Comment les nouvelles règles F1 ont changé les ailerons avant

Les changements réglementaires de la Formule 1 pour 2022 ont eu un impact significatif sur la façon dont les ailerons avant sont conçus. La FIA a insisté sur un cadre réglementaire plus rigoureux, afin d'empêcher tout concept sophistiqué qui pourrait saper les bases sur lesquelles la réglementation avait été élaborée (à savoir favoriser les luttes en piste en réduisant les perturbations aéro).

Des mesures avaient déjà été prises ces dernières années pour débarrasser l'aileron avant des dispositifs générateurs d'outwash (l'écartement du flux d'air vers l'extérieur), tels que les éléments en cascade, tandis que le nombre de flaps, qui atteignait autrefois neuf au total, est désormais limité à quatre.

On a également veillé à réduire l'influence de la jonction entre les flaps et la plaque d'extrémité. Ceci afin de limiter les vortex qui pourraient se former, avec une transition courbée vers le haut et des fentes s'étendant jusque dans cette région. Une dérive est toujours autorisée sur la surface extérieure de la plaque, mais ses dimensions et sa géométrie sont fortement limitées.

Le vortex Y250, une structure aérodynamique puissante et bien connue, introduite dans le cadre de la refonte de la réglementation en 2009 et restée en place malgré les changements apportés en 2014, 2017 et 2019, a également été éradiqué.

Ceci, ainsi que les restrictions susmentionnées, a diminué le rôle de l'aileron avant en tant que dispositif de conditionnement du flux, et a ravivé son rôle principal en tant que moyen d'équilibrer la voiture d'avant en arrière. Cela ne veut pas dire que les équipes ont renoncé à utiliser l'aileron avant pour aider à réduire la traînée générée par le train avant et/ou pour favoriser les gains en aval vers d'autres surfaces aérodynamiques.

Revenir sur les designs initiaux et le développement durant la saison nous montre que les choses vont assurément dans ce sens, ce qui nous donne une idée de la façon dont elles pourraient évoluer en 2023.

Comparaison des plaques d'extrémité de la Red Bull RB18.

Red Bull a commencé sa campagne avec une dérive plus simple, avant de passer à une variante en forme de "S" lors du Grand Prix d'Australie (flèche rouge).

Comparaison des ailerons avant de la Red Bull Racing RB18.

La répartition des flaps, en fonction du niveau d'appui arrière utilisé, a également été prise en compte dans les réglages de Red Bull.

Aileron avant de la Ferrari F1-75.

Comme on peut le voir ici sur l'aileron avant de Ferrari, les équipes ont dû trouver le meilleur compromis en ce qui concerne l'envergure de la section réglable des flaps supérieurs, la répartition entre ces derniers et les sections extérieures statiques ayant également une incidence sur le potentiel de conditionnement du flux.

Comparaison des plaques d'extrémité de la Mercedes W13.

Mercedes a introduit une nouvelle solution lors du Grand Prix de Miami, dans laquelle les raccordements entre le flap et la plaque d'extrémité étaient montés beaucoup plus en avant que ce que l'on pouvait voir ailleurs sur la grille.

Plaque d’extrémité de la Mercedes W13 à Miami.

Afin de favoriser son design, les flaps avaient un lien beaucoup plus tortueux avec la plaque d'extrémité, en étant fortement inclinés vers l'arrière afin d'exposer la partie inférieure et la plus en arrière de la plaque d'extrémité au flux d'air.

Cette solution semblait offrir un plus grand potentiel d'outwash que d'autres options observées sur la grille, et la FIA a donc interdit ce design pour 2023 et au-delà.

Comparaison des ailerons avant de la Mercedes W13.

Dans le cadre de l'importante révision aérodynamique du Grand Prix de Grande-Bretagne, les designers ont également modifié la hauteur à laquelle la dérive est installée.

Aileron avant de Mercedes au Mexique.

Mercedes a tenté d'introduire un nouveau système de séparateurs au Grand Prix du Mexique, mais les autres équipes et la FIA se sont inquiétées des implications aérodynamiques de ce système, qui a été vu pour la première fois au Grand Prix des États-Unis.

Aileron avant de l'Alpine A522.

L'aileron avant d'Alpine était sans doute le plus compact de la grille. La structure a choisi de réduire l'espace entre l'avant et l'arrière de l'aileron, tout en conservant une longueur de corde constante sur l'ensemble des sections.

Elle a également ajusté le niveau d'appui de son aileron en réduisant la taille du Gurney sur le bord de fuite du volet, que l'on voit sur cette image avec un exemple sur toute la longueur.

Plaque d'extrémité avant de l'Alpine A522.

L'équipe a apporté des modifications à la plaque d'extrémité lors du Grand Prix d'Espagne. Le bord d'attaque a été doté de la finition en forme de vague déjà vue chez Haas (surlignée en jaune), tandis que la forme de la section inférieure de la plaque d'extrémité a également été plus incurvée (flèche rouge).

Comparaison des ailerons avant de l'Alfa Romeo C42.

Alfa Romeo a apporté des modifications importantes à son aileron avant lors du Grand Prix du Japon, l'équipe ayant modifié la répartition des sections réglables et non réglables des flaps.

Le nouveau design (à gauche) avait une section intérieure beaucoup plus étroite, permettant à une plus grande partie du flap d'être réglable et contribuant ainsi à un meilleur équilibre lors des changements de set-up. Le dessin de la plaque d'extrémité a également été revu (dans les bulles), la découpe arrière (flèche bleue) ayant été supprimée, et le rapport entre chaque flap ayant également été modifié (surlignage jaune).

L'aileron avant de l'Aston Martin AMR22.

Aston Martin a connu l'un des cycles de développement les plus riches en transformations en 2022, puisque l'écurie a changé de concept aérodynamique au début de la saison. Cependant, l'aileron avant est resté relativement intact tout au long de la saison, l'équipe ayant plus ou moins eu recours à différentes géométries de flaps supérieurs comme moyen d'ajuster la voiture d'avant en arrière.

Aileron avant de la Haas VF-22.

Haas a eu des idées intéressantes en ce qui concerne le design de l'extrémité de son aileron avant, puisque l'équipe a non seulement adopté une finition en forme de vague sur le bord d'attaque, mais également ajouté une dérive en forme de "bréchet".

Aileron avant de la Haas VF-22.

Alors que la finition en forme de vague du bord d'attaque de la plaque d'extrémité a été conservée sur la VF-22 et s'est retrouvée dans l'ADN du design Alpine, la dérive en forme de bréchet a été abandonnée pour une version plus simpliste et courbée lors du Grand Prix de France.

Nez de l'AlphaTauri AT03

AlphaTauri a apporté un changement important au design de son nez lors du Grand Prix de Singapour, qui s'est accompagné d'une modification du design des éléments intérieurs de son aileron avant.

À l'origine, ces éléments exposaient le dessous du nez au flux d'air, une caractéristique unique à cette voiture. Cependant, le nouveau design a suivi les traces de ses concurrents et a vu le plan principal ramené au niveau du nez.

Aileron avant de l'AlphaTauri AT03

Cette photo des deux solutions vues de dessous montre que l'effet sur le flux d'air sera très différent, car le plan principal est plus bas et forme une pointe dans la section centrale.

Comparaison des ailerons avant de la Williams FW44.

Williams a apporté des modifications importantes à la FW44 lors du GP de Grande-Bretagne, notamment à l'aileron avant. Les changements tournent autour de l'ajusteur et du pivot du flap, ils ont été échangés pour aider à débloquer le potentiel des surfaces qui les entourent et améliorer la gestion du flux.