Technique - Le développement sans précédent de Mercedes

Mercedes a beau être la force dominante en Formule 1, la façon dont elle continue de pousser les modifications de sa voiture est sans précédent, comme Giorgio Piola et Matt Somerfield l'expliquent.

Technique - Le développement sans précédent de Mercedes

Mercedes

Mercedes continue de développer sa W07 Hybrid et a apporté une flopée de nouvelles pièces à Montréal. Il est étonnant de constater les modifications apportées à cette voiture qui sera pourtant caduque à la fin de la saison suite au changement de réglementation technique pour 2017.

Aileron avant

Le travail de développement de l’aileron avant effectué par Mercedes au cours des dernières années a d’ailleurs influencé les ailerons d’autres équipes.

Évidemment, toutes les écuries se surveillent et n’hésitent pas à copier ce qui semble donner de bons résultats, même si cela concerne pourtant une autre voiture, fort différente. 

L'aileron avant de la Mercedes W07 Hybrid, au Canada
L'aileron avant de la Mercedes W07 Hybrid, au Canada

Giorgio Piola

La nouveauté vue à Montréal dénote encore une fois la philosophie de Mercedes qui tente d’utiliser les structures d’écoulement d’air assez complexes.

Depuis quelques temps, on note un bord de fuite à dentelures sur l’avant-dernier volet supérieur. À Montréal, le dernier volet était muni de stries afin de mieux diriger le flux d’air et ainsi améliorer son écoulement à l’arrière de l’aileron. 

L'aileron avant de la Mercedes W07 Hybrid, au Canada
L'aileron avant de la Mercedes W07 Hybrid, au Canada

Giorgio Piola

Ces nouvelles stries, illustrées en vert, reflètent celle, toute petite, située près de la vis d’ajustement du volet (en jaune). Elles jouent probablement un rôle similaire à différents angles de lacet afin de briser un centre de haute pression situé sur le pneu et aussi à faire dévier le flux d’air à l’intérieur du pneu.

Écopes de freins avant

Le conduit de frein de la Mercedes W07 Hybrid, au Canada
Le conduit de frein de la Mercedes W07 Hybrid, au Canada

Giorgio Piola

Il semble que les problèmes de freinage de la W07 se soient stabilisés. Les écopes de freins ont été modifiées chaque course jusqu’à Montréal où l’écurie est revenue au modèle employé en Espagne.

On remarque que les ingénieurs ont toutefois travaillé sur la forme de l’entrée d’air insérant une seconde fente. Cette mini-fente aide à mieux refroidir les freins sur ce tracé fort exigeant et qui a causé des ennuis à Mercedes dans le passé.

Aubes directrices, nez et S-Duct

Comparaison des aubes directrices de la Mercedes W07
Comparaison des aubes directrices de la Mercedes W07

Giorgio Piola

Des aubes directrices (illustrées avec la flèche rouge inférieure) ont été mises à jour en Espagne. Des fentes avaient alors été ajoutées sur la plaque d'appui et insérées dans les éléments verticaux.

Toutefois, une série d’aubes, complètement nouvelles et novatrices, a été implantée sur le châssis de la W07 à Montréal. Les petites fentes habituelles ont été remplacées par des longues qui ont certainement une influence sur la forme du flux d’air généré, et sur celle du vortex Y250.

C’est la première fois que nous notons ce type de design à cet endroit. Il ressemble toutefois un peu à ce qu’utilisent les écuries McLaren et Force India. On note aussi les arrêtes latérales rattachées au plancher de la W07 (dans la bulle).

Mercedes a aussi fait débuter un nouveau nez en Espagne, dont le bout a été revu et corrigé, plus pointu que la version précédente qui était plutôt arrondie.

Cela peut sembler être un détail mineur, mais sur ce circuit aux caractéristiques uniques, ce nez refait peut interagir différemment avec la section neutre du plan principal située dessous.

Cela modifie la forme du flux d’air qui s’engouffre sous le museau et améliore l’efficacité du S-Duct. En effet, une plus grande quantité d’air peut être avalée par la prise d’air inférieure et ressortir par la fente supérieure agrandie (illustrée par la flèche rouge en haut de l'image).

Freins arrière

À l’arrière de la W07 Hybrid, les freins sont une zone de préoccupation pour les ingénieurs Mercedes, avec les problèmes qu’ont connus les deux pilotes à Montréal en 2014 toujours en mémoire. 

Mercedes est seulement une des quatre équipes qui utilisent des étriers à quatre pistons à l’arrière de la voiture (Red Bull, McLaren et Sauber sont les trois autres), car ils mettent l’accent sur la récupération d’énergie du MGU-K.

Quand le MGU-K était défaillant sur les deux voitures en 2014, cela voulait dire que les freins arrière devaient effectuer plus de travail, une chose pour laquelle la configuration du refroidissement n’était pas dessinée, entraînant l’abandon de Hamilton et un ralentissement de Rosberg tandis qu’il essayait de gérer la situation.

Un frein de la Mercedes AMG F1 W07 Hybrid
Un frein de la Mercedes AMG F1 W07 Hybrid

Giorgio Piola

Pour 2016, l’équipe a choisi d’ouvrir le tambour au-dessus du disque, rejetant la chaleur dans l’espace entre sa surface et la jante. 

Cette astuce a aussi permis à la chaleur de pénétrer la jante et de chauffer l’air dans le pneu, changeant sa performance aussi. La taille de ces ouvertures dans les tambours de freins est en conséquence choisie avec attention afin de fournir la meilleure fenêtre de fonctionnement pour les freins et les pneus.

Aileron arrière et monkey seat

Nico Rosberg, Mercedes AMG F1 W07 Hybrid
Nico Rosberg, Mercedes AMG F1 W07 Hybrid

XPB Images

Ils ne l’ont peut-être pas utilisé en course, mais la répétition générale de Mercedes nous a montré un aperçu de leur package à faible appui aérodynamique de l’aileron arrière, qui pourrait être utilisé à Bakou, étant donnée la ligne droite de 2,2 km.

L’aileron est une reprise de leur design en "cuillère" utilisé à Spa et à Monza la saison passée et il comprend une paire d’éléments incurvés. Le plan principal plonge plus bas que ce que les règlements entendent, tirant avantage de la zone centrale d’exclusion de 200 mm réservée aux éléments comme les piliers de montage ou le monkey seat.

Le design de l’année dernière a été compromis par un héritage des précédents règlements en raison desquels l’aileron pouvait seulement plonger 600 mm sous le plan de référence à 75 mm de la ligne de centre de la voiture. Cependant, les règlements ont été rectifiés pour 2016, avec l’augmentation de cette mesure à 100 mm, comme les règles se rapportant au monkey seat, etc.

L’aileron en cuillère cherche à maximiser l’appui aérodynamique dans la portion centrale de l’aileron, où la longueur de corde additionnelle et l’angle d’attaque sont surmontés par l’influence du panache de l’échappement et du monkey seat.

Dans le même temps, les empreintes plus petites dans les portions extérieures de l’aileron entraînent la création d’un vortex différent car le système de pression entre en collision avec le flap et la jointure de la plaque d’extrémité, entraînant moins de traînée.

Le monkey seat de la Mercedes W07 Hybrid, en Espagne et au Canada
Le monkey seat de la Mercedes W07 Hybrid, en Espagne et au Canada

Giorgio Piola

En plus de la cuillère à faible appui, il y avait aussi une modification du flap supérieur de l’aileron, avec des encoches dans la section extérieure (flèche supérieure) dans le but de changer le vortex créé car deux gradients de pression s’opposent à la jointure de l’aileron et de la plaque d’extrémité, réduisant la traînée.

Mercedes avait aussi un tout nouveau monkey seat disponible (flèche inférieure), avec un design en cercle utilisé au lieu de l’ailette droite précédente. Cette ailette en cercle, qui a aussi une fente autour de son profil, change la forme du panache de l’échappement et le flux air environnant.

L’aileron avant de McLaren

Aileron avant de la McLaren MP4/31, au Canada
Aileron avant de la McLaren MP4/31, au Canada

Giorgio Piola

McLaren continue de faire des changements sur l’aileron avant de la MP4-31, qui a démarré une nouvelle lignée de designs en Espagne.

Dans cette animation 2D exclusive, nous nous penchons sur les changements effectués sur l’aileron avant.

Le nouvel aileron comprenait des modifications sur la section extérieure de la zone des flaps (en jaune), alors que la plaque d’extrémité a aussi été complètement remodelée (en vert), ces deux changements modifiant la façon dont le flux d’air est déplacé autour du pneu, refaçonnant la structure aéro en aval.

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