Qu'est-ce que le marsouin F1 ?
Comment fonctionne le porposing F1 et comment y remédier
D'où vient le terme "marsouin" ?
Le terme "marsouin" n'est pas nouveau dans l'industrie aérospatiale. En fait, il désigne généralement le "rebond" que subit un avion lorsque le pilote pousse fort pour le faire atterrir. Le rebond répétitif de l'avion continue un cycle sur la piste jusqu'à ce que le pilote pique du nez et fasse atterrir l'avion en catastrophe.
Pourquoi le terme "marsouin" est-il utilisé dans la F1 ?
L'empoisonnement d'un avion est une situation qui survient lorsque le pilote ne contrôle pas correctement le rebond de l'avion. Le mot "marsouinage" est une aberration en F1, mais le phénomène était bien connu dans les voitures à effet de sol d'il y a 40 ans. Pour plus de détails sur le fonctionnement de l'effet de sol de la F1 2022, lisez notre article à ce sujet. ICI.
Qu'est-ce que le marsouinage en F1 ?
En F1, l'achat est une rebondissement violent de la suspension à grande vitesse c'est ce que ressent le conducteur. La cause est aérodynamique : le bord d'attaque du plancher, ou peut-être l'aileron avant, est poussé de plus en plus près du sol à mesure que la force d'appui qui s'exerce sur lui augmente. Plus il se rapproche du sol, plus l'effet de sol est puissant, car l'air s'engouffre de plus en plus vite dans l'espace qui se rétrécit.
Comment fonctionne le porposing F1 ?
Il y a trois phases principales qui peuvent se répéter en cycles si le système n'est pas amorti. La première phase, qui précède le marsouinage, est celle où la charge aérodynamique est générée par le fond (le dessous du corps) et par les ailes, en particulier l'aile avant. À ce stade, lorsque l'aile avant se rapproche trop du sol pour atteindre la vitesse de décrochage maximale, elle perd la charge générée. Par conséquent, l'avant de la voiture perd de la charge aérodynamique. Par la suite, la voiture commence à soulever l'avant, retrouvant la fonctionnalité de l'aile avant et de l'entrée du soubassement, mais perdant la charge au centre des canaux venturi.
Pourquoi l'effet d'optique est-il revenu en F1 ?
Avec beaucoup de plus de force d'appui sous la carrosserie, des suspensions plus rigides et des pneus plus rigides (donc moins d'effet d'amortissement), le problème de l'effet de marsouinage est réapparu avec les voitures de F1 2022. Aucune des équipes n'avait observé cet effet en simulation. Dans une soufflerie, même la bande la plus rigide de la chaussée roulante est plus souple que la surface de la piste, et il n'est pas vraiment possible de modéliser avec précision la dynamique des ressorts et des amortisseurs dans cette situation. En fait, la dynamique décrite ci-dessus n'est pas nouvelle dans le domaine de la dynamique automobile, mais cette année, elle l'est. massivement accentuée par la caractérisation des canaux Venturi du dessous de caisse.
Une explication plus détaillée du marsouin F1.
Lorsqu'une voiture de F1 roule sur la piste, la force portante a tendance à abaisser encore plus la hauteur de la voiture. Dans un premier temps, ce phénomène est favorable, l'appui généré par le fond augmente, mais dès que la hauteur critique du décrochage est atteinte, les problèmes commencent. Dès que la hauteur critique du décrochage est atteinte, les problèmes commencent. dès que la force d'appui produite s'effondrela voiture s'élève par rapport au sol. Cependant, lorsque vous augmentez la hauteur de caisse, le fond n'est plus calé et la force aérodynamique vers le bas augmente, ce qui fait redescendre la voiture. Cela crée un mouvement d'oscillation de la voiture le long de l'axe transversal. A Le cycle d'hystérésis est obtenu sur la valeur de la force d'abaissementla machine commence à osciller et Le marsouin est né.
Les équipes ont tendance à trouver le point culminant de la force d'appui.
Comme vous pouvez le déduire du graphique ci-dessous, les équipes de F1 ont tendance à régler la voiture. hauteur de conduite où la force d'appui maximale est produite. Cependant, comme le montre la boîte rouge, un écart de slight par rapport à cette position (qui est fonction de caractéristiques géométriques telles que la hauteur de la crête h, la vitesse v de l'écoulement (et la viscosité) et la forme générale du plancher) entraîne une forte variation de la force portante (Cl=coefficient de portance, pour en savoir plus sur les coefficients aérodynamiques, lisez notre article à ce sujet. Les coefficients aérodynamiques les plus importants pour la compétition)
Comment réparer le porpoising F1.
Quelles sont les principales contre-mesures auxquelles les équipes commencent à réfléchir pour réduire le marsouinage (également appelé mouvement des dauphins) ? Bien sûr, il y a beaucoup de choses sur lesquelles les équipes peuvent travailler.
- Réglage de la hauteur de caisseEn augmentant la hauteur de caisse, l'effet de sol est diminué et l'effet de balancier est plus faible. Le problème de cette approche est que la force d'appui globale est également diminuée. Des équipes comme Williams et Aston Martin attribuent jusqu'à +0,700 seconde à l'effet de marsouinage.
- Configuration de la suspension : Une autre façon de contrôler l'amortissement du marsouinage est de modifier les suspensions et leur rigidité. Comme la méthode précédente, cette solution ne peut pas être très efficace sans compromettre les performances (en F1, il n'y a pas de suspension active).
- Sous-plancher - installation des sidepods : Cette solution est la plus efficace. De nombreuses équipes, comme Ferrari et Red Bull, ont apporté quelques modifications au plancher de leur voiture.
La solution aérodynamique au marsouinage en F1.
À des vitesses plus élevées, l'air circulant sous la voiture peut se bloquer. C'est ce qu'on appelle aussi le "décrochage".caléLa condition " pour le plancher du dessous de caisse ", causée par le simple fait que l'espace entre le sol et le plancher de la voiture n'est pas suffisant pour permettre à l'air de s'écouler proprement. Si cela se produit, le plancher cesse de générer de la force d'appui et la voiture remonte à sa hauteur normale. Elle recommence immédiatement à accumuler de l'air et est repoussée vers le bas, avant que le cycle ne se répète.
Les solutions de Ferrari et de Red Bull pour le marsouinage.
Sur le sol de Red Bull, deux encoches (flèches noires) sont perpendiculaires au bord latéral du sol. Entre les deux, une Partie en forme de S du plancher est utilisé pour extraire le flux de masse excédentaire du fond de la voiture. Cela réduit la différence de pression sous la voiture, et donc le marsouin.
Le deuxième jour à Bahreïn, la F1-75 a présenté un plancher révisé, avec un long profil en forme de couteau sur le côté. La philosophie qui sous-tend la mise à jour de l'aérodynamique est similaire : créer une voie de sortie pour l'air sous la carrosserie afin d'éviter le phénomène d'étouffement. En outre, pour obtenir un plancher plus rigide, un fil métallique a été autorisée par la FIA.
Ce profil en forme de couteau est renforcé par des clips métalliques que l'on voit souvent sur les ailes avant et qui sautent d'un élément à l'autre. Ces clips sont nécessaires pour contrer la déformation à grande vitesse, qui peut affaiblir l'effet.
