sau, đồng thời nhận lợi thế từ DRS và núp gió (slipstream) phía sau chiếc McLaren số 81.
Tuy nhiên, Leclerc vẫn gặp khó khăn trong việc tạo ra đủ chênh lệch tốc độ trên đoạn thẳng để hoàn tất một pha vượt.
Đối với Piastri, khả năng duy trì tốc độ cao trên đường thẳng trong khi vẫn sử dụng một cấu hình cánh có mức downforce tương đối lớn đã tạo ra một lợi thế đáng kể trong phòng thủ. Tay đua McLaren cuối cùng giữ được vị trí dẫn đầu và giành chiến thắng tại Baku.
Dù vậy, cánh sau không phải là yếu tố duy nhất tạo nên chiến thắng.
Chính Piastri cũng cho rằng giải pháp này không hoàn toàn tạo nên lợi thế áp đảo cho chiếc MCL38. Hiệu suất tổng thể của chiếc xe đến từ toàn bộ gói khí động học, khung gầm, lốp và cách đội khai thác thiết lập.
"Mini-DRS" không xuất hiện trên mọi cấu hình
Một trong những điểm dễ bị hiểu sai trong cuộc tranh luận về cánh sau McLaren là giải pháp này không được sử dụng trên mọi cấu hình.
"Mini-DRS" gắn liền với loại cánh được phát triển cho những đường đua tốc độ cao, nơi việc giảm lực cản có giá trị đặc biệt lớn.
McLaren đã sử dụng loại cánh này tại Spa-Francorchamps (Bỉ), Monza (Ý) và Baku. Hình ảnh từ camera trên xe tại những chặng đua này cho thấy hiện tượng biến dạng tương tự.
Trong khi đó, ở các đường đua cần nhiều downforce hơn, McLaren sử dụng những cấu hình cánh khác. Tại Zandvoort (Hà Lan), đội đưa ra một cánh sau mới với mục tiêu cải thiện hiệu suất khí động tổng thể và hiệu quả của DRS.
Điều đó cho thấy "mini-DRS" chỉ là một phần của chương trình phát triển cánh sau của chiếc MCL38, chứ không phải bí mật tạo nên toàn bộ sức mạnh của chiếc xe.
Vì sao FIA không xử lý bằng một án phạt?
Sau chặng đua tại Baku, Red Bull, Ferrari và một số đối thủ bắt đầu đặt câu hỏi về mức độ biến dạng của cánh sau trên chiếc xe của McLaren.
Tuy nhiên, cánh vẫn vượt qua những bài kiểm tra mà FIA áp dụng tại thời điểm đó. Vì vậy, FIA không tuyên bố thiết kế này là bất hợp pháp sau cuộc đua.
Tranh luận nằm ở chỗ một thiết kế có thể đáp ứng những giới hạn được kiểm tra trong khu vực kỹ thuật nhưng vẫn tạo ra một mức biến dạng đáng chú ý trên đường đua.
FIA sau đó xem xét dữ liệu, trao đổi với McLaren và yêu cầu đội giảm mức độ của thiết kế này. McLaren đồng ý sửa đổi thiết kế cho phần còn lại của mùa giải.
Đây không phải là một án phạt hồi tố đối với kết quả tại Baku. Vấn đề được xử lý bằng cách thay đổi thiết kế và làm rõ cách FIA muốn kiểm soát hiện tượng này trong tương lai.
Quy định 2025 đã siết chặt khoảng hở của cánh
Sau tranh cãi năm 2024, FIA sửa đổi quy định kỹ thuật cho mùa giải 2025.
Một thay đổi đáng chú ý liên quan trực tiếp tới khoảng hở giữa hai phần tử của cánh sau. Khi DRS không được kích hoạt, khoảng hở phải nằm trong phạm vi từ 9,4 đến 13 mm tại mọi điểm dọc theo chiều ngang của cánh và được kiểm tra bằng một dụng cụ đo hình cầu.
Quy định cũng mô tả chính xác hơn trạng thái DRS được xem là "đang triển khai", qua đó hạn chế cách hiểu cho phép một phần cánh thay đổi hình dạng ngoài cơ chế điều chỉnh được FIA cho phép.
Một điều khoản mới cũng được bổ sung để kiểm soát trực tiếp sự thay đổi của khoảng hở giữa hai phần tử khi cánh chịu tải. Ban đầu, giới hạn thay đổi được đặt ở mức 2 mm trong bài thử tương ứng.
Sau khi FIA tiếp tục theo dõi hành vi thực tế của cánh bằng camera gắn trên xe trong các buổi đua thử đầu mùa 2025, mức giới hạn này còn được siết chặt hơn.
Điều đó cho thấy cách tiếp cận của FIA đã thay đổi. Cơ quan quản lý không còn chỉ dựa vào một bài kiểm tra tĩnh tại khu vực kỹ thuật, mà bắt đầu quan tâm nhiều hơn tới hành vi thực tế của cánh khi chiếc xe chạy ở tốc độ cao.
Đây là cuộc đua công nghệ về từng milimét
Câu chuyện của "mini-DRS" cho thấy một trong những đặc điểm quan trọng nhất của Formula 1 hiện đại: hiệu suất đôi khi nằm ở những thay đổi mà mắt thường gần như không thể nhận ra.
McLaren không tạo ra một hệ thống DRS thứ hai. Đội đã tìm cách kiểm soát đặc tính vật liệu và kết cấu để một phần cánh thay đổi hình dạng theo tải khí động.
Đó là một cách tiếp cận rất tinh vi để giải quyết bài toán vốn tồn tại từ lâu trong F1: làm thế nào để một chiếc xe vừa có downforce cao khi vào cua, vừa không mất quá nhiều tốc độ trên đường thẳng.
McLaren đã biến một điểm yếu thành thế mạnh
Sau mùa giải 2024, Neil Houldey cho rằng sự chú ý của các đối thủ dành cho cánh sau của McLaren là dấu hiệu cho thấy đội đã thay đổi vị thế về mặt kỹ thuật.
Cánh sau từng là một khu vực yếu của McLaren, nhưng sau quá trình phát triển, nó trở thành một phần quan trọng giúp MCL38 thu hẹp khoảng cách với những đối thủ dẫn đầu.
Điều đó cũng giải thích vì sao tranh cãi tại Baku có ý nghĩa lớn hơn một câu chuyện về vài milimét biến dạng.
McLaren đã nhìn thấy một điểm yếu, dành nhiều tháng để phát triển nó và cuối cùng tạo ra một thiết kế đủ hiệu quả để khiến các đối thủ phải đặt câu hỏi.
Sau đó, FIA đã siết quy định và McLaren phải điều chỉnh thiết kế của cánh sau. Nhưng bản thân ý tưởng vẫn cho thấy trình độ phát triển khí động học ngày càng cao của đội.
"Mini-DRS" đã để lại bài học gì?
Cánh sau của chiếc MCL38 không phải là một phát minh làm thay đổi hoàn toàn Formula 1. Giá trị của nó nằm ở cách McLaren khai thác vật liệu, kết cấu và tải khí động để tìm thêm hiệu suất từ một khu vực tưởng như đã rất quen thuộc.
Một thay đổi rất nhỏ ở phần ngoài của cánh có thể làm thay đổi khoảng hở giữa hai phần tử, giảm lực cản trên đoạn thẳng và cải thiện khả năng phòng thủ của chiếc xe.
FIA sau đó đã sửa quy định để hạn chế hướng khai thác này, đồng thời tăng cường kiểm tra hành vi thực tế của cánh trên đường đua. Hiệu ứng "mini-DRS" vì thế không tồn tại lâu, nhưng nó đã trở thành một ví dụ điển hình cho cách các kỹ sư F1 tìm kiếm hiệu suất trong từng milimét của chi tiết khí động học.
Trong cuộc đua công nghệ của Formula 1, đôi khi khác biệt giữa một chiếc xe nhanh và một chiếc xe nhanh hơn lại nằm ở chính cách một bộ phận biến dạng khi luồng khí bắt đầu tác động lên nó.
