Comment le nouveau carter de boîte Ferrari améliore son aéro

La saison 2021 de la Formule 1 a posé des défis sans précédent aux équipes, car l'impact de la pandémie de COVID-19 les a empêchées de produire des voitures entièrement nouvelles.

L'aileron avant de la Ferrari SF21 vue de dessous

L'aileron avant de la Ferrari SF21 vue de dessous

Giorgio Piola

Les analyses techniques F1 de Giorgio Piola

Éminent expert technique de Formule 1, Giorgio Piola suit les Grands Prix depuis les années 1960. Sur Motorsport.com, ses analyses et illustrations se penchent sur toutes les nouveautés aperçues en F1 au fil des Grands Prix.

Les règles d'homologation strictes ont limité l'étendue des changements que chacun pouvait apporter à ses voitures de 2020, sans compter la complication supplémentaire des nouvelles règles sur le fond plat visant à réduire l'appui.

Pour une équipe comme Ferrari, les restrictions étaient loin d'être idéales, car elle avait lutté l'année dernière avec une voiture dont elle savait qu'elle générait trop de traînée. La Scuderia a donc dû faire un choix difficile pour choisir ce qu'elle pouvait modifier, dans le cadre du système de jetons de la F1, afin de tirer le meilleur parti de chaque modification.

En fin de compte, Ferrari a estimé que dépenser ses jetons sur la conception de son carter de boîte de vitesses lui permettrait d'en avoir pour son argent, car les changements avaient des implications à la fois mécaniques et aérodynamiques qui ont aidé à résoudre les problèmes et à ajouter de la performance.

D'un point de vue aérodynamique, la forme du carter de la boîte de vitesses a été modifiée afin d'améliorer sa relation avec le fond plat. C'est une zone que Ferrari continue de "remasteriser", après avoir réintroduit des panneaux pour créer un "toit" au-dessus des tunnels situés à côté et en dessous du carter et de la structure d'impact la saison dernière.

Les panneaux supérieurs aident à maintenir le flux dans la zone de la bouteille de Coca une fois dans le tunnel, plutôt que de lui permettre de fuir et de perturber les structures d'écoulement environnantes.

La section de la "quille" du carter de la boîte de vitesses, plus compacte, offre également plus d'espace à l'air pour circuler dans les canaux de la région de la bouteille de Coca, ce que l'équipe a probablement considéré comme un élément important étant donné les fonds plats plus étroits pour 2021.

L'élévation de la partie centrale du carter a également entraîné une élévation des éléments internes d'environ 30 mm, positionnant le poids un peu plus haut. Des mesures ont également été prises pour améliorer la rigidité en torsion qui semblait être un problème sur la SF1000.

Ayant dépensé ses jetons à l'arrière de la voiture, Ferrari a dû réfléchir en parallèle à un autre problème. Dans une année normale, la Scuderia aurait probablement conçu un tout nouveau nez. Cependant, en raison du système de jetons et d'homologation, elle a dû contourner les contraintes de son design actuel et trouver une solution plus proche de celle du reste de la grille.

Ferrari a introduit pour la première fois une solution de nez en forme de pouce en 2016, et ce concept a été adopté par un certain nombre de ses rivaux au cours des années qui ont suvii. Cinq ans plus tard, le design de base demeure, bien qu'il ait subi de nombreux changements pour mieux répondre aux exigences aérodynamiques.

Ferrari est passé de la solution du nez plat et large que la SF15-T arborait en 2015 à l'extension en forme de pouce en 2016, l'équipe cherchant à améliorer le flux passant par la partie centrale de la voiture.

De petites adaptations ont été apportées tout au long de la saison afin d'optimiser le flux d'air passant par les montants de l'aileron avant et les aubes directrices.

Comme les dimensions ont été augmentées à l'avant et à l'arrière des voitures en 2017, le design général du nez a été conservé et prolongé vers l'avant pour correspondre à l'aileron avant en forme triangulaire.

L'allongement du nez a conduit à la réintroduction du S-duct, Ferrari privilégiant une entrée avant et des canaux croisés dans le nez qui acheminent le flux d'air vers la sortie située sur le dessus du châssis.

L'équipe a cherché à tirer des performances supplémentaires des montants de l'aileron avant et des aubes directrices en 2018, avec des piliers plus longs utilisés qui comprenaient une série de trous dans leur surface pour manipuler le flux d'air.

L'équipe a abandonné l'idée d'avoir des trous dans les montants en 2019, car une mise à niveau introduite par la Scuderia a ajouté un dispositif ressemblant à une lame qui a créé des canaux entre la pointe du nez et les montants de l'aileron.

Afin d'optimiser le flux dans ces canaux, leur taille a été modifiée en 2020.

Un angle différent nous permet de mieux comprendre les formes impliquées.

Incapable de modifier la configuration interne de la structure d'impact, Ferrari a travaillé dur pour adapter son design en vue de 2021, afin d'obtenir des performances aérodynamiques accrues.

Ces modifications sont centrées sur l'introduction de la solution de la "cape", utilisée par une grande partie de la grille, qui a exigé de l'équipe de rétrécir les montants de l'aileron avant afin d'exposer le flux d'air au bord d'attaque incurvé de la cape de chaque côté du nez.

La cape offre la possibilité d'influencer le flux d'air sous, au-dessus et autour du nez d'une manière légèrement différente de la précédente disposition.

De même, les canaux plus étroits alimentent le flux d'air capturé sous le nez grâce à l'extension de la lame (voir dans l'image d'illustration de l'article, surligné en jaune), l'isolant du flux d'air créé par la cape pendant un court instant afin d'améliorer la façon dont le flux converge sous le nez. Vous remarquerez également qu'une petite entrée est également présente sous le nez, vers laquelle la lame va diriger le flux d'air.

La disposition du S-duct a également été modifiée cette année, avec une sortie créée à l'endroit où le nez rejoint le châssis, alors qu'auparavant le flux d'air passait à l'intérieur par le panneau décoratif (ci-dessus, dans les bulles de droite). Cette sortie a également été associée à un groupe d'ailettes de chaque côté de la section incurvée.

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