Analyse

Technique - Ce qui se cache derrière l’aileron flexible de la Red Bull

Depuis que l’aérodynamique joue un rôle primordial en Formule 1, la flexibilité des certains éléments est sujet de controverse.

Max Verstappen, Red Bull Racing RB13

Max Verstappen, Red Bull Racing RB13

JEP / Motorsport Images

La plus récente concerne une partie de l’aileron avant de la Red Bull RB13 ; une façon astucieuse d’utiliser la flexibilité de pièces précises dans un but particulier.

Cette controverse est née durant le Grand Prix de Grande-Bretagne quand les écuries rivales ont constaté certaines anomalies chez cet aileron avant.

Des vidéos, analysées image par image, montrent un déplacement du rebord inférieur des extrémités de l’aileron. Ce rebord possède déjà une forme unique et bouge selon un pivot et devient horizontal lorsque l’appui augmente sur la surface de l’aileron à haute vitesse.

En théorie, les ailerons flexibles sont interdits, mais ce que fait Red Bull Racing ne semble pas contrevenir à cette règle, car la RB13 a subi, avec succès, tous les tests de conformité de la FIA.

De plus, il est important de préciser qu’aucune partie de la carrosserie d’une monoplace de F1 n’est parfaitement rigide, car elle se briserait sous les énormes contraintes aérodynamiques. Les tests de la FIA permettent donc une certain degré de déformation. Par exemple, la FIA s’assure que l’aileron arrière ne se déforme pas plus de 15 mm verticalement quand une charge de 1000N est appliquée sur la dérive latérale, ce qui simule bien ce qui se déroule lorsque la voiture roule en piste.

Cette vidéo montre les tests de conformité imposés avant 2013. Depuis, les charges exercées ont été revues à la hausse afin de tenir compte du degré de flexion préchargé dans les ailerons par les équipes majeures. Les ingénieurs des écuries ont donc pour tâche de contourner ces tests officiels ; de trouver une façon de concevoir des pièces légales, mais qui ne respectent pas tout à fait l’esprit du règlement…

Red Bull Racing a puisé dans son expérience et a pleinement profité des ajustements apportés aux tests de flexion et du changement imposé à la forme de l’aileron avant cette saison. Au lieu de faire fléchir tout l’aileron comme ce fut le cas entre 2010 et 2012, l’écurie autrichienne s’est plutôt inspirée de ce que faisait McLaren à cette époque.

En effet, l’aileron de la MP4-26 s’inclinait vers l’arrière lorsque la charge aérodynamique augmentait. Une précharge était prévue dans l’aileron, ce qui aidait à accroître la vitesse maximale de la voiture en ligne droite tout en profitant d’un appui adéquat dans les virages. La Red Bull RB13 semble profiter d’une astuce semblable. Toutefois, au lieu de faire pivoter tout l’aileron avant, ce qui pourrait contrevenir aux tests de la FIA, Red Bull Racing ont déconnecté le plan principal et la dérive de l’assemblage des petits volets et du rebord afin de leur permettre de pivoter et de se déformer.

Cette déformation ne sert pas qu’à réduire la traînée en ligne droite, mais surtout à mieux canaliser tous les flux d’air qui lèchent la voiture, ce qui est tout à fait novateur.

Un cas unique

Alors, que se passe-t-il ? Quand la charge aérodynamique augmente sur les volets, cela fait pivoter le rebord inférieur (illustré en vert), ce qui modifie la position et la forme du rebord et du vortex ainsi généré. Ceci a un effet direct sur le rendement de l’aileron avant, mais améliore surtout l’écoulement des flux d’air vers l’arrière de la monoplace comme, par exemple, le sillage des gros pneus avant et la quantité d’air qui s’engouffre sous le plancher en direction du diffuseur.

Cette astuce repose sur l’aéroélasticité, car l’angle et la forme du rebord ont été conçus pour s’accorder à la charge imposée sur l’aileron avant. Il faut aussi noter que l’apparition de cette nouveauté coïncide avec le retour aux affaires d’Adrian Newey qui est, on le sait, un maître dans l’imagination de solutions inédites et fort ingénieuses.

Adrian Newey, directeur technique Red Bull Racing
Adrian Newey, directeur technique Red Bull Racing

Photo de: XPB Images

Une histoire sans fin

Aileron avant de la Red Bull RB13, GP du Canada
Aileron avant de la Red Bull RB13, GP du Canada

Photo de: Giorgio Piola

Red Bull a introduit un nouvel aileron avant au Canada qui se distinguait non seulement par un ajustement de la hauteur du rebord inférieur (montré par la flèche), mais aussi par une fente verticale située juste derrière le bord d’attaque de la dérive. Cette modification permettait aux flux d’air de se glisser à l’intérieur de l’aileron et peut-être de neutraliser l’inévitable séparation des flux lorsque les éléments se déforment à haute vitesse.

Comparaison des ailerons avant de la Red Bull RB13, ancien et nouveau, GP de Grande-Bretagne
Comparaison des ailerons avant de la Red Bull RB13, ancien et nouveau, GP de Grande-Bretagne

Photo de: Giorgio Piola

Pour Silverstone, les ingénieurs ont encore relevé le rebord afin de reformer le vortex ainsi créé et pour mieux encaisser les fortes charges générées sur ce tracé ultra rapide.

Aileron avant de la Red Bull RB13, GP de Grande-Bretagne
Aileron avant de la Red Bull RB13, GP de Grande-Bretagne

Photo de: Giorgio Piola

On note que la fente verticale de la dérive a disparue, laissant place à l’ajout de deux fentes additionnelles sur la section externe de l’aileron (illustrées en jaune), ce qui accroît l’énergie sur cette région à fort angle d’attaque, ce qui empêche la séparation des flux.

Red Bull Racing ne baisse pas les bras et continue à développer des concepts innovateurs, comme cet aileron avant, afin de minimiser les effets négatifs de la faible vitesse maximale de sa RB13.

 

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