Grand Prix Singapore 2023 ghi dấu lần đầu sau 10 chặng Verstappen không về nhất và Red Bull không có đại diện bước lên podium kể từ Grand Prix Brazil - chặng áp chót F1 mùa 2022. Trên đường đua Marina Bay ngày 17/9, Verstappen cán đích thứ năm, còn đồng đội Sergio Perez đứng thứ tám, lần lượt chậm hơn người thắng chặng - Carlos Sainz của Ferrari - 21,441 giây và 54,534 giây.
Chiếc RB19 của Verstappen trên đường đua phố Singapore ngày 17/9. Ảnh: AP
Nhưng khi thế giới F1 đang chờ đợt một bước ngoặt, Red Bull lập tức lập lại trật tự bằng chiến thắng thuyết phục của Verstappen tại Grand Prix Nhật Bản cuối tuần qua. Trên đường đua Suzuka, nhà ĐKVĐ F1 thể hiện sức mạnh áp đảo của chiếc RB19 để về nhất với cách biệt 19,387 giây so với tay đua McLaren về nhì Lando Norris.
Việc Red Bull bất ngờ sa sút tại Singapore rồi trở lại ngoạn mục ngay sau đó ở Suzuka đã cho thấy sự mẫn cảm của xe đua F1 với quá trình thiết lập xe, nhất là với thông số chiều cao gầm xe. Các xe hiện nay đều đang tận dụng hiệu ứng "Ground Effect" với việc chiếm tỷ lệ lớn trong tổng lượng lực nén xuống bằng cách hạ điểm thấp nhất của sàn xe gần về phía mặt đất hết mức có thể.
Chiều cao gầm khi xe nằm trong gara không phản ánh được chiều cao gầm thực tế khi xe chạy trên đường đua. Lực nén xuống của xe thường tỷ lệ thuận với tốc độ, khi tốc độ và lực nén xuống tăng, hệ thống treo của chiếc xe bị nén theo xuống và giãn khi tốc độ giảm. Về lý thuyết, các kỹ sư sẽ thiết lập chiều cao gầm xe ở mức thấp nhất có thể để tối đa hóa lực nén xuống. Nhưng với mỗi đường đua khác nhau lại yêu cầu những giới hạn khác nhau về mức độ thấp có thể thực hiện được trên thực tế tùy theo thiết kế của từng đường đua.
Còn có một hạn chế đáng kể nữa với chiều cao gầm xe, là quy định của tấm ván dưới gầm xe. Quy định này nhằm ngăn các đội setup chiều cao gầm xe thấp đến mức nguy hiểm, được đặt ra trong cuộc cách mạng an toàn với xe F1 sau vụ tai nạn nghiêm trọng của Ayrton Senna năm 1994.
Theo quy định kỹ thuật hiện hành, độ dày của tấm ván gầm xe khi đo vuông góc phải đảm bảo 10 ± 0,2 mm. Khi kết thúc cuộc đua, độ dày tối thiểu được chấp nhận của tấm ván là 9mm với lý do hao mòn trong lúc thi đấu. Đối với hầu hết các đội, việc khống chế bằng tấm ván thường không ảnh hưởng tới chiều cao gầm xe tối thiểu của họ, vì để vi phạm thì ở mức đó, dù không có tấm ván giới hạn, họ cũng đã gặp phải hiện tượng khí động học "Porpoising" bất lợi.
Phác họa gầm xe F1 nhìn từ phía dưới.
Hiện tượng "Porpoising" là một hiện tượng khí động học mà xe F1 bắt đầu gặp phải sau khi vận dụng hiệu ứng "Ground Effect" dựa trên hiệu ứng đường hầm Venturi. Theo đó, luồng không khí được hút với vận tốc lớn xuống dưới gầm khi xe chạy ở tốc độ cao và tạo ra khu vực có áp suất thấp góp phần tăng lực nén xuống.
Vấn đề là, xe càng chạy nhanh, gầm xe có xu hướng giảm chiều cao. Khi chiều cao gầm xe giảm đến mức độ nào đó, luồng không khí bị tắc nghẽn và đình trệ - nghĩa là lực nén xuống, vốn đang được tạo ra nhờ khu vực áp suất thấp do luồng không khí bị hút xuống, bỗng suy giảm. Lúc đó, gầm xe sẽ có xu hướng chuyển vị trí ra xa khỏi mặt đất. Tuy nhiên, khi gầm xe rời xa mặt đất đủ lớn, luồng không khí lại tràn vào và xe lại bị ép xuống, quá trình này lặp đi lặp lại. Hiện tượng xảy ra khi không thể kiểm soát lực nén dưới tác động từ luồng không khí dưới gầm xe được các tay đua gọi hài hước là hiệu ứng "cá heo".
Đầu mùa F1 2023, Liên đoàn Đua xe thế giới (FIA) đã sửa đổi quy định bằng cách nâng chiều cao tối thiểu đo từ mép sàn lên 15 mm, sau khi các tay đua phàn nàn rằng hiện tượng "Porposing" quá lớn là không an toàn. Khi đó, Lewis Hamilton từng phàn nàn rằng anh không thể lái nổi chiếc xe khi vào các góc cua tốc độ cao trên đường đua Baku, Azerbaijan. Việc nâng chiều cao gầm xe đã khiến các xe nhất là Mercedes suy giảm mức lực nén nghiêm trọng.
Nhưng chiếc RB19 của Red Bull lại hoạt động khác với các đối thủ. Một phần ưu thế khí động học của RB19 là nhờ việc tận dụng tối đa hiệu ứng Venturi bằng thiết kế hệ thống treo cho phép RB19 chạy với mức chiều cao gầm xe thấp hơn các đối thủ mà vẫn ổn định được luồng không khí dưới gầm xe và không gây ra hiện tượng "Porpoising".
Tại Spa-Francorchamp, Bỉ, nơi kết hợp giữa tốc độ cao và lực nén cực lớn nhất trên đường đua là tại góc cua Eau Rouge, các đội thường phải thiết lập chiều cao gầm xe cao hơn thông thường. Red Bull đã phải chỉ dẫn Max Verstappen và Sergio Perez giảm tốc độ tại các vị trí nguy cơ cao để tấm ván gầm xe không chạm đất quá nhiều. Bằng cách đó, họ có thể giữ được chiều cao gầm xe tương đối thấp cho chiếc RB19, để rồi đạt thành tích cao trong phần còn lại của vòng đua.
Thiết kế sàn xe kiểu mới của RB19 tại Suzuka. Ảnh: F1.com
Tại các đường đua trên phố Baku và Monaco - nơi mặt đường mấp mô khiến chiều cao gầm xe phải được thiết lập ở mức tương đối cao, lợi thế của Red Bull với các đối thủ sẽ thấp hơn những đường đua khác. Bất kỳ đường đua nào yêu cầu chiều cao gầm xe lớn đều gây ảnh hưởng đến sức mạnh của RB19, khiến Red Bull gặp khó ở các đường đua có nhiều góc cua ngắn - như ở hầu hết các giải đua trên đường phố, vì nó khiến RB19 bất lợi do lốp trước bị nóng lên quá mức. Vì vậy, tại Baku, Red Bull đã mất vị trí xuất phát đầu vào tay Ferrari, trong khi tại Monaco, Verstappen chỉ có thể vượt qua Fernando Alonso trong gang tấc ở vòng phân hạng.
Đến Singapore - nơi được xem là đường đua trên phố khốc liệt nhất trong lịch đấu, nền nhiệt cao cùng mặt đường gập ghềnh khiến Red Bull phải setup cho xe với hệ thống treo mềm hơn thường lệ để tránh bất lợi. Ngoài ra việc sử dụng thiết kế sàn xe và bộ khuếch tán mới - vốn được nghiên cứu không dành riêng cho dạng đường đua như Singapore, càng khiến RB19 gặp nhiều thiệt hại.
Trong các buổi đua thử trước Grand Prix Singapore, hệ thống treo mềm hơn bị đánh giá là không tương thích khi chạy với chiều cao gầm xe được thiết lập mới ở mức cao hơn, khiến RB19 không đạt được thành tích tốt. Ngoài ra, để loại trừ nguyên nhân từ bộ sàn xe mới, Red Bull quay lại với sàn xe cũ cùng với việc làm cứng hơn hệ thống treo. Với hai thay đổi lớn này, RB19 vẫn kém Ferrari 0,3 giây tại buổi đua thử tiếp theo vào ngày trước cuộc đua chính.
Để tìm cách vượt lên ở vòng phân hạng, Red Bull quyết định thay đổi thêm, bao gồm cả việc giảm chiều cao gầm xe. Thực tế đã chứng minh những thay đổi này là một động thái tai hại và khiến cả hai tay đua của Red Bull đều không lọt vào vòng phân hạng thứ ba, lần đầu kể từ Grand Prix Nga 2018.
Red Bull dường như mất đi lượng lực nén xuống lớn hơn, so với những chiếc xe khác khi chiều cao gầm xe của buộc phải nâng lên để thích nghi với đặc điểm của đường đua. Chỉ vài ngày sau Grand Prix Singapore, đến với Suzuka, một đường đua điển hình có bề mặt phẳng hơn nhiều, vấn đề của Red Bull nhanh chóng được giải quyết và RB19 lập tức trở lại với phong độ quen thuộc.
Trong buổi đua thử đầu tiên ở Suzuka, Red Bull đã tiến hành một cuộc thử nghiệm đối chiếu giữa hai thiết kế sàn xe. Perez chạy thử với sàn xe cũ vốn đã được sử dụng tại cuộc đua chính thức ở Singapore và Verstappen dùng sàn xe mới từng tạm thời bị loại bỏ sau hai buổi đua thử đầu ở Singapore. Mục đích của Red Bull với thử nghiệm này là để xác nhận sàn mới không có vấn đề và không phải là nguyên nhân khiến RB19 hoạt động kém hiệu quả ở Singapore.
Verstappen về nhất trên đường đua Suzuka ngày 24/9. Ảnh: Red Bull
Với sàn xe mới, Verstappen đã nhanh chóng đạt ưu thế vượt trội người đồng đội trong buổi thử đầu tiên ở Suzuka. Vì vậy, sau đó sàn xe mới cũng được lắp cho chiếc RB19 của Perez trong thời gian còn lại Grand Prix Nhật Bản. Tay đua Mexico lập tức đạt tốc độ nhanh hơn đáng kể so với khi dùng sàn xe cũ. Thực tế này xác nhận rằng việc RB19 suy giảm phong độ ở Singapore chỉ là nhất thời và liên quan tới đặc điểm của dạng đường đua trên phố, chứ sức mạnh nội tại của nó trên các dạng đường đua phổ thông vẫn còn nguyên vẹn.
Phong độ của RB19 tại Suzuka cũng chứng minh các chỉ thị kỹ thuật TD18 và TD34 được ban bố ngay trước Grand Prix Singapore không làm suy giảm sức mạnh của Red Bull mà chỉ vô tình trùng hợp với dạng đường đua không phù hợp với RB19.
