Technique - Un avant-goût de 2017

Lors du Grand Prix du Mexique, plusieurs voitures ont roulé avec des pièces expérimentales non pas destinées à cette année, mais servant à valider des idées pour la saison prochaine.

On a ainsi vu apparaître plusieurs modifications qui laissent présager les grandes directions techniques qui seront privilégiées en 2017.

Comparaison des ailerons avant des McLaren MP4/31 et Mercedes W07, GP des États-Unis

Photo de : Giorgio Piola

Mercedes

Mercedes a commencé son travail d’investigation en Malaisie en testant un nouvel aileron avant qui semble avoir été fortement inspiré de l’aileron arrière à persiennes ouvertes inauguré par Toro Rosso, puis copié, ou imité, par Sauber, Mercedes et McLaren.

On note que les deux sections du plan principal sont complètement détachées des dérives latérales et du rebord inférieur, le tout solidifié par des supports métalliques (indiqués par la flèche).

Mercedes valide ainsi certains concepts aérodynamiques développés en soufflerie ou en CFD. Jusqu'ici, un seul des deux pilotes Mercedes avait essayé ce nouvel aileron avant, mais aux Mexique, les deux, Lewis Hamilton et Nico Rosberg, ont validé cet aileron en même temps.

Comparaison des plaques d'extrémité de l'aileron avant de la Mercedes W07 Hybrid au Canada et en Malaisie

Photo de : Giorgio Piola

Sur cette comparaison des deux ailerons, on remarque que l’ancien modèle (à gauche) possédait des fentes en son rebord intérieur, qui sont désormais détachées sur l’aileron expérimental 2017.

Cette séparation permet de créer des vortex beaucoup plus puissants, qui auront un impact sur la vélocité et la direction des autres flux d’air.

Toutes les écuries incorporent un rebord d’une forme ou d’une autre à l’extrémité de leurs ailerons afin de générer un vortex qui aspire les flux d’air par dessus et à l’extérieur des pneus avant. On retrouve aussi des arches qui créent des vortex qui diffusent l’air à l’extérieur des pneus avant.

Ces vortex seront affectés par l’ouverture pratiquée dans le plan principal de l’aileron. Nous verrons si ce concept sera retenu sur la voiture 2017.

Aileron avant de la Mercedes W06 Hybrid, en Chine

Photo de : Giorgio Piola

À l’occasion du Grand Prix du Japon 2015, Mercedes a fait débuter un aileron possédant une arche et un tunnel très courbés qui créent de puissantes structures aérodynamiques. Plusieurs équipes, dont Force India, ont copié cette idée.

Toutefois, le règlement 2017 risque de tout chambouler. Les écuries doivent repenser toute la section avant de la voiture, puis constater les effets que cela aura sur la partie arrière.

Le règlement imposé en 2009 réduisait la taille des déflecteurs. Ceux-ci seront plus grands en 2017, ce qui permettra aux ingénieurs d’isoler le bord d’attaque du plancher et des pontons du sillage provenant des gros pneus avant. 

Comparaison des ailerons avant 2016/2017

Photo de : Giorgio Piola

Les concepts développés au fil des saisons ne seront pas désuets, mais seront simplement utilisés de façons différentes, car la traînée générée par la rotation, la déformation et le mouvement des pneus avant, désormais plus larges et plus lourds, devra être gérée efficacement.

Toutefois, au lieu de créer un puissant flux d’air destiné à aspirer le sillage loin du plancher et des pontons, les ingénieurs pourraient décider de créer un flux dirigé vers l’intérieur de la voiture afin qu’il interagisse avec le vortex Y250 et les aubes latérales afin de repousser le flux vers l’extérieur, d’autant qu’il y a beaucoup d’espace entre le bord de fuite de l’aileron avant et le bord d’attaque du plancher.

McLaren

Arêtes de l'aileron avant, McLaren MP4/31, avec commentaires, GP du Mexique

Photo de : Giorgio Piola

L’écurie McLaren-Honda a, elle aussi, poursuivi son travail d’investigation pour la saison prochaine. Un aileron avant modifié a été testé durant les essais libres du Grand Prix du Mexique.

Nous avons mis en évidence sur cette image les principaux changements apportés, incluant le renforcement des extrémités des plans principaux et l’absence d’arche (1). Le rebord (2) a été redessiné afin de changer la force et la forme du vortex créé.

Pour terminer, le nombre d’arêtes fixées sous l’aileron est passé de trois à quatre (3). Cette modification a pour but de mieux contrôler l’écoulement de l’air provenant du sillage des pneus avant, plus larges en 2017.

Comparaison des ailerons avant McLaren 2017 et 2016, GP du Mexique

Photo de : Giorgio Piola

Cette image illustre les différences majeures entre l’aileron d’essais et celui de course. Les parties illustrées en jaune et les flèches montrent comment l’air circule sous cet appendice.

Cette animation ci-dessus en 2D démontre bien la différence entre les deux ailerons.

Le travail d’évaluation s’est poursuivi avec l’enregistrement d’images provenant de caméras placées à différents endroits stratégiques de la MP4-31. L’équipe en a placé deux sur le plan neutre de l’aileron et visant le splitter situé sous la coque.

L’une de ces caméras est certainement de type infrarouge tandis que l’autre est probablement à haute vitesse pour analyser les mouvements et déformations du splitter lorsque la voiture roule en piste.

Caméras d'images thermiques sur la McLaren MP4-31 de Jenson Button

Photo de : XPB Images

Sur la photo ci-dessus, on note la présence de caméras infrarouges orientées vers l'avant et vers l'arrière, montées sur la partie horizontale des déflecteurs verticaux des pontons. Elles sont destinées à obtenir davantage d'informations concernant les pneus.

Une caméra était pointée vers l’arrière du pneu avant tandis que l’autre scrutait la surface avant du pneu arrière. Ceci permet de mieux comprendre la dégradation des pneus et leur performance sous des contraintes importantes.

Ferrari

Ailette de splitter, Ferrari SF16-H T, avec commentaires, GP du Mexique

Photo de : Giorgio Piola

La Scuderia Ferrari n’a pas encore testé un aileron avant démontrant les grandes tendances de 2017, les ingénieurs italiens préférant travailler, pour le moment, sous le châssis de la SF16-H.

Comparaison étrave et ailes de chauve-souris, ancien et nouveau, Ferrari SF16-H, GP du Japon

Photo de: Giorgio Piola

Depuis le Grand Prix du Japon, Ferrari a essayé plusieurs versions de conditionneurs de flux d’air et d’ailes de chauve-souris, réapparus à Silverstone. Lors des essais libres au Mexique, la Ferrari de Sebastian Vettel était munie d’une nouvelle trouvaille ; une ailette assez semblable à l’aile de chauve-souris fixée à cheval sur le splitter afin de mieux comprendre ce qu’a fait Red Bull Racing en premier, et qui fut, par la suite, copié par McLaren (ci-dessous).

L'avant de la McLaren MP4-31, GP d'Allemagne

Photo de: Giorgio Piola

Ces éléments, combinés aux déflecteurs verticaux ou au splitter, ont pour but de créer des vortex qui aident à repositionner le vortex Y250 lorsqu’il glisse vers l’arrière de la SF16-H. Il est intéressant de noter que Ferrari a testé trois solutions différentes jusqu’ici afin de déterminer ce qui marchera le mieux l’an prochain, car les changements seront majeurs.

Comparaison des ailerons avant 2016/2017

Photo de : Giorgio Piola

Parmi ces changements, notons que le nez de la voiture sera plus long de 200 mm. Sa longueur minimale passera de 850 à 1050 mm, ce qui aura un effet déterminant sur la relation entre le nez et la section neutre de l’aileron avant, modifiant la façon dont les flux d’air sont structurés sous le nez et le châssis.

Second point, la forme en deltoïde de la section neutre pourra modifier la vélocité et la direction du vortex Y250. Troisièmement, les conditionneurs de flux d'air latéraux agrandis auront un effet sur le sillage des pneus avant et leur influence sur les flux d’air tout autour.

Pour terminer, le splitter sera plus court de 100 mm, ce qui permettra de faire rouler les voitures avec un angle d’attaque plus élevé et ce qui modifiera aussi son interaction avec le flux d’air qui passera sous la voiture, au-dessus et en-dessous du plancher qui possédera aussi une forme en deltoïde.

Tous ces changements auront un effet sur la circulation de l’air tout autour des voitures, ce qui modifiera sans aucun doute le centre de pression aérodynamique. Les ingénieurs doivent donc maintenant revoir le design de certaines composantes des monoplaces.