Đổi mới trong F1 có thể xuất hiện dưới nhiều dạng khác nhau. Trong đó, rõ ràng nhất là việc tạo ra một ý tưởng hoàn toàn mới và tích hợp nó lên chiếc xe để cải thiện hiệu suất. Tuy nhiên, đôi khi sự đổi mới lại nằm ở cách áp dụng những công nghệ vốn đã tồn tại theo một hướng hoàn toàn khác.
Thậm chí, nó không nhất thiết phải gắn liền với một bộ phận cụ thể nào. Đó có thể là khả năng diễn giải luật lệ một cách sắc bén hoặc tư duy thiết kế mang tính đột phá, giúp thay đổi hoàn toàn sự cân bằng giữa vô số yếu tố đánh đổi trong quá trình phát triển một chiếc xe đua. Trong suốt sự nghiệp của mình, Adrian Newey đã tạo ra vô số ví dụ như vậy, với nhiều ý tưởng trở thành nền tảng cho các mẫu xe F1 hiện đại.
Đặt nền móng cho kỷ nguyên khí động học của F1 năm 1988
Chiếc March 881 chưa từng giành chiến thắng tại một chặng Grand Prix nào, nhưng trên thực tế, đây lại là nguyên mẫu cho thế hệ F1 lấy khí động học làm trung tâm sau này.
Vào giữa thập niên 1980, F1 bị thống trị bởi những chiếc xe cồng kềnh, được thiết kế chủ yếu để chứa những khối động cơ tăng áp cực mạnh, trong khi khí động học chỉ đóng vai trò thứ yếu. Chiếc McLaren-Honda MP4/4 với thiết kế "lowline" (thân xe thấp) nổi tiếng đã góp phần thay đổi xu hướng đó và thống trị mùa giải đến mức ngày nay vẫn được ca ngợi. Tuy nhiên, chiếc xe do Adrian Newey thiết kế mới thực sự là cỗ máy có ý nghĩa lịch sử lớn.
Biết rằng March sử dụng động cơ hút khí tự nhiên Judd khá yếu, chỉ tạo ra khoảng 580 mã lực - thấp hơn đáng kể so với các đối thủ, Newey hiểu rằng chiếc xe phải đạt hiệu quả khí động học tối đa nếu muốn cạnh tranh trên đường đua.
Vì vậy, ông tập trung tạo ra một chiếc xe nhẹ hơn, nhỏ gọn hơn, buồng lái cực kỳ chật hẹp (đến mức Ivan Capelli và Mauricio Gugelmin từng phàn nàn) và tối ưu một cách tối đa thiết kế khí động học.
Điểm đột phá lớn nhất trên chiếc xe là việc tích hợp hoàn toàn cụm mũi xe và cánh gió trước thành một khối thống nhất, kết hợp với phần khoét lõm phía dưới mũi xe. Trước đó, đa số đội đua vẫn sử dụng hai cánh tách biệt cùng phần mũi xe lớn và kéo dài xuống dưới mặt phẳng cánh trước.
Thiết kế mới đã mang lại nhiều lợi ích:
- Cánh trước trải rộng toàn bộ chiều ngang xe, tạo downforce tối đa.
- Luồng khí phía dưới cánh trước ổn định hơn và đi đến sàn xe hiệu quả hơn.
- Khoảng không áp suất thấp dưới mũi xe giúp kéo luồng khí đi qua cánh trước, từ đó gia tăng downforce.
Về bản chất, đây chính là khởi đầu của triết lý "mũi xe nâng cao" (raised nose) nổi tiếng sau này, dù bản thân chiếc March 881 vẫn sở hữu phần mũi xe tương đối thấp.
Ngoài ra, Newey cũng mở ra xu hướng sử dụng các tấm chắn ba chiều phức tạp ở đầu cánh gió trước, thay vì những tấm chắn phẳng đơn giản như trước đó.
Thay đổi hoàn toàn tư thế ngồi của tay đua kể từ năm 1988
Tay đua luôn là "chi tiết" khó bố trí nhất bên trong một chiếc xe F1. Trong nhiều năm, Adrian Newey là người góp công lớn nhất vào việc định hình tư thế ngồi đang được sử dụng trong F1 ngày nay.
Bắt đầu từ các mẫu March và Leyton House với cách bố trí cực kỳ nhỏ gọn, Newey liên tục đẩy giới hạn thiết kế buồng lái đến mức tối đa.
Từ cuối những năm 1980 đến giữa thập niên 1990, Newey tiên phong phát triển tư thế ngồi hiện đại trong F1 với bàn đạp đặt cao hơn vị trí hông và tay đua ngồi ngả người nhiều hơn. Thiết kế này giúp hạ thấp trọng tâm, cải thiện khí động học và tối ưu không gian cho luồng không khí dưới gầm xe.
Điều này mang lại hàng loạt lợi thế:
- Hạ thấp phần đầu của tay đua để cải thiện khí động học.
- Hạ thấp trọng tâm xe.
- Tối ưu vị trí của trục lái.
- Tạo thêm không gian cho thiết kế mũi xe cao nhằm cải thiện luồng khí chảy xuống gầm xe.
Đến nay, dù đã được tinh chỉnh qua từng năm, tư thế ngồi này vẫn là tiêu chuẩn của F1 hiện đại,
Khai phá toàn bộ tiềm năng của hệ thống treo chủ động năm 1992
Adrian Newey không phải là người phát minh ra hệ thống treo chủ động (Active Suspension). Ông cũng không phải người đầu tiên đưa công nghệ này vào F1 khi mà Lotus đã thử nghiệm công nghệ này từ năm 1983. Thậm chí, Newey cũng không phải người trực tiếp phát triển hệ thống treo chủ động trên chiếc Williams FW14B hay FW15C.
Điều Newey thực sự làm được là khai thác tối đa tiềm năng khí động học mà hệ thống treo chủ động mang lại. Ông đã nhận ra tiềm năng đó từ thời còn làm việc tại Leyton House và thậm chí đã khởi động một chương trình nghiên cứu nội bộ về công nghệ này ngay từ khi còn ở đó.
Bản thân chính đội đua Williams đã sử dụng hệ thống treo chủ động từ năm 1987. Tuy nhiên, Newey mới chính là người nhìn thấy toàn bộ giá trị khí động học mà nó có thể tạo ra. Ông xem hệ thống treo chủ động không chỉ đơn thuần là hệ thống giảm xóc mà còn là một công cụ kiểm soát tư thế xe. Nhờ khả năng giữ chiều cao gầm xe gần như hoàn hảo trong mọi tình huống, các bề mặt khí động học có thể hoạt động hiệu quả hơn rất nhiều.
Ngoài ra, Newey còn nghĩ ra ý tưởng hạ thấp phần đuôi xe trên đoạn thẳng chỉ bằng một nút bấm để giảm lực cản không khí (drag), từ đó tăng tốc độ tối đa trên đường thẳng.
Đó là một trong những lý do khiến Williams trở thành đội đua gần như không thể bị đánh bại đầu những năm 1990.
Bộ khuếch tán dạng "undercut" năm 1995
Một trong những vũ khí bí mật lớn nhất của Williams giai đoạn 1995–1996 là thiết kế bộ khuếch tán rãnh (undercut diffuser). Lần đầu tiên nó xuất hiện là vào cuối mùa giải năm 1995 trên chiếc Williams FW17B.
Newey nhận ra điều này khả thi nhờ các quy định về sàn xe (floor regulations), trong đó có phần gọi là "step plane" ở khu vực phía sau xe.
Mặc dù kích thước của bộ khuếch tán bị hạn chế bởi các quy định, nhưng không có quy định nào bắt buộc phần thân xe nằm trên mặt phẳng phải kéo dài đến tận đuôi xe. Điều đó cho phép Newey tạo ra một cửa thoát khí (diffuser exit) lớn hơn bằng cách nâng và vuốt phần diffuser lên phía sau bánh sau, sao cho cửa thoát khí được đặt cao hơn cả ống xả.
Thiết kế này mang lại lợi thế rất lớn nhờ khả năng tạo downforce đáng kể hơn so với đối thủ, trở thành một trong những yếu tố quan trọng giúp Williams thống trị mùa giải 1996.
Tận dụng kẽ hở luật lệ ở khu vực buồng lái năm 1996
Sau hàng loạt vụ tai nạn nghiêm trọng trong những năm đầu thập niên 1990, đặc biệt là vụ tai nạn tại Monaco năm 1994 khiến Karl Wendlinger rơi vào trạng thái hôn mê, FIA đã siết chặt các tiêu chuẩn an toàn đối với xe đua F1. Những thay đổi quan trọng bao gồm việc nâng cao thành buồng lái nhằm bảo vệ phần đầu của tay đua tốt hơn, đồng thời tăng độ dày của các lớp đệm bảo vệ xung quanh vùng đầu và cổ. Các quy định này đã góp phần đáng kể vào việc nâng cao mức độ an toàn cho tay đua trong những năm tiếp theo. Nhiều đội đua tạo ra những thiết kế cồng kềnh như một chiếc ghế bành.
Tuy nhiên, Adrian Newey nhanh chóng nhận ra một kẽ hở trong bộ luật mới của FIA. Quy định chỉ yêu cầu đệm bảo vệ đầu phải dày tối thiểu 75 mm và khung xe phải đạt một chiều cao nhất định, chứ không quy định chi tiết cách bố trí các bộ phận này. Tận dụng điều đó, Newey hạ thấp phần đệm bảo vệ đầu rồi bổ sung một lớp thân xe mỏng phía trên để vẫn đáp ứng đầy đủ yêu cầu kỹ thuật.
Thiết kế này giúp giảm sự cản trở của luồng không khí xung quanh buồng lái, từ đó cải thiện hiệu quả khí động học ở phía sau xe. Ý tưởng này tỏ ra vượt trội đến mức chỉ một năm sau, vào mùa giải 1997, gần như toàn bộ các đội đua trên grid đã áp dụng cách tiếp cận tương tự.
Định hình kỷ nguyên xe thân hẹp năm 1998
Adrian Newey từ lâu đã nổi tiếng là bậc thầy trong việc thích nghi với những thay đổi luật lệ, và chiếc McLaren MP4-13 mùa giải 1998 chính là minh chứng rõ ràng nhất. Trên mẫu xe này, ông đưa ra hàng loạt quyết định thiết kế quan trọng, góp phần định hướng sự phát triển của F1 trong nhiều năm sau đó.
Một trong những ý tưởng then chốt là sử dụng chiều dài cơ sở (wheelbase) lớn hơn. Newey nhận ra rằng điều này không chỉ giúp khai thác tối đa tiềm năng khí động học (một xu hướng vẫn được duy trì tới tận ngày nay), mà còn giúp chiếc xe giữ được đặc tính ổn định tương tự mẫu xe năm 1997, bất chấp những thay đổi lớn về luật kỹ thuật.
Bên cạnh đó, ông cũng theo đuổi mục tiêu hạ thấp trọng tâm xe xuống mức tối đa. Chính vì vậy, MP4-13 sở hữu thiết kế khung gầm với thân xe thấp đặc trưng, giúp cải thiện độ ổn định khi F1 chuyển sang sử dụng lốp có rãnh (grooved tyres) từ năm 1998.
Chiếc xe còn được trang bị hệ thống phanh lái (brake steer) trước khi công nghệ này bị FIA cấm. Dù ý tưởng ban đầu thuộc về Steve Nichols trước khi Newey gia nhập McLaren, nó vẫn là một phần quan trọng trong gói thiết kế đầy tính đột phá của MP4-13.
Hệ thống treo sau pullrod năm 2009
Đây là một ví dụ khác cho thấy Newey không nhất thiết phải là người phát minh ra một công nghệ để tạo nên ảnh hưởng lớn.Thực tế, cấu hình treo pullrod đã xuất hiện từ trước và không hề xa lạ trong giới kỹ thuật. Tuy nhiên, chính Newey là người mở đầu cho giai đoạn mà hệ thống treo pullrod phía sau trở thành lựa chọn phổ biến trong F1.
Sự thay đổi này bắt nguồn từ bộ luật kỹ thuật mới được áp dụng vào năm 2009, trong đó FIA giới hạn chiều cao của bộ khuếch tán (diffuser). Quy định mới buộc các đội đua phải thiết kế lại toàn bộ khu vực phía sau xe để thích nghi với những điều kiện khí động học mới. Trọng tâm của các kỹ sư lúc đó là tối đa hóa vùng áp suất thấp tại cửa thoát của bộ khuếch tán nhằm tạo ra nhiều downforce hơn, đồng thời tối ưu luồng không khí đi qua phần đuôi xe để nâng cao hiệu suất khí động học tổng thể.
Trong bối cảnh đó, cấu hình pullrod vốn từng bị xem là bất lợi dưới luật cũ nhưng lại trở nên cực kỳ phù hợp với những yêu cầu mới.
Mặc dù Newey đã "bỏ lỡ" lỗ hổng luật lệ liên quan đến bộ khuếch tán kép (double diffuser) vào năm 2009 (dù cần nói thêm rằng ông và đội ngũ đã từng nghiên cứu ý tưởng này nhưng cuối cùng bác bỏ nó vì cho rằng không thể cung cấp đủ luồng khí để nó hoạt động hiệu quả mà vẫn hợp pháp), nhưng xét về tổng thể, chiếc Red Bull năm 2009 lại là thiết kế phù hợp nhất với bộ luật mới.
Bộ khuếch tán khí thải năm 2010
Việc sử dụng luồng khí thải từ ống xả để tăng hiệu quả hoạt động của bộ khuếch tán và tạo thêm downforce thực ra không phải điều mới mẻ. Renault đã thử nghiệm ý tưởng này từ năm 1983.
Tuy nhiên, Adrian Newey đã gần như "tái phát minh" công nghệ này trên chiếc Red Bull RB6 mùa giải 2010.
Trước đó, Newey từng làm việc với các thiết kế sử dụng bộ khuếch tán khí thải trên chiếc Williams FW14B. Nhưng phiên bản khi ấy sau đó bị cấm bởi FIA vì vi phạm các quy định liên quan đến phần gầm xe.
Sự xuất hiện của bộ khuếch tán kép vào năm 2009 đã mở ra cơ hội mới, cho phép các kỹ sư tận dụng luồng khí thải để tác động lên phần trên của bộ khuếch tán từ hai bên xe.
Việc đầu tiên Newey làm là liên hệ với Renault - nhà cung cấp động cơ của Red Bull và đề nghị họ khôi phục lại những nghiên cứu từng thực hiện cùng Williams đầu thập niên 1990 nhằm tối ưu hóa luồng khí thải.
Renault nhanh chóng phát triển các chế độ vận hành động cơ đặc biệt, trong đó động cơ không chỉ tạo công suất mà còn hoạt động như một "máy bơm khí" khổng lồ.
Song song với đó, Sebastian Vettel cũng nhanh chóng thích nghi với phong cách lái khá khác thường mà hệ thống này yêu cầu.
Red Bull và Renault liên tục cải tiến:
- Cold blowing: giữ bướm ga mở nhưng ngắt nhiên liệu và đánh lửa.
- Hot blowing: điều chỉnh thời điểm đánh lửa muộn hơn và bơm nhiên liệu vào ống xả để đốt cháy ngay bên trong, từ đó tăng cường năng lượng cho luồng khí.
FIA đã nhiều lần thay đổi luật nhằm hạn chế công nghệ này. Tuy nhiên, Newey và Red Bull vẫn liên tục tìm ra những cách khai thác khí thải để cải thiện hiệu quả khí động học ở khu vực sàn xe, dù lợi ích thu được ngày càng giảm theo thời gian.
Đặt nền móng cho thế hệ xe ground-effect mới năm 2022
Trong bối cảnh các quy định kỹ thuật của F1 ngày càng chặt chẽ hơn, điều mà Newey nhiều lần công khai rằng ông không hài lòng về việc tạo ra những phát minh hoàn toàn mới ngày càng khó khăn. Thay vào đó, thành công nằm ở cách xây dựng một triết lý thiết kế tổng thể vượt trội.
Sự trở lại của những chiếc xe với hiệu ứng mặt đất (ground-effect) vào năm 2022 đã cho Newey thêm một cơ hội để một lần nữa định hình tương lai của F1.
Khi F1 đưa hiệu ứng mặt đất (ground-effect) trở lại vào năm 2022, lợi thế lớn nhất của Adrian Newey nằm ở kinh nghiệm trước đây, cùng khả năng hiểu sâu sắc mối liên hệ giữa khí động học và hệ thống cơ khí. Ông nhận ra rằng hiệu suất không chỉ phụ thuộc vào lượng downforce mà sàn xe tạo ra, mà còn phụ thuộc vào việc hệ thống cơ khí có thể duy trì chiếc xe trong trạng thái vận hành tối ưu hay không. Chính cách tiếp cận kết hợp giữa khí động học và cơ khí đã giúp Red Bull nhanh chóng thích nghi với bộ luật mới và tạo ra lợi thế đáng kể trước các đối thủ.
Newey trực tiếp đóng góp nhiều ý tưởng quan trọng vào dự án Red Bull RB18 và tự tay thiết kế cả hệ thống treo trước lẫn treo sau.
Trong thế hệ xe F1 hiện đại, việc kiểm soát tư thế hoạt động của xe (platform control) đóng vai trò vô cùng quan trọng. Adrian Newey hiểu rằng thành công không chỉ nằm ở việc tạo ra lượng downforce khổng lồ từ sàn xe theo bộ luật mới, mà còn ở khả năng duy trì một cách ổn định trong mọi điều kiện vận hành. Nhờ kinh nghiệm từ thời kỳ ground-effect trước đây, ông tập trung vào việc kết hợp hài hòa giữa khí động học và hệ thống cơ khí để giữ cho chiếc xe luôn hoạt động trong vùng hiệu quả tối ưu.
Cách tiếp cận này giúp Red Bull hạn chế đáng kể các hiện tượng porpoising (lướt cá heo) và bouncing (dao động mạnh ở tốc độ cao) - những vấn đề đã khiến nhiều đối thủ gặp khó khăn khi bộ luật 2022 được áp dụng. Chính nhờ đó, Red Bull nhanh chóng tạo ra lợi thế và trở thành chuẩn mực thiết kế của kỷ nguyên ground-effect hiện đại.
Kết hợp với thiết kế thân xe bo tròn, giúp tạo thêm không gian cho các đường hầm Venturi hoạt động hiệu quả hơn, Red Bull đã xây dựng được một nền tảng vượt trội ngay từ những ngày đầu của luật mới.
Chính lợi thế đó đã giúp RB18, rồi sau đó là RB19 và RB20, trở thành chuẩn mực mà phần còn lại của đoàn đua tìm cách học hỏi và bắt kịp.
