Voiture de Formule 1

Une voiture de Formule 1 (également connue sous le nom de voiture de F1 ) est une voiture de course à monoplace, à cockpit ouvert et à roues ouvertes avec des ailes avant et arrière substantielles et un moteur placé derrière le pilote , destiné à être utilisé en compétition à Événements de course de Formule 1 . Le règlement régissant les voitures est unique au championnat et précise que les voitures doivent être construites par les équipes de course elles-mêmes, bien que la conception et la fabrication puissent être externalisées. ^[1] Les voitures de Formule 1 sont les voitures les plus rapides au monde autour d’une piste de course , en raison des vitesses de virage très élevées obtenues grâce à la génération de grandes quantités d’ appuis aérodynamiques .^[2] En raison de la quantité de force de freinage et de l’enveloppe totale de virage d’une voiture de Formule 1 (par la composante de friction du pneu, la masse de la machine et l’appui généré) ; ^{[3] [4]} Les pilotes de Formule 1 subissent des charges g latérales fréquentes dépassant 5 g, ^[5] et des forces de virage maximales allant jusqu’à 7 g latéraux. ^[6]

Une voiture de Formule 1 McLaren MCL35M de la saison 2021, pilotée par Daniel Ricciardo . La dominante McLaren MP4/4 . Piloté par Ayrton Senna en 1988. La Ferrari F2004 couronnée de succès pilotée par Michael Schumacher au Grand Prix des États-Unis 2004 . La Williams FW15C de 1993; qui est considérée par beaucoup comme l’une des voitures de Formule 1 les plus avancées technologiquement de tous les temps. Le Lotus 49B avec le moteur Cosworth DFV 3.0 L V8. Photographié au Goodwood Festival of Speed ​​2014. La première voiture de Formule 1 à être propulsée par un moteur Turbocompressé ; La Renault RS01 de 1977 . Photographié en 2013. Le Lotus 78 ; conçu par Colin Chapman . Cette voiture et son successeur (la Lotus 79 ) ont exploité les effets aérodynamiques de l’appui, connu sous le nom d’effet de sol , qui a ensuite été interdit par la FIA en 1983. Le Brawn BGP 001 2009 ; capté les effets d’appui par un « double- diffuseur ». Ce type de diffuseur a été utilisé par plusieurs équipes pendant deux saisons avant d’être ensuite interdit par la FIA en 2011.

Construction Conception du châssis

Les voitures de Formule 1 modernes sont construites à partir de composites de Fibre de carbone et de matériaux similaires ultra-légers. Le poids minimum autorisé est de 740 kg (1 631 lb) ^[7] , conducteur compris mais pas de carburant. Les voitures sont pesées avec des pneus pour temps sec montés. ^[8] Avant la saison 2014 de F1, les voitures pesaient souvent en dessous de cette limite, de sorte que les équipes ajoutaient du lest afin d’ajouter du poids à la voiture. L’avantage d’utiliser du lest est qu’il peut être placé n’importe où dans la voiture pour assurer une répartition idéale du poids. Cela peut aider à abaisser le Centre de gravité de la voiture pour améliorer la stabilité et permet également à l’équipe d’affiner la répartition du poids de la voiture en fonction des circuits individuels.

Moteurs

Un moteur Renault RS26 V8, qui propulsait la Renault R26 2006 La BMW M12/13 , un 4 cylindres 1,5 L Turbo des voitures Brabham – BMW des années 1980 développait 1400 ch lors des qualifications. ^[9] Le moteur Ford Cosworth DFV est devenu le moteur utilisé par de nombreuses équipes privées dans les voitures remportant un record de 167 courses entre 1967 et 1983 et a aidé à remporter 12 titres de pilote. Le moteur BRM H16 , un moteur 16 cylindres 64 soupapes utilisé par l’ équipe BRM Le moteur V12 3,0 L Tipo 044 N/A 3,0 L ; qui produisait 700 ch à 17 000 tr/min, et utilisé dans la Ferrari 412 T2 en 1995. Le moteur V12 F1 Tipo 043 , un moteur V12 3,5 LN/A produit plus de 830 ch à 15 800 tr/min, et a été utilisé dans la Ferrari 412 T1 en 1994. Le moteur Tipo 053 . Le moteur produisait plus de 865 ch à 18 300 tr/min et a été utilisé dans la très réussie Ferrari F2004 en 2004.

La Saison 2006 de Formule 1 a vu la Fédération Internationale de l’Automobile (FIA) introduire une formule de moteur alors nouvelle, qui obligeait les voitures à être propulsées par des moteurs atmosphériques de 2,4 L dans la configuration du moteur V8 , avec pas plus de quatre soupapes par cylindre. . ^[10] D’autres restrictions techniques, telles que l’interdiction des trompettes à admission variable, ont également été introduites avec la nouvelle formule V8 de 2,4 L pour empêcher les équipes d’atteindre un régime et une puissance plus élevés trop rapidement. La saison 2009 a limité les moteurs à 18 000 tr / min afin d’améliorer la fiabilité des moteurs et de réduire les coûts. ^[dix]

Pendant une décennie, les voitures de F1 ont fonctionné avec des moteurs à aspiration naturelle de 3,0 L, toutes les équipes s’installant sur une configuration V10 à la fin de la période; cependant, le développement avait conduit ces moteurs à produire entre 730 et 750 kW (980 et 1000 ch), ^[11] et les voitures atteignant des vitesses de pointe de 375 km/h (233 mph) (Jacques Villeneuve avec Sauber-Ferrari) sur la Monza circuit. ^[12] Les équipes ont commencé à utiliser des alliages exotiques à la fin des années 1990, ce qui a conduit la FIA à interdire l’utilisation de matériaux exotiques dans la construction de moteurs, seuls les alliages d’aluminium, de titane et de fer étant autorisés pour les pistons, les cylindres, les bielles et les vilebrequins. ^[dix]La FIA a continuellement appliqué des restrictions de matériaux et de conception pour limiter la puissance. Même avec les restrictions, les V10 de la saison 2005 étaient réputés développer 730 kW (980 ch), des niveaux de puissance jamais vus depuis avant l’interdiction des moteurs turbocompressés en 1989. ^[11]

Les équipes les moins financées (l’ancienne équipe Minardi a dépensé moins de 50 millions, tandis que Ferrari a dépensé des centaines de millions d’ euros par an pour développer sa voiture) avaient la possibilité de conserver le V10 actuel pour une autre saison, mais avec un limiteur de régime pour les garder compétitifs . avec les moteurs V8 les plus puissants. La seule équipe à prendre cette option était l’ équipe Toro Rosso , qui s’est reformée et a regroupé Minardi.

En 2012, les moteurs consommaient environ 450 l (16 pi3) d’air par seconde (à la limite de régime de 2012 de 18 000 tr / min); ^[13] le taux de consommation de carburant en course était normalement d’environ 75 l/100 km (3,8 mpg _‐imp ; 3,1 mpg _‐US ). ^[13]

Toutes les voitures ont le moteur situé entre le conducteur et l’essieu arrière. Les moteurs sont un élément sollicité dans la plupart des voitures, ce qui signifie que le moteur fait partie du cadre de support structurel, étant boulonné au cockpit à l’avant, et à la transmission et à la suspension arrière à l’arrière.

Dans le championnat 2004, les moteurs devaient durer un week-end de course complet. Pour le championnat 2005, ils devaient durer deux week-ends de course complets et si une équipe change de moteur entre les deux courses, elle encourt une pénalité de 10 places sur la grille. En 2007, cette règle a été légèrement modifiée et un moteur ne devait durer que le samedi et le dimanche. C’était pour promouvoir la course du vendredi. Au cours de la saison 2008, les moteurs devaient durer deux week-ends de course complets; le même règlement que la saison 2006. Cependant, pour la saison 2009, les pilotes étaient autorisés à utiliser un maximum de 8 moteurs par tête au cours de la saison, ce qui signifie que quelques moteurs devaient durer trois week-ends de course. Cette méthode de limitation des coûts de moteur augmente également l’importance de la tactique, puisque les équipes doivent choisir les courses pour avoir un nouveau moteur ou un moteur déjà utilisé.

Depuis la saison 2014, toutes les voitures de F1 sont équipées de moteurs V6 turbocompressés de 1,6 L. Les turbocompresseurs étaient auparavant interdits depuis 1989. Ce changement peut donner une amélioration allant jusqu’à 29% du rendement énergétique. ^[14] L’une des nombreuses raisons pour lesquelles Mercedes a dominé la saison au début était due au placement du compresseur du turbocompresseur d’un côté du moteur et de la turbine de l’autre; les deux étaient alors reliés par un arbre traversant le V du moteur. L’avantage est que l’air ne circule pas dans autant de canalisations, ce qui réduit le décalage du Turbo et augmente l’efficacité de la voiture. De plus, cela signifie que l’air circulant dans le compresseur est beaucoup plus frais car il est plus éloigné de la section chaude de la turbine. ^[15]

Transmission

La Boîte de vitesses avec éléments de suspension arrière montés de la Lotus T127 , la voiture de Lotus Racing pour la saison 2010 .

Les voitures de Formule 1 utilisent des boîtes de vitesses séquentielles semi-automatiques hautement automatisées avec palettes de changement de vitesse, la réglementation stipulant que 8 vitesses avant (augmentées de 7 à partir de la saison 2014 ) ^{[16] [17]} et 1 marche arrière doivent être utilisées, avec arrière- roues motrices . ^[18] La Boîte de vitesses est construite en titane de carbone, car la dissipation thermique est un problème critique, et est boulonnée à l’arrière du moteur. ^[19] Les boîtes de vitesses entièrement automatiques et les systèmes tels que le contrôle de lancement et le Contrôle de traction sont illégaux depuis 2004 et 2008 , respectivement, pour maintenir l’importance des compétences et de l’implication du conducteur dans le contrôle de la voiture, et pour s’assurer qu’aucune équipe n’utilise ces systèmes illégalement pour obtenir un avantage concurrentiel, ainsi que pour réduire les coûts. ^{[19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27]} Le conducteur initie les changements de vitesse à l’aide de palettes montées à l’arrière du volant , et de solénoïdes électriques avancés , d’ actionneurs hydrauliques , et des capteurs effectuent le changement de vitesse réel, ainsi que la commande électronique des gaz . Commande d’embrayages’effectue également de manière électro-hydraulique, sauf lors du lancement à partir d’un arrêt (c’est-à-dire à l’arrêt, au point mort) en première vitesse, où le conducteur actionne l’embrayage manuellement à l’aide d’un levier monté à l’arrière du volant. ^[28] La dernière F1 équipée d’une Boîte de vitesses manuelle conventionnelle , la Forti FG01 , a couru en 1995 . ^[29]

Un embrayage F1 moderne est une conception en carbone multidisque d’un diamètre inférieur à 100 mm (3,9 pouces), ^[28] pesant moins de 1 kg (2,2 lb) et gérant environ 540 kW (720 ch). ^[11] À partir de la saison de course 2009 ^{[mettre à jour]}, toutes les équipes utilisent des transmissions à changement de vitesse sans couture , qui permettent un changement de vitesse presque instantané avec une perte d’entraînement minimale. Les temps de passage des voitures de Formule 1 modernes sont de l’ordre de 2 à 3 ms . ^[30]Afin de maintenir les coûts bas en Formule 1, les boîtes de vitesses doivent durer cinq événements consécutifs et depuis 2015, les rapports de Boîte de vitesses seront fixés pour chaque saison (pour 2014, ils ne pouvaient être changés qu’une seule fois). Un changement de Boîte de vitesses avant le temps imparti entraînera une pénalité de cinq places sur la grille de départ pour la première épreuve où la nouvelle Boîte de vitesses est utilisée. ^[31]

Aérodynamique

La carrosserie profilée d’une Ferrari 553 F1 de 1954 La Lotus 80 de 1979 a été conçue pour exploiter au maximum l’effet de sol

L’Aérodynamique est devenue la clé du succès dans le sport et les équipes dépensent chaque année des dizaines de millions de dollars en recherche et développement dans le domaine.

Le concepteur Aérodynamique a deux préoccupations principales : la création d’appuis, pour aider à pousser les pneus de la voiture sur la piste et améliorer les forces dans les virages ; et en minimisant la traînée causée par la turbulence et qui agit pour ralentir la voiture.

Plusieurs équipes ont commencé à expérimenter les ailes désormais familières à la fin des années 1960. Les ailes de voiture de course fonctionnent sur le même principe que les ailes d’avion mais sont configurées pour provoquer une force vers le bas plutôt que vers le haut. Une voiture de Formule 1 moderne est capable de développer 6 G de force de virage latéral ^[32] en raison de l’appui Aérodynamique. L’appui Aérodynamique permettant cela est généralement supérieur au poids de la voiture. Cela signifie que, théoriquement, à des vitesses élevées, ils pourraient rouler sur la surface renversée d’une structure appropriée ; par exemple au plafond .

L’utilisation de l’Aérodynamique pour augmenter l’adhérence des voitures a été lancée en Formule 1 lors de la saison 1968 par Lotus , Ferrari et Brabham . Au début, Lotus a introduit des ailes avant modestes et un aileron sur la Lotus 49 B de Graham Hill au Grand Prix de Monaco 1968 , puis Brabham et Ferrari ont fait mieux au Grand Prix de Belgique 1968 avec des ailes pleine largeur montées sur des entretoises au-dessus du pilote.

Les premières expériences avec des ailes mobiles et des montages hauts ont conduit à des accidents spectaculaires, et pour la saison 1970, des réglementations ont été introduites pour limiter la taille et l’emplacement des ailes. Ayant évolué au fil du temps, des règles similaires sont encore utilisées aujourd’hui.

À la fin des années 1960, Jim Hall de Chaparral a introduit pour la première fois l’appui ” à effet de sol ” dans la course automobile. Au milieu des années 1970, les ingénieurs de Lotus ont découvert que la voiture entière pouvait être amenée à agir comme une aile géante en créant une surface de profil Aérodynamique sur sa face inférieure qui ferait bouger l’air par rapport à la voiture pour la pousser vers la route. En appliquant une autre idée de Jim Hall à partir de son coureur sportif Chaparral 2J, Gordon Murray a conçu le Brabham BT46B, qui avait un ventilateur de radiateur qui extrayait également l’air de la zone à jupe sous la voiture, créant une énorme force d’appui. Après des défis techniques d’autres équipes, il a été retiré après une seule course. Des changements de règles ont ensuite suivi pour limiter les avantages des «effets de sol» – d’abord une interdiction des jupes utilisées pour contenir la zone de basse pression, plus tard une exigence d’un «plancher en gradins».

Le cache moteur arrière de la McLaren MP4-21 est conçu pour diriger le flux d’air vers l’aile arrière

Malgré les souffleries grandeur nature et la vaste puissance de calcul utilisée par les départements aérodynamiques de la plupart des équipes, les principes fondamentaux de l’Aérodynamique de Formule 1 s’appliquent toujours : créer le maximum d’appuis pour le minimum de traînée. Les ailes principales montées à l’avant et à l’arrière sont équipées de profils différents en fonction des exigences d’appui d’une piste particulière. Les circuits étroits et lents comme Monaco nécessitent des profils d’ailes très agressifs – les voitures utilisent deux “lames” distinctes d'”éléments” sur les ailes arrière (deux est le maximum autorisé). En revanche, les circuits à grande vitesse comme Monza voient les voitures dépouillées d’autant d’ailes que possible, pour réduire la traînée et augmenter la vitesse sur les longues lignes droites.

Chaque surface d’une voiture de Formule 1 moderne, de la forme des liens de suspension à celle du casque du pilote, a ses effets aérodynamiques pris en compte. L’air perturbé, là où le flux se “sépare” du corps, crée des turbulences qui créent de la traînée – ce qui ralentit la voiture. Presque autant d’efforts ont été consacrés à la réduction de la traînée qu’à l’augmentation de la force d’appui – des plaques d’extrémité verticales montées sur les ailes pour empêcher la formation de tourbillons jusqu’aux plaques de diffuseur montées bas à l’arrière, ce qui aide à rééquilibrer la pression de l’air à écoulement plus rapide qui est passé sous la voiture et créerait autrement un “ballon” à basse pression traînant à l’arrière. Malgré cela, les concepteurs ne peuvent pas rendre leurs voitures trop “glissantes”,

Une voiture de Formule 1 Ferrari moderne testée par Fernando Alonso à Jerez . La voiture est la Ferrari F10 .

Au cours des dernières années, la plupart des équipes de Formule 1 ont essayé d’imiter la conception de la «taille étroite» de Ferrari, où l’arrière de la voiture est rendu aussi étroit et bas que possible. Cela réduit la traînée et maximise la quantité d’air disponible pour l’aileron arrière. Les “planches de barge” installées sur les côtés des voitures ont également contribué à façonner le flux d’air et à minimiser la quantité de turbulences.

La réglementation révisée introduite en 2005 oblige les aérodynamiciens à être encore plus ingénieux. Dans le but de réduire les vitesses, la FIA a réduit l’appui en relevant l’aile avant, en avançant l’aile arrière et en modifiant le profil du diffuseur arrière. Les concepteurs ont rapidement récupéré une grande partie de cette perte, avec une variété de solutions complexes et novatrices telles que les ailettes en « corne » vues pour la première fois sur la McLaren MP4-20.. La plupart de ces innovations ont été effectivement interdites en vertu de réglementations aérodynamiques encore plus strictes imposées par la FIA pour 2009. Les changements ont été conçus pour favoriser les dépassements en permettant à une voiture de suivre de près une autre. Les nouvelles règles ont fait entrer les voitures dans une autre nouvelle ère, avec des ailes avant plus basses et plus larges, des ailes arrière plus hautes et plus étroites et une carrosserie généralement beaucoup plus “propre”. Cependant, le changement le plus intéressant a peut-être été l’introduction de “l’Aérodynamique mobile”, avec le pilote capable de faire des ajustements limités à l’aileron avant depuis le cockpit pendant une course.

Cela a été usurpé pour 2011 par le nouveau système d’aileron arrière DRS (Drag Reduction System). Cela permet également aux pilotes de faire des ajustements, mais la disponibilité du système est régie électroniquement – à l’origine, il pouvait être utilisé à tout moment lors des essais et des qualifications (sauf si un pilote portait des pneus pluie), mais pendant la course, il ne pouvait être activé. lorsqu’un pilote est à moins d’une seconde derrière une autre voiture à des points prédéterminés sur la piste. (À partir de 2013, le DRS est disponible uniquement aux points prédéterminés pendant toutes les sessions). Le système est alors désactivé dès que le conducteur freine. Le système « cale » l’aile arrière en ouvrant un volet, ce qui laisse un espace horizontal de 50 mm dans l’aile, réduisant ainsi la traînée et permettant des vitesses de pointe plus élevées. Cependant, cela réduit également la force d’appui, il est donc normalement utilisé sur de longues sections de voie droites ou des sections qui ne nécessitent pas une force d’appui élevée. Le système a été introduit pour favoriser plus de dépassements et est souvent la raison du dépassement dans les lignes droites ou à la fin des lignes droites où le dépassement est encouragé dans le ou les virages suivants. Cependant, la réception du système DRS a différé parmi les pilotes, les fans et les spécialistes. Pilote de Formule 1 de retourRobert Kubica a été cité comme disant qu’il “n’a vu aucun mouvement de dépassement en Formule 1 depuis deux ans”, ^{[ la citation nécessaire ]} suggérant que le DRS n’est pas un moyen naturel de dépasser des voitures sur la piste car il ne nécessite pas réellement de compétences du pilote pour réussir à dépasser un concurrent, il ne s’agirait donc pas d’un dépassement.

L’aileron arrière d’une voiture de Formule 1 moderne, avec trois éléments aérodynamiques (1, 2, 3). Les rangées de trous pour le réglage de l’angle d’attaque (4) et l’installation d’un autre élément (5) sont visibles sur la plaque d’extrémité de l’aile.

Ailes

Les ailes avant et arrière font leur apparition à la fin des années 1960. Vu ici dans un Matra Cosworth MS80 de 1969. À la fin des années 1960, les ailes étaient devenues une caractéristique standard de toutes les voitures de Formule

Les premières conceptions reliaient les ailes directement à la suspension, mais plusieurs accidents ont conduit à des règles stipulant que les ailes doivent être fixées de manière rigide au châssis. L’aérodynamisme des voitures est conçu pour fournir un maximum d’appui avec un minimum de traînée ; chaque partie de la carrosserie est conçue dans ce but. Comme la plupart des voitures à roues ouvertes, elles sont dotées de grands profils aérodynamiques avant et arrière , mais elles sont beaucoup plus développées que les voitures de course américaines à roues ouvertes, qui dépendent davantage du réglage de la suspension. par exemple, le nez est surélevé au-dessus du centre de la voilure avant, permettant à toute sa largeur de fournir une force d’appui. Les ailes avant et arrière sont très sculptées et extrêmement finement ajustées, ainsi que le reste de la carrosserie, comme les aubes tournantes sous le nez, les bargeboards, les pontons, le soubassement et le diffuseur arrière . Ils comportent également des appendices aérodynamiques qui dirigent le flux d’air. Un tel niveau extrême de développement Aérodynamique signifie qu’une voiture de F1 produit beaucoup plus d’appui que toute autre formule à roues ouvertes ; Les Indycars, par exemple, produisent une force d’appui égale à leur poids (c’est-à-dire un rapport force d’appui/poids de 1:1) à 190 km/h (118 mph), tandis qu’une F1 atteint la même vitesse à 125 à 130 km/h ( 78 à 81 mph), et à 190 km/h (118 mph), le rapport est d’environ 2:1. ^[33]

Une spécification à faible appui. aile avant sur la voiture Renault R30 F1. Les ailes avant influencent fortement la vitesse de virage et la maniabilité d’une voiture, et sont régulièrement modifiées en fonction des exigences d’appui d’un circuit.

Les déflecteurs, en particulier, sont conçus, façonnés, configurés, ajustés et positionnés non pas pour créer directement une force d’appui, comme avec un venturi d’aile ou de soubassement conventionnel, mais pour créer des tourbillons à partir du déversement d’air sur leurs bords. L’utilisation de tourbillons est une caractéristique importante des dernières races de voitures de F1. Puisqu’un vortex est un fluide en rotation qui crée une zone de basse pression en son centre, la création de vortex abaisse la pression locale globale de l’air. Étant donné que la basse pression est ce qui est souhaité sous la voiture, car elle permet à la pression atmosphérique normale de presser la voiture vers le bas depuis le haut ; en créant des tourbillons, l’appui peut être augmenté tout en respectant les règles interdisant les effets de sol . ^{[ douteux – discuter ]}

Les voitures de F1 pour la saison 2009 ont fait l’objet de nombreuses remises en question en raison de la conception des diffuseurs arrière des voitures Williams, Toyota et Brawn GP pilotées par Jenson Button et Rubens Barrichello, surnommés doubles diffuseurs . Les appels de nombreuses équipes ont été entendus par la FIA, qui s’est réunie à Paris, avant le Grand Prix de Chine 2009, et l’utilisation de ces diffuseurs a été déclarée légale. Le patron de Brawn GP, ​​Ross Brawn, a revendiqué la conception du double diffuseur comme “une approche innovante d’une idée existante”. Ceux-ci ont ensuite été interdits pour la saison 2011. Une autre controverse des saisons 2010 et 2011 était l’aileron avant des voitures Red Bull. Plusieurs équipes ont protesté en affirmant que l’aile enfreignait les règlements. Des images de sections à grande vitesse de circuits ont montré que l’aile avant Red Bull se plie à l’extérieur, créant par la suite une plus grande force d’appui. Des tests ont eu lieu sur l’aile avant Red Bull et la FIA n’a trouvé aucun moyen que l’aile enfreigne une réglementation.

Depuis le début de la saison 2011, les voitures sont autorisées à rouler avec un aileron arrière réglable, plus communément appelé DRS (Drag Reduction System), un système permettant de lutter contre le problème de l’air turbulent lors des dépassements. Sur les lignes droites d’une piste, les conducteurs peuvent déployer le DRS, qui ouvre l’aile arrière, réduit la traînée de la voiture, lui permettant de se déplacer plus rapidement. Dès que le conducteur touche le frein, l’aile arrière se referme. En essais libres et en qualifications, un pilote peut l’utiliser quand il le souhaite, mais en course, il ne peut être utilisé que si le pilote est à 1 seconde ou moins d’un autre pilote dans la zone de détection du DRS sur le circuit, à moment où il peut être activé dans la zone d’activation jusqu’à ce que le conducteur freine.

Boîte à nez

La boîte à nez ou plus communément les cônes de nez ont trois objectifs principaux :

1. Ce sont les structures sur lesquelles sont montées les ailes avant.
2. Ils canalisent le flux d’air vers le bas de la voiture vers le diffuseur.
3. Ils agissent comme des amortisseurs en cas d’accident.

Les boîtes de nez sont des structures creuses en fibres de carbone. Ils absorbent le choc au moment de l’accident, évitant ainsi de blesser le conducteur.

Boite d’air

Juste derrière le cockpit du conducteur se trouve une structure appelée Air Box. L’AirBox a deux objectifs. Il reçoit l’air en mouvement à grande vitesse et le fournit au collecteur d’admission du moteur. Cet air à grande vitesse est pressurisé et donc comprimé en raison de l’effet bélier. Cet air à haute pression, lorsqu’il est fourni au moteur, augmente sa puissance. De plus, l’air qui lui est fourni est très turbulent puisqu’il passe au-dessus du casque du conducteur. La boîte à air absorbe cet air turbulent, l’empêchant de perturber le flux d’air laminaire avec d’autres pièces. Le deuxième avantage de la boîte à air est sa grande taille, qui offre un grand espace pour la publicité, offrant à son tour des opportunités de revenus publicitaires supplémentaires.

Effet de sol

Un diffuseur arrière sur une Renault R29 2009 . Le diffuseur est la structure noire, près du sol, avec des ailettes verticales. Les diffuseurs arrière sont une aide Aérodynamique importante depuis la fin des années 1980

La réglementation F1 limite fortement l’utilisation de l’Aérodynamique à effet de sol, qui est un moyen très efficace de créer une force d’appui avec une légère pénalité de traînée. Le dessous du véhicule, le passage de roue, doit être plat entre les essieux. Une planche de bois de 10 mm ^{[34] d’épaisseur ou} un bloc de protection descend au milieu de la voiture pour empêcher les voitures de rouler suffisamment bas pour entrer en contact avec la surface de la voie ; ce patin est mesuré avant et après une course. Si la planche a moins de 9 mm d’épaisseur après la course, la voiture est disqualifiée.

Une quantité substantielle de force d’appui est fournie en utilisant un diffuseur arrière qui s’élève du passage de roue au niveau de l’essieu arrière jusqu’à l’arrière réel de la carrosserie. Les limitations sur les effets de sol, la taille limitée des ailes (nécessitant une utilisation à des angles d’attaque élevés pour créer une force d’appui suffisante) et les tourbillons créés par les roues ouvertes conduisent à un coefficient de traînée Aérodynamique élevé (environ 1 selon le directeur technique de Minardi , Gabriele Tredozi ; ^[35] par rapport à la voiture moderne moyenne , qui a un C _dentre 0,25 et 0,35), de sorte que, malgré l’énorme puissance des moteurs, la vitesse de pointe de ces voitures est inférieure à celle des voitures de course Mercedes -Benz et Auto Union Silver Arrows d’ époque de la Seconde Guerre mondiale . Cependant, cette traînée est plus que compensée par la capacité de prendre des virages à une vitesse extrêmement élevée. L’Aérodynamique est ajustée pour chaque piste; avec une configuration à faible traînée pour les pistes où la vitesse élevée est plus importante comme l’ Autodromo Nazionale Monza , et une configuration à traction élevée pour les pistes où les virages sont plus importants, comme le Circuit de Monaco .

Règlements

L’aileron avant est plus bas que jamais, comme on le voit sur la Mercedes F1 W03 2012 Une interdiction des appendices aérodynamiques a permis aux voitures de 2009 d’avoir une carrosserie plus lisse, comme le montre cette Williams FW31

Avec la réglementation de 2009, la FIA a débarrassé les voitures de F1 des petites ailettes et des autres parties de la voiture (moins l’aile avant et arrière) utilisées pour manipuler le flux d’air de la voiture afin de réduire la traînée et d’augmenter la force d’appui. Actuellement, l’aile avant est spécialement conçue pour pousser l’air vers tous les winglets et bargeboards afin que le flux d’air soit fluide. Si ceux-ci sont retirés, diverses parties de la voiture provoqueront une grande traînée lorsque l’aileron avant est incapable de façonner l’air au-delà de la carrosserie de la voiture. La réglementation entrée en vigueur en 2009 a réduit la largeur de l’aileron arrière de 25 cm, et uniformisé la partie centrale de l’aileron avant pour empêcher les équipes de développer l’aileron avant. Les voitures ont subi des changements majeurs en 2017, permettant des ailes avant et arrière plus larges et des pneus plus larges .^[36]

Le châssis concept 2022, révélé au Grand Prix de Grande-Bretagne 2021

Pendant une grande partie de l’ère du Turbo-hybride, les conducteurs ont remarqué que suivre de près les autres voitures, en particulier lors d’une tentative de dépassement, a été rendu considérablement plus difficile par de grandes quantités de turbulences ou «d’air sale» de la voiture de tête réduisant les performances aérodynamiques de la voiture suivante. Ainsi, pour la saison 2022 , la FIA a apporté des modifications techniques aux caractéristiques aérodynamiques des voitures pour réduire la quantité de cet “air sale” et permettre des dépassements plus faciles. L’aile avant, les pontons latéraux et l’aile arrière ont tous été repensés pour rediriger les turbulences aérodynamiques vers le haut, et des pneus plus gros avec des roues de 18 pouces seront adoptés dans le but de limiter les tourbillons perturbateurs générés par leur rotation. ^[37]

Volant

Un volant Lotus F1 2012 , avec une gamme complexe de cadrans, de boutons et de boutons.

Le conducteur a la possibilité de régler avec précision de nombreux éléments de la voiture de course depuis l’intérieur de la machine à l’aide du volant. La roue peut être utilisée pour changer de vitesse, appliquer le régime. limiteur, ajustez le mélange carburant/air, modifiez la pression de freinage et appelez la radio. Les données telles que le régime moteur, les temps au tour, la vitesse et le rapport sont affichées sur un écran LCD. Le moyeu de roue intégrera également des palettes de changement de vitesse et une rangée de feux de changement de vitesse à LED . La roue seule peut coûter environ 50 000 $, ^[38] et avec de la fibre de carboneconstruction, pèse 1,3 kg. Au cours de la saison 2014, certaines équipes telles que Mercedes ont choisi d’utiliser des écrans LCD plus grands sur leurs roues, ce qui permet au conducteur de voir des informations supplémentaires telles que le débit de carburant et le couple délivré. Ils sont également plus personnalisables grâce à la possibilité d’utiliser des logiciels très différents.

Le carburant

Les vessies de carburant résistantes aux collisions , renforcées avec des fibres telles que le Kevlar , sont obligatoires sur les voitures de Formule 1.

Le carburant utilisé dans les voitures de F1 est assez similaire à l’ essence ordinaire (premium) , mais avec un mélange beaucoup plus étroitement contrôlé. Le carburant de Formule 1 relèverait du carburant routier haut de gamme à indice d’octane élevé avec des seuils d’octane de 95 à 102. Depuis la saison 1992, toutes les voitures de Formule 1 doivent obligatoirement utiliser de l’essence de course sans plomb.

Les mélanges F1 sont réglés pour des performances maximales dans des conditions météorologiques données ou sur différents circuits. Pendant la période où les équipes étaient limitées à un volume spécifique de carburant pendant une course, des mélanges de carburants exotiques à haute densité étaient utilisés, qui étaient en fait plus denses que l’eau, car le contenu énergétique d’un carburant dépend de sa masse volumique.

Pour s’assurer que les équipes et les fournisseurs de carburant ne violent pas la réglementation sur le carburant, la FIA exige qu’Elf, Shell, Mobil, Petronas et les autres équipes de carburant soumettent un échantillon du carburant qu’ils fournissent pour une course. À tout moment, les inspecteurs de la FIA peuvent demander un échantillon de la plate-forme de ravitaillement pour comparer «l’empreinte digitale» de ce qui se trouve dans la voiture pendant la course avec ce qui a été soumis. Les équipes respectent généralement cette règle, mais en 1997, Mika Häkkinen a été dépouillé de sa troisième place à Spa-Francorchamps en Belgique après que la FIA a déterminé que son carburant n’était pas la bonne formule, ainsi qu’en 1976, à la fois McLaren et Les voitures Penske ont été forcées à l’arrière du Grand Prix d’Italie après que l’ indice d’ octane du mélange s’est avéré trop élevé.

Pneus

Pneu avant Bridgestone Potenza F1

La saison 2009 a vu la réintroduction des pneus slicks remplaçant les pneus rainurés utilisés de 1998 à 2008 .

Les pneus ne peuvent pas être plus larges que 405 mm (15,9 pouces) à l’arrière, la largeur des pneus avant est passée de 245 mm à 305 mm pour la saison 2017. Contrairement au carburant, les pneus n’ont qu’une ressemblance superficielle avec un pneu de route normal. Alors qu’un pneu de voiture de route a une durée de vie utile allant jusqu’à 80 000 km (50 000 mi), un pneu de Formule 1 ne dure même pas toute la distance de course (un peu plus de 300 km (190 mi)); ils sont généralement changés une ou deux fois par course, selon la piste. Ceci est le résultat d’une volonté de maximiser la capacité de tenue de route, conduisant à l’utilisation de composés très souples (pour s’assurer que la surface du pneu épouse au mieux la surface de la route).

Depuis le début de la saison 2007, la F1 n’a qu’un seul fournisseur de pneus. De 2007 à 2010, c’était Bridgestone, mais 2011 a vu la réintroduction de Pirelli dans le sport, suite au départ de Bridgestone. Sept composés de pneus F1 existent; 5 sont des composés pour temps sec (étiquetés C1 à C5) tandis que 2 sont des composés humides (intermédiaires pour les surfaces humides sans eau stagnante et entièrement humides pour les surfaces avec de l’eau stagnante). Trois des composés pour temps sec (généralement un composé plus dur et plus mou) sont apportés à chaque course, ainsi que les deux composés pour temps humide. Les pneus plus durs sont plus durables mais donnent moins d’adhérence, et les pneus plus tendres à l’opposé. En 2009, les pneus slicks sont revenus dans le cadre des révisions des règles pour la saison 2009 ; les slicks n’ont pas de rainures et donnent jusqu’à 18% de contact en plus avec la piste. Dans les années Bridgestone, une bande verte sur le flanc du composé plus souple a été peinte pour permettre aux spectateurs de distinguer sur quel pneu se trouve un pilote. À partir de 2019, Pirelli a abandonné le système de dénomination des pneus de sorte que les pneus seront désignés à chaque Grand Prix indépendamment comme durs, moyens et souples avec des flancs blancs, jaunes et rouges respectivement plutôt que d’avoir un nom et une couleur distincts pour chacun des cinq pneus. Le changement a été mis en œuvre afin que les fans occasionnels puissent mieux comprendre le système de pneus. Généralement, les trois gommes sèches amenées en piste sont de spécifications consécutives. flancs jaunes et rouges respectivement plutôt que d’avoir un nom et une couleur distincts pour chacun des cinq pneus. Le changement a été mis en œuvre afin que les fans occasionnels puissent mieux comprendre le système de pneus. Généralement, les trois gommes sèches amenées en piste sont de spécifications consécutives. flancs jaunes et rouges respectivement plutôt que d’avoir un nom et une couleur distincts pour chacun des cinq pneus. Le changement a été mis en œuvre afin que les fans occasionnels puissent mieux comprendre le système de pneus. Généralement, les trois gommes sèches amenées en piste sont de spécifications consécutives.

Freins

Disques de frein sur la Mercedes MGP W02 .

Les freins à disque se composent d’un rotor et d’un étrier à chaque roue. Les rotors en composite de carbone (introduits par l’équipe Brabham en 1976 ) sont utilisés à la place de l’acier ou de la fonte en raison de leurs propriétés de frottement, thermiques et anti-gauchissement supérieures, ainsi que d’importantes économies de poids. Ces freins sont conçus et fabriqués pour fonctionner à des températures extrêmes, jusqu’à 1 000 degrés Celsius (1 800 °F). Le conducteur peut contrôler la répartition de la force de freinage avant et arrière pour compenser les changements d’état de la piste ou de charge de carburant. La réglementation précise que cette commande doit être mécanique et non électronique, elle est donc généralement actionnée par un levier à l’intérieur du cockpit par opposition à une commande sur le volant.

Une voiture de F1 moyenne peut décélérer de 100 à 0 km/h (62 à 0 mph) en environ 15 mètres (48 pieds), par rapport à une BMW M3 2009, qui a besoin de 31 mètres (102 pieds). Lors du freinage à partir de vitesses plus élevées, l’appui Aérodynamique permet une décélération considérable : 4,5 g à 5,0 g (44 à 49 m/s ² ), et jusqu’à 5,5 g (54 m/s ² ) sur les circuits à grande vitesse comme le Circuit Gilles Villeneuve (GP du Canada) et l’ Autodromo Nazionale Monza (GP d’Italie). Cela contraste avec 1,0 g à 1,5 g (10 à 15 m/s ² ) pour les voitures de sport (la Bugatti Veyron est censée pouvoir freiner à 1,3 g). Une F1 peut freiner de 200 km/h (124 mph) à un arrêt complet en seulement 2,9 secondes, en utilisant seulement 65 mètres (213 pieds). ^[39]

Actuellement , Brembo , AP Racing , Akebono et Hitco sont les fabricants de freins de Formule 1 à ce jour.

Performance

Chaque F1 est capable de passer de 0 à 160 km/h (0 à 99 mph) et de revenir à 0 en moins de cinq secondes.

Lors d’une démonstration sur le circuit de Silverstone en Grande-Bretagne, une voiture F1 McLaren-Mercedes conduite par David Coulthard a donné à une paire de voitures de rue Mercedes-Benz une avance de soixante-dix secondes et a pu battre les voitures jusqu’à la ligne d’arrivée d’une position debout. départ, une distance de seulement 5,2 km (3,2 mi). ^[40]

En plus d’être rapides en ligne droite, les voitures de F1 ont une plus grande capacité de virage. Les voitures de Grand Prix peuvent négocier les virages à des vitesses nettement plus élevées que les autres voitures de course en raison de leurs niveaux d’adhérence et d’appui. La vitesse dans les virages est si élevée que les pilotes de Formule 1 ont des routines de musculation uniquement pour les muscles du cou. L’ancien pilote de F1 Juan Pablo Montoya a affirmé être capable d’effectuer 300 répétitions de 23 kg (50 lb) avec son cou.

La combinaison de légèreté (642 kg en version course pour 2013), de puissance (670–710 kW (900–950 ch) avec le V10 3,0 L, 582 kW (780 ch) avec le V8 2,4 L 2007, 710 kW (950 ch) avec 2016 1,6 L V6 Turbo), ^[41] l’aérodynamisme et les pneus ultra-performants sont ce qui donne à la F1 ses performances élevées. La principale considération pour les concepteurs de F1 est l’accélération , et pas simplement la vitesse de pointe. Trois types d’accélération peuvent être considérés pour évaluer les performances d’une voiture :

• Accélération longitudinale (accélération)
• Décélération longitudinale (freinage)
• Accélération latérale (virage)

Les trois accélérations doivent être maximisées. La façon dont ces trois accélérations sont obtenues et leurs valeurs sont :

Accélération

Les voitures de F1 2016 ont un rapport puissance/poids de 1 400 ch / t (1,05 kW / kg ; 1 270 ch / tonne US ; 0,635 ch / lb ). Théoriquement, cela permettrait à la voiture d’atteindre 100 km/h (62 mph) en moins d’une seconde. Cependant, la puissance ne peut pas être convertie en mouvement à basse vitesse en raison de la perte de traction et le chiffre habituel est de 2,5 secondes pour atteindre 100 km/h (62 mph). Après environ 130 km/h (80 mph), la perte de traction est minime en raison de l’effet combiné de la vitesse de la voiture et de la force d’appui, continuant ainsi à accélérer la voiture à un rythme très élevé. Les chiffres sont (pour la Mercedes W07 2016 ): ^{[42] [43]}

• 0 à 100 km/h (62 mph) : 2,4 secondes
• 0 à 200 km/h (124 mph) : 4,2 secondes
• 0 à 300 km/h (186 mph) : 8,4 secondes

Le chiffre d’accélération est généralement de 1,45 g (14,2 m/s ² ) jusqu’à 200 km/h (124 mph), ce qui signifie que le conducteur est poussé par le siège avec une force dont l’accélération est 1,45 fois celle de la gravité terrestre.

Il existe également des systèmes de suralimentation appelés systèmes de récupération d’énergie cinétique(KERS). Ces dispositifs récupèrent l’énergie cinétique créée par le processus de freinage de la voiture. Ils stockent cette énergie et la convertissent en puissance qui peut être appelée pour stimuler l’accélération. Le KERS ajoute généralement 80 ch (60 kW) et pèse 35 kg (77 lb). Il existe principalement deux types de systèmes : volant électrique et mécanique. Les systèmes électriques utilisent un moteur-générateur intégré à la transmission de la voiture qui convertit l’énergie mécanique en énergie électrique et inversement. Une fois l’énergie captée, elle est stockée dans une batterie et restituée à volonté. Les systèmes mécaniques captent l’énergie de freinage et l’utilisent pour faire tourner un petit volant d’inertie qui peut tourner jusqu’à 80 000 tr/min. Lorsqu’une puissance supplémentaire est requise, le volant d’inertie est relié aux roues arrière de la voiture. Contrairement au KERS électrique, l’énergie mécanique ne change pas d’état et est donc plus efficace. Il existe une autre option disponible, le KERS hydraulique, où l’énergie de freinage est utilisée pour accumuler la pression hydraulique qui est ensuite envoyée aux roues en cas de besoin.

Ralentissement

Les freins carbone sur une Sauber C30

Les freins en carbone combinés à la technologie des pneus et à l’aérodynamisme de la voiture produisent des forces de freinage vraiment remarquables. La force de décélération au freinage est généralement de 4 g (39 m/s ² ), et peut atteindre 5 à 6 g ^[44] lors d’un freinage à des vitesses extrêmes, par exemple sur le circuit Gilles Villeneuve ou à Indianapolis. En 2007, Martin Brundle , ancien pilote de Grand Prix, teste la Williams Toyota FW29voiture de Formule 1 et a déclaré qu’en cas de freinage brusque, il avait l’impression que ses poumons frappaient l’intérieur de sa cage thoracique, le forçant à expirer involontairement. Ici, la traînée Aérodynamique aide réellement et peut contribuer jusqu’à 1,0 g de freinage, ce qui équivaut aux freins de la plupart des voitures de sport routières. En d’autres termes, si l’accélérateur est relâché, la F1 ralentira sous l’effet de la traînée au même rythme que la plupart des voitures de sport le font avec le freinage, au moins à des vitesses supérieures à 250 km/h (160 mph).

Trois entreprises fabriquent des freins pour la Formule 1. Il s’agit de Hitco (basé aux États-Unis, qui fait partie du groupe SGL Carbon), Brembo en Italie et Carbone Industrie en France. Alors que Hitco fabrique son propre carbone/carbone, Brembo s’approvisionne auprès d’Honeywell et Carbone Industrie achète son carbone auprès de Messier Bugatti.

Le carbone/carbone est un nom abrégé pour le carbone renforcé de fibres de carbone. Il s’agit de fibres de carbone renforçant une matrice de carbone, qui est ajoutée aux fibres par dépôt de matrice ( CVI ou CVD ) ou par pyrolyse d’un liant de résine.

Les freins F1 ont un diamètre de 278 mm (10,9 pouces) et une épaisseur maximale de 32 mm (1,3 pouces). Les plaquettes de frein carbone/carbone sont actionnées par des étriers opposés à 6 pistons fournis par Akebono, AP Racing ou Brembo . Les étriers sont en alliage d’aluminium avec des pistons en titane. La réglementation limite le module du matériau de l’étrier à 80 GPa afin d’empêcher les équipes d’utiliser des matériaux exotiques à haute rigidité spécifique, par exemple le béryllium. Les pistons en titane permettent d’économiser du poids et ont également une faible conductivité thermique, réduisant le flux de chaleur dans le liquide de frein.

Accélération latérale

Les forces aérodynamiques d’une Formule 1 peuvent produire jusqu’à trois fois le poids de la voiture en force d’appui. En fait, à une vitesse de seulement 130 km/h (81 mph), l’appui Aérodynamique est égal au poids de la voiture. À basse vitesse, la voiture peut tourner à 2,0 g. A 210 km/h (130 mph) déjà la force latérale est de 3,0 g, comme en témoignent les esses (virages 3 et 4) sur le circuit de Suzuka. Les virages à plus grande vitesse tels que Blanchimont ( circuit de Spa-Francorchamps ) et Copse ( circuit de Silverstone ) sont pris à plus de 5,0 g, et 6,0 g ont été enregistrés au virage 130-R de Suzuka. ^[45] Cela contraste avec un maximum pour les voitures de route hautes performances telles que Enzo Ferrari de 1,5 g ou Koenigsegg One: 1supérieure à 1,7 g pour le Circuit de Spa-Francorchamps. ^[46]

Étant donné que la force qui crée l’accélération latérale est en grande partie la friction et que la friction est proportionnelle à la force normale appliquée , la grande force d’appui permet à une voiture de F1 de tourner à des vitesses très élevées. À titre d’exemple des vitesses extrêmes dans les virages; les virages Blanchimont et Eau Rouge à Spa-Francorchamps sont pris à fond à plus de 300 km/h (190 mph), alors que les voitures de tourisme de course ne peuvent le faire qu’à 150-160 km/h (notez que la force latérale augmente avec le carré de la vitesse). Un exemple plus récent et peut-être encore plus extrême est le virage 8 au parc d’Istanbulcircuit , un virage à 4 sommets relativement serré à 190 °, dans lequel les voitures maintiennent des vitesses comprises entre 265 et 285 km / h (165 et 177 mph) (en 2006) et éprouvent entre 4,5 g et 5,5 g pendant 7 secondes – le plus long soutenu virages serrés en Formule 1.

Vitesses maximales

Le BAR 2005 – Honda a établi un record de vitesse non officiel de 413 km/h (257 mph) à Bonneville Speedway

Les vitesses maximales sont en pratique limitées par la plus longue ligne droite sur la piste et par la nécessité d’équilibrer la configuration Aérodynamique de la voiture entre une vitesse élevée en ligne droite (faible traînée Aérodynamique) et une vitesse élevée en virage (force d’appui élevée) pour réaliser le temps au tour le plus rapide. ^[47]Au cours de la saison 2006, les vitesses maximales des voitures de Formule 1 étaient d’un peu plus de 300 km/h (185 mph) sur des pistes à fort appui comme Albert Park, en Australie et Sepang, en Malaisie. Ces vitesses étaient en baisse d’environ 10 km/h (6 mph) par rapport aux vitesses de 2005 et de 15 km/h (9 mph) par rapport aux vitesses de 2004, en raison des récentes restrictions de performances (voir ci-dessous). Sur les circuits à faible appui, des vitesses de pointe plus élevées ont été enregistrées : à Gilles-Villeneuve (Canada) 325 km/h (203 mph), à Indianapolis (USA) 335 km/h (210 mph) et à Monza (Italie) 360 km/h. h (225 mph). Lors d’essais un mois avant le Grand Prix d’Italie 2005, Juan Pablo Montoya de l’équipe McLaren-Mercedes F1 a enregistré une vitesse de pointe record de 372,6 km/h (231,5 mph), ^[48]qui a été officiellement reconnue par la FIA comme la vitesse la plus rapide jamais atteinte par une voiture de F1, même si elle n’a pas été établie lors d’une session officiellement sanctionnée pendant un week-end de course. Lors du GP d’Italie 2005, Kimi Räikkönen de McLaren-Mercedes a été enregistrée à 370,1 km/h (229,9 mph). Ce record a été battu au Grand Prix du Mexique 2016 par le pilote Williams Valtteri Bottas, dont la vitesse maximale en conditions de course était de 372,54 km/h (231,48 mph). ^{[49] [50]} Cependant, quoique cette information ait été montrée dans les moniteurs officiels de FIA, la FIA doit encore l’accepter comme disque officiel. Bottas avait déjà établi une vitesse de pointe record encore plus élevée lors des qualifications pour le Grand Prix d’Europe 2016, enregistrant une vitesse de 378,035 km / h (234,9 mph), bien que grâce à l’utilisation du dessin sillage. Cette vitesse de pointe n’a pas encore été confirmée par une méthode officielle, car actuellement la seule source de cette information est le message Twitter de l’équipe Williams, ^[51] tandis que les données officielles de la FIA sur les capteurs de vitesse mesuraient la vitesse de Bottas à 366,1 km/h dans ce cas. ^[52] À l’heure actuelle, la vitesse de Montoya de 372,6 km/h (231,5 mph) est toujours considérée comme le record officiel, même si elle n’a pas été établie lors d’une séance sanctionnée.

Loin de la piste, l’ équipe BAR Honda a utilisé une voiture BAR 007 modifiée , qui, selon elle, était conforme à la réglementation de Formule 1 de la FIA, pour établir un record de vitesse non officiel de 413 km/h (257 mph) sur une ligne droite à sens unique sur 6 novembre 2005 lors d’un shakedown avant leur tentative de record Bonneville 400 . La voiture a été optimisée pour la vitesse de pointe avec juste assez d’appui pour l’empêcher de quitter le sol. La voiture, badgée Honda suite à leur rachat de BAR fin 2005, a établi un record homologué par la FIA de 400 km/h (249 mph) sur une course à sens unique le 21 juillet 2006 au Bonneville Speedway . ^[53]À cette occasion, la voiture n’a pas pleinement respecté les réglementations de Formule 1 de la FIA, car elle utilisait un gouvernail Aérodynamique mobile pour le contrôle de la stabilité, enfreignant l’article 3.15 du règlement technique de Formule 1 de 2006 qui stipule que toute partie spécifique de la voiture influençant ses performances aérodynamiques doit être rigidement sécurisé. ^[54]

Restrictions de performances récentes de la FIA

La Williams FW14 – Renault et son successeur Williams FW15C (photo), considérées parmi les voitures de course les plus avancées technologiquement jamais construites, ont remporté 27 Grands Prix et 36 pole positions au début des années 1990, jusqu’à ce que la suspension active et les gadgets électroniques qui l’accompagnent soient interdits par la FIA. en 1994.

Dans un effort pour réduire les vitesses et accroître la sécurité des pilotes, la FIA a continuellement introduit de nouvelles règles pour les constructeurs de F1 depuis les années 1980.

Une McLaren M28 plus large de 1979 Une Red Bull RB7 2011 beaucoup plus étroite

Ces règles ont inclus l’interdiction d’idées telles que la « wing car » ( effet de sol ) en 1983 ; le turbocompresseur en 1989 (ceux-ci ont été réintroduits pour 2014 ); suspension active et ABS en 1994 ; pneus slicks en 1998 (ceux-ci ont été réintroduits pour 2009 ) ; ailes avant et arrière plus petites et réduction de la cylindrée de 3,5 à 3,0 litres en 1995 ; réduire la largeur des voitures de plus de 2 mètres à environ 1,8 mètre en 1998 ; encore une réduction de la cylindrée de 3,0 à 2,4 litres en 2006 ;launch control et antipatinage en 1994 , puis en 2004 et 2008 , parallèlement au freinage moteur , après la réintroduction des aides électroniques à la conduite en 2001 . Pourtant, malgré ces changements, les constructeurs ont continué à extraire des gains de performances en augmentant la puissance et l’efficacité Aérodynamique. En conséquence, la vitesse de la pole position sur de nombreux circuits dans des conditions météorologiques comparables a chuté de 1,5 à 3 secondes en 2004 par rapport aux temps de l’année précédente. Les restrictions aérodynamiques introduites en 2005étaient censés réduire l’appui d’environ 30%, cependant, la plupart des équipes ont réussi à réduire cela à une simple perte d’appui de 5 à 10%. En 2006, la puissance du moteur a été réduite de 710 à 560 kW (950 à 750 ch) en passant des V10 de 3,0 L, utilisés pendant une décennie, aux V8 de 2,4 L. Certains de ces nouveaux moteurs étaient capables d’atteindre 20 000 tr/min en 2006 , bien que pour la saison 2007, le développement des moteurs ait été gelé et la FIA a limité tous les moteurs à 19 000 tr/min pour augmenter la fiabilité et le contrôle à des régimes moteur croissants.

En 2008, la FIA a encore renforcé ses mesures de réduction des coûts en déclarant que les boîtes de vitesses devaient durer 4 week-ends de Grand Prix, en plus de la règle moteur des 2 week-ends de course. De plus, toutes les équipes devaient utiliser un calculateur standardisé fourni par MES ( McLaren Electronic Systems ) réalisé en collaboration avec Microsoft. Ces ECU ont imposé des restrictions sur l’utilisation des aides électroniques à la conduite telles que le Contrôle de traction, le contrôle de lancement et le freinage moteur et sont étiquetés pour empêcher toute modification. L’accent est mis sur la réduction des coûts ainsi que sur le recentrage sur les compétences du conducteur par opposition aux soi-disant « gadgets électroniques » contrôlant principalement les voitures.

Des changements ont été apportés pour la saison 2009 afin d’accroître la dépendance à l’adhérence mécanique et de créer des opportunités de dépassement – ce qui a entraîné le retour aux pneus slicks, une aile avant plus large et plus basse avec une section centrale standardisée, une aile arrière plus étroite et plus haute et le diffuseur déplacé vers l’arrière et rendu plus grand mais moins efficace pour produire une force d’appui. L’adhérence Aérodynamique globale a été considérablement réduite avec l’interdiction des appendices complexes tels que les winglets, les déflecteurs et autres dispositifs aérodynamiques précédemment utilisés pour mieux diriger le flux d’air sur et sous les voitures. Le régime moteur maximal a été réduit à 18 000 tr/min pour augmenter encore la fiabilité et se conformer à la demande de durée de vie du moteur.

Une Sauber C29 2010

En raison des pressions environnementales croissantes exercées par les groupes de pression et autres, beaucoup ont remis en question la pertinence de la Formule 1 en tant que force d’innovation pour les avancées technologiques futures (en particulier celles qui concernent les voitures efficaces). La FIA a été invitée à réfléchir à la manière dont elle peut persuader le sport de s’engager sur une voie plus respectueuse de l’environnement. Par conséquent, en plus des changements ci-dessus décrits pour la saison 2009, les équipes ont été invitées à construire un dispositif KERS, englobant certains types de systèmes de freinage régénératifêtre monté sur les voitures à temps pour la saison 2009. Le système vise à réduire la quantité d’énergie cinétique convertie en chaleur perdue lors du freinage, en la convertissant à la place en une forme utile (telle que l’énergie électrique ou l’énergie dans un volant d’inertie) pour être ensuite réinjectée dans le moteur pour créer une augmentation de puissance. Cependant, contrairement aux systèmes de voiture de route qui stockent et libèrent automatiquement de l’énergie, l’énergie n’est libérée que lorsque le conducteur appuie sur un bouton et est utile jusqu’à 6,5 secondes, ce qui donne 60 kW (80 ch) et 400 kJ supplémentaires. Il imite efficacement le bouton « push to pass » des séries IndyCar et A1GP . Le KERS n’a pas été vu dans le championnat 2010 – bien qu’il n’ait pas été techniquement interdit, la FOTAconvenu collectivement de ne pas l’utiliser. Il a cependant fait un retour pour la saison 2011 , toutes les équipes sauf HRT , Virgin et Lotus utilisant l’appareil.

La réglementation pour la saison 2014 limite le débit massique maximal de carburant vers le moteur à 100 kg/h, ce qui réduit la puissance maximale des 550 kW actuels à environ 450 kW. Les règles doublent également la limite de puissance du moteur électrique à 120 kW pour l’accélération et la récupération d’énergie, et augmentent la quantité maximale d’énergie que le KERS est autorisé à utiliser à 4 MJ par tour, avec une charge limitée à 2 MJ par tour. Un groupe moteur-générateur électrique supplémentaire peut être relié au turbocompresseur.

Voir également

• Tube de Pitot

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