Aerodinamika

U formuli 1 aerodinamika je postala ključ uspjeha u sportu i momčadi troše desetke milijuna dolara na istraživanje i razvoj na tome području.

Aerodinamički dizajner koncentrira se na dva primarna problema: stvaranje downforcea koji pomaže bolidu da ne prokliže i poboljšavanje snage u zavojima, a smanjivanje otpora koji se dobiva turbulencijama koje usporavaju bolid.

Nekoliko momčadi je počelo eksperimentirati s krilima u kasnim 60-tima. Krila na bolidu djeluju isto kao i kod zrakoplova, ali u obrnutom smjeru. Zrak teče različitim brzinama na dvije strane krila i stvara se razlika u tlaku, u fizici poznatije kao Bernoulijev princip. Kako se pritisak pokušava uravnotežiti, krila se premještaju u smjeru niskog tlaka. Dok zrakoplovi svoja krila koriste za stvaranje potiska, bolidi za utrke ga koriste za stvaranje downforcea. Moderni bolid formule 1 sposoban je za razvoj sile 3.5 g (tri i pol puta veće od vlastite težine) zahvaljujući aerodinamičnom downforceu. Tako bi teoretski pri visokim brzinama mogli voziti naopako.

Rani pokusi doveli su do nekih nevjerojatnih nesreća, a 1970. je u pravila uvedeno ograničenje za veličinu i položaj krila. Tijekom godina krila su se razvijala, a ta pravila uglavnom vrijede i danas.

Sredinom 70-tih otkriven je "ground effect" downforce. Inžinjeri Lotusa otkrili su da se cijeli bolid može ponašati kao krilo stvaranjem divovskog krila koje bi usisavalo zrak sa strane, a isisavalo ga na cestu. Primjer toga razmišljanja je Brabham BT46B kojeg je dizajnirao Gordon Murray, a koristio je ventilator za hlađenje i odvod zraka stvarajući ogromni downforce. Povučen je nakon samo jedne utrke. Zatim su se uvela pravila koja su ograničila "ground effect".

Unatoč svemu tome, temeljna načela aerodinamike u formuli 1 i dalje vrijede: stvoriti maksimalan downforce za što manji otpor. Prednje i zadnje krilo je opremljeno je raznim "oblicima (profilima)", ovisno o zahtjevima downforcea za tu stazu. Za uske i spore staze poput Monte Carla treba agresivno postaviti krilo kako bi se stvorilo što više downforcea, a za ravne staze poput Monze treba smanjiti zakrivljenost krila kako ne bi bilo puno downforcea što omogućuje veliku brzinu na ravnom dijelu staze.

Svaki oblik na površini formule 1, od oblika ovjesa do vozačeve kacige ima svoj aerodinamički učinak. Poremećeni protok zraka može stvoriti turbulencije što usporava bolid. Dizajneri ulažu mnogo truda u smanjenju otpora zraka i povećanju downforcea. U posljednjih nekoliko godina dizajneri su pokušavali dizajnirati bolid što sličniji Ferrarijevom gdje je stražnji dio bolida napravljen što uže i što niže je moguće jer to smanjuje otpor i povećava količinu zraka na stražnje krilo. Uz pomoć tzv. "bargeboards" oblikovali su protok zraka i smanjili turbulencije.

S novim pravilima 2005., FIA je učinila aerodinamiku još genijalnijom. U pokušaju smanjivanja brzine, odredili su podizanje prednjeg krila, pomaknuli stražnje krilo naprijed mijenjajući profil stražnjeg difuzora. To je dovelo do mnogih novih ideja kao što su "rogovi" na bolidu McLarena MP4-20.

Većina tih inovacija su zabranjene prema novim strogim aero pravilima iz 2009. Tim promjenama olakšano je pretjecanje. Prednja krila postala su niža i šira, a zadnja uža i višlja. Možda najzanimljivija promjena je ta da je vozač iz kokpita tijekom utrke mogao napraviti ograničene prilagodbe na prednjem krilu.

2011. je uveden DRS (Drag Reduction System) na stražnje krilo. Upravlja se elektronički, a koristi se na određenim dijelovima staze koje se obično zovu DRS zone. 2012. DRS u kvalifikacijama i na treningu se mogao koristiti na bilo kojem dijelu staze, a od 2013. DRS se koristi samo na DRS zonama. DRS se ne može koristiti po mokrome. Sustav se ne može aktivirati u utrci ako je vozač u većem razmaku od jedne sekunde. Isključuje se kada vozač krene kočiti.