Chinese Grand Prix 2019 diễn ra từ ngày 12-14/4 năm nay là nơi đánh dấu chặng đua F1 thứ 1.000 trong lịch sử. Từ lâu F1 đã củng cố và khẳng định mình ở vị trí cao nhất trong chuỗi các giải đua xe thể thao toàn cầu. Bất kỳ tay đua chuyên nghiệp nào cũng đều mơ ước có được 1 trong số 20 suất thi đấu ở mỗi chặng đua. Nhưng trong khi những chiếc xe đua F1 ngày nay đều là đỉnh cao của công nghệ xe đua hiện đại, thì việc trở thành người đầu tiên về đích và giành chức vô địch không chỉ dừng lại ở việc họ là một tay đua xuất sắc. F1 chính là chuẩn mực của một môn thể thao đồng đội.
Mùa giải năm nay, Mercedes-AMG vẫn luôn giữ được phong độ của mình dù đã giành được 5 chức vô địch F1 liên tiếp. Hai tay đua Lewis Hamilton và Valtteri Bottas đang lần lượt chiếm 2 vị trí cao nhất trên bảng xếp hạng sau 3 chặng đua đầu tiên. Nhưng để thống lĩnh đường đua, ngoài sự may mắn thì luôn có những thách thức lớn mà đội phải đối mặt mỗi ngày.
Bản thân các tay đua đều là những vận động viên ưu tú. Họ phải chịu đựng mức độ cực cao của lực "g" (tối đa 5g) và phải thay đổi các cài đặt của xe hàng chục lần chỉ trong một vòng đua, thêm vào đó là áp lực khi là tâm điểm của sân khấu thế giới.
Các tay đua ngồi trong xe với đôi chân nâng cao giống như việc đang ngồi trong bồn tắm với hai chân giơ lên để chạm tới vòi nước. Thiết kế như vậy để cho phía sau người lái càng gần mặt đất càng tốt qua đó có trọng tâm tốt nhất. Như vậy mặt lưng của họ chỉ cách mặt đất vài cm và trên một đường đua gập ghềnh như Albert Park (Úc) thì... khỏi cần bàn về độ nảy.
Xe của Hamilton và Bottas giống hệt nhau ngoại trừ ghế ngồi và bàn đạp, 2 chiếc xe đều được cắt laser và đúc theo hình dạng của họ, ngoài ra vô lăng cũng được thiết kế khác nhau để phù hợp với yêu cầu của từng người.
Tác động lên cổ của người lái cũng rất lớn, với các góc cua như số 11 ở Albert Park tạo ra trọng lực gấp 4,4 lần trọng lượng, có nghĩa là đối với các tay đua, trọng lượng đầu của họ được khuếch đại gần 4,5 lần quanh góc cua đó. Thật vậy, khi Lewis Hamilton tham gia môn thể thao này, kích thước cổ áo của anh ấy là 14-inch. Bây giờ, sau 12 mùa, nó tăng lên 18-inch - dần tăng lên thông qua những căng thẳng về thể chất khi ở trên những chiếc xe đua F1. Tổng trọng lượng của anh ấy là 69 kg mặc dù cân nặng cho phép tới 80 kg (hơn nữa chỉ làm giảm tốc độ xe). Những người nhẹ cân sẽ giúp xe cân bằng và ổn định hơn.
Để lái được một chiếc xe đua F1 yêu cầu rất nhiều kỹ thuật. Trên một vòng đua trung bình quanh Albert Park, có khoảng 55 lần chuyển số và điều chỉnh vi sai của xe. Thêm vào đó sự thay đổi cân bằng phanh từ trước ra sau trong vòng đua cũng đòi hỏi những nỗ lực cần thiết. Thành thục đến độ hầu như tất cả những điều này được thực hiện mà các tay đua không cần nhìn xuống vô lăng.
Có hơn 500 cài đặt người lái có thể tùy chỉnh thông qua 25 nút khác nhau. Các nút điều khiển trên vô lăng được thiết kế theo kiểu hàng không, cho nên việc vô tình nhấn nhầm cái gì đó là gần như không thể. Đội ngũ kỹ thuật có thể hướng dẫn người lái cài đặt, nhưng họ không có quyền kiểm soát xe từ xa (trừ khi liên quan đến an toàn).
Đội ngũ khoảng 60 người ở bộ phận hiệu suất từ Mercedes-AMG xuất hiện ở mọi đường đua. Đội ngũ kỹ thuật có mặt để thực hiện thay lốp trong khoảng 2,1 đến 2,2 giây. Mặc dù có thể rút ngắn xuống 1,96 giây, nhưng họ muốn chậm hơn một chút vì tỷ lệ rủi ro có thể xảy ra trên lợi ích của việc giảm thời gian xuống dưới 2,1 giây thật không đáng.
Có rất nhiều câu chuyện về các tay đua F1 bị khuất một chút tầm nhìn trong lúc xe ôm cua do lực "g" sinh ra cực lớn khi thay đổi tốc độ đột ngột tạo ra những phản ứng sinh lí dữ dội của cơ thể (giống như một phi công chiến đấu), Hamilton từng cho biết nước mắt bị đẩy ra khỏi tuyến lệ và nằm giữa tấm che mặt của mình.
Một câu chuyện phổ biến khác là lượng nước bị mất trong cơ thể người lái trong một chặng đua, Bottas đã mất gần 4 kg trọng lượng cơ thể sau chặng Singapore Grand Prix do sức nóng và áp lực quá cao lên cơ thể. Theo như các nghiên cứu khoa học, bộ não con người sẽ mất khoảng 10% chức năng cho mỗi 1 kg nước mà cơ thể mất đi. Các tay đua tất nhiên sẽ được bổ sung 750 ml chất điện giải chuyên dụng thiết kế dành riêng cho nhu cầu cơ thể của họ và đặt ở mũi xe, nhưng đây vẫn chưa là những điều khắc nghiệt nhất trên đường đua.
Có lẽ thú vị nhất là gói pin lithium-ion 40 kg được đặt ngay dưới ghế lái, nó bắt đầu nóng lên khi sạc lại trong suốt cuộc đua và có thể khiến nhiệt độ cabin lên tới 55 độ C. Vậy nên nếu nghĩ rằng buồng lái xe đua sẽ có nhiều không khí trong lành thì bạn nhầm rồi. Tất cả các chi tiết khí động học xung quanh xe đều cố gắng để đẩy không khí ra khỏi buồng lái thông qua hộp khí phía trên người lái, tạo ra một khoảng gần như là chân không trong buồng lái, đồng nghĩa không có bất kỳ hình thức thông gió đàng hoàng nào cả, đó chính là lý do tại sao bạn luôn luôn thấy cả đống băng khô được sử dụng cho các tay đua.
Để minh họa độ "chịu đựng" kém của một chiếc xe F1 hiện đại thì hãy xét đến việc khi các tay đua tạo ra một vết mòn trên lốp xe của mình, độ rung trong xe cực kỳ lớn đến nỗi cơ mắt không thể giữ cho mắt người lái ổn định khiến họ không thể hoàn toàn tập trung vào các góc cua.
Các thợ máy trong đội đều ngầm biết khi họ gọi người lái ở giữa vòng đua thì hiệu suất của vòng đua thường giảm khoảng 100-200 ms, không nhiều, nhưng vẫn đáng chú ý. Hai tay đua duy nhất không bị ảnh hưởng bởi điều này là Hamilton và tay đua vừa mới giải nghệ Fernando Alonso, cả hai đều giữ được thời gian vòng đua ổn định bất kể có trò chuyện trên radio với đội ngũ kỹ thuật của mình.
Trong khi các tay đua đã quá quen mặt với công chúng thì luôn có hàng ngàn người thầm lặng đằng sau mỗi đội đua cùng nhau làm việc để tạo nên một môn thể thao hấp dẫn như ngày nay. Fan hâm mộ F1 sẽ luôn được nghe những câu nói lặp đi lặp lại của Hamilton sau mỗi chiến thắng: "Cảm ơn nhà máy và đội ngũ phía sau". Nghe có vẻ cường điệu và là chiêu trò PR, nhưng chỉ khi đến thăm nhà máy tại Brackley (Anh), bạn mới bắt đầu nhận ra những điều anh ấy thực sự muốn nói.
Giống như hầu hết các khía cạnh của F1, các quy định kỹ thuật là động lực chính cho sự phát triển, theo đó những đội xuất sắc nhất có thể tạo ra những chiếc xe tốt nhất dựa vào các quy tắc, và đôi khi là thông qua việc sửa một chiếc xe. Theo chính quy định của FIA, mỗi chiếc xe F1 chỉ được thử nghiệm trong đường hầm gió giới hạn ở mức 25 giờ/tuần. Hơn nữa, trong khi có thể chạy ở dạng kích thước đầy đủ, một quy định khác buộc tất cả các thử nghiệm đường hầm gió phải được thực hiện trên các mô hình có tỷ lệ 60% (để các đội có ngân sách nhỏ hơn có thể cạnh tranh công bằng).
Mặc dù về lý thuyết, điều này sẽ không tạo ra khác biệt gì với thiết kế khí động học của xe, nhưng ở mức độ chi tiết rất nhỏ, nó sẽ không thực sự hoạt động chính xác bởi vì tỉ lệ thử nghiệm chiếc xe được làm nhỏ hơn trong khí các phân tử không khí rõ ràng vẫn giữ cùng kích thước và không có số lượng thử nghiệm quy mô nhỏ hơn nào có thể thay thế cho kích thước thực tế.
Triết lý của Mercedes-AMG là dành phần lớn thời gian để phát triển các bộ phận trước khi đưa chúng lên xe. Một chiếc F1 có trọng lượng khoảng 750 kg và cho công suất 1.000 mã lực từ động cơ hybrid tăng áp 1.6L. Khoảng 80% của chiếc xe (trừ hệ thống truyền động) được làm từ sợi carbon và nhóm chế tạo chỉ làm ra 5 khung gầm mỗi mùa với chi phí đáng kinh ngạc lên tới gần 1,4 triệu USD mỗi chiếc. Có khoảng 80 lớp sợi carbon, được đặt cẩn thận và gắn kết với nhau để làm cho các bộ phận cứng và nhẹ nhất có thể.
Tổng chi phí thô của một chiếc xe F1 của Mercedes-AMG chỉ riêng về phần cứng đã gần 3,5 triệu USD cho mỗi chiếc và đó là khoản tiền không đáng kể so với hàng trăm triệu USD chi ra mỗi năm cho công việc nghiên cứu và phát triển.
Có 16.000 thành phần kim loại trong xe và sợi carbon là vật liệu được sử dụng chủ yếu vì cứng gấp đôi thép và chỉ bằng một nửa trọng lượng của nhôm. Có lẽ hấp dẫn nhất là tốc độ biến đổi trên những chiếc xe F1. Đối với đội đua Mercedes-AMG, theo thống kê, cứ sau 20 phút, một phần của chiếc xe sẽ được tinh chỉnh hoặc thiết kế lại. Tốc độ thay đổi là đáng kinh ngạc.
Các bộ phận của chiếc xe F1 được chế tạo với dung sai khoảng từ 8-10 micron (một sợi tóc của con người khoảng 70 micron) và chúng mất một thời gian khá dài để tạo thành. Ví dụ như trục sau, mất 120 giờ để một máy gia công sản xuất. Nhà máy của Mercedes-AMG có 10 máy như vậy hoạt động 24/7.
Ngoài ra còn có một lượng lớn các thử nghiệm thực hiện bên trong nhà máy trước khi những chiếc xe được nhìn thấy ánh sáng ban ngoài, và mỗi khi một bộ phận mới được trang bị thì thử nghiệm sẽ được làm lại. Một máy mô phỏng áp lực rung có thể tạo lại mọi góc cua của mỗi chặng đua sắp tới trong khoảng 2 giờ giúp thử nghiệm độ bền của các bộ phận mới nhanh chóng hơn.
Trong khi hiệu suất động cơ của những chiếc xe đua F1 ngày nay tương đối ngang bằng giữa Mercedes-AMG và Ferrari, thì những hãng như Renault và Honda vẫn bị yếu hơn một chút về mã lực. Tuy nhiên dù đội đua Williams sử dụng động cơ giống hệt từ Mercedes-AMG thì họ vẫn xếp cuối bảng trong khi Mercedes-AMG là đội dẫn đầu, qua đó nêu bật tầm quan trọng của sự phát triển hệ thống khí động học và khung gầm của chiếc xe.
Quy định năm nay đã làm đơn giản hóa cánh gió trước trên xe đua F1 nhằm giảm bớt rủi ro khi vượt nhau. Thực tế 40% lực cản của một chiếc xe F1 hiện đại được tạo ra bởi lốp xe và cánh gió trước được thiết kế ngược so với cánh máy bay - tạo ra lực ép chiếc xe đua xuống mặt đường để tăng độ bám. Các bộ phận khí động học phía sau cũng có nhiệm vụ tương tự, tạo ra nhiều lực ép đồng thời giảm lực hãm xuống càng nhiều càng tốt.
Những chiếc xe F1 ngày nay giống như một chiếc máy tính khổng lồ, vì chúng là một chiếc xe đua, dù có trọng lượng rất nhỏ nhưng tạo ra rất nhiều sức mạnh. Có gần 50.000 điểm dữ liệu được thu thập từ các cảm biến trên xe, bao gồm các cảm biến hồng ngoại ở phía trước và phía sau để kiểm tra nhiệt độ lốp vì nó chỉ vận hành tốt nhất ở khoảng 120 độ. Tất cả những điều trên giúp môn thể thao này dần phát triển, và phát triển với tốc độ cực kỳ nhanh chóng.
Ví dụ, năm 2014 khi các quy định thay đổi đối với động cơ hybrid tăng áp hiện tại, chiếc xe tốt nhất trong phân khúc thời điểm đó thực sự là một chiếc Mercedes với công suất khoảng 750 mã lực. Đến nay, con số đó đã được cải thiện hơn 33%, tất cả đều nằm trong các quy định rất giống nhau. Trong thực tế, hiệu suất nhiệt của động cơ hybrid ngày xưa chỉ tối đa 44%, giờ cũng đã được cải thiện.
Toàn bộ thiết kế của một chiếc xe F1 tuân thủ theo nguyên tắc không trang bị làm mát cho động cơ để giảm lực cản khí động học. Động cơ xe F1 được thiết kế có thể chạy ở nhiệt độ 800 độ C (có giá trung bình khoảng 1,4 triệu USD và có thể sử dụng trên ít nhất 7 chặng đua). Chỉ trong môi trường cao độ yêu cầu làm mát, phần trên của khoang động cơ sẽ được mở nhẹ.
Là xe hybrid, những chiếc xe F1 sử dụng động cơ điện giới hạn ở mức quy định 161 mã lực, được sử dụng khi có yêu cầu. Pin từ McLaren Technologies và ECU được tiêu chuẩn hóa trên toàn bộ môn thể thao này. Tuy nhiên, năm ngoái Ferrari đã nhận ra hiệu suất có thể thay đổi theo những cách đặt pin riêng.
Mặc dù vậy, Ferrari dường như đã chỉnh sức mạnh của bộ pin lên gần 20 mã lực, trái với những gì gọi là kỹ thuật đặt pin độc đáo. Sau đó, Mercedes-AMG đã tố cáo Ferrari với FIA và hiệu suất xe đua F1 của Ferrari đã giảm vào giữa mùa. Đơn giản, Mercedes-AMG có thể sử dụng dữ liệu GPS để theo dõi hiệu suất của các đối thủ và tính toán mã lực hiệu quả của chiếc xe qua các góc cua bằng cách sử dụng dữ liệu đó khi hệ thống điện được mở.
Phòng điều khiển chắc hẳn là chính là phần thú vị nhất của nhà máy. Một trung tâm giống như NASA, có gần 30 người, mỗi người làm việc trên ít nhất ba màn hình bên cạnh hàng chục màn hình khác trên tường, đây là trung tâm điều khiển hoạt động trong mọi cuộc đua. Nhóm có nhiệm vụ thu thập lượng dữ liệu khổng lồ từ hệ thống WiFi tích hợp trên xe mỗi khi nó đi qua đường pit từ bất kể ở đâu trên thế giới và được gửi đến phòng điều khiển với độ trễ không quá 300 ms trong suốt cuộc đua.
Những chiếc xe F1 sử dụng bộ xử lý Qualcomm Snapdraggon (giống như trên nhiều điện thoại Android) đồng thời các đội đua cũng thử nghiệm băng thông 5G, cho phép tốc độ truyền dữ liệu lớn.
Phòng điều khiển có thể theo dõi mọi thứ từ tình trạng của xe đến áp suất lốp và các khía cạnh khác. Thậm chí còn có một vô lăng mô phỏng để các kỹ sư biết chính xác những gì họ cần điều chỉnh để tối đa hóa hiệu suất của xe. Thông tin này sau đó được chuyển lại cho đội kỹ thuật ở đường pit để các kỹ sư liên lạc với các tay đua ở giữa chặng đua.
Trong khi mỗi đội chỉ có 60 người chịu trách nhiệm về hiệu suất có thể xuất hiện ở mỗi chặng đua (Mercedes-AMG mang thêm 40 người cho các nhiệm vụ khác), thì nhóm ở lại nhà máy không bị giới hạn và có thể sử dụng tài nguyên lớn hơn của công ty để phân tích dữ liệu tối đa.
Được biết, một trường hợp trong chặng đua cuối cùng của mùa giải 2012, một người trong phòng điều khiển đã phát hiện ra tay đua của đội Williams liên tục cắt giới hạn đường đua, sau đó người này nhanh chóng đưa ra một video về các hành vi phạm và chuyển nó đến FIA, kết quả tay đua của đội Williams phải chịu một hình phạt giúp Mercedes-AMG có vị trí kết thúc tốt hơn và đạt vị trí thứ ba chung cuộc thay vì thứ tư.
Có thể thấy lý do tại sao các đội như Mercedes-AMG, Red Bull hay Ferrari (chắc chắn có nhà máy tương tự) có điều kiện để dẫn đầu, không chỉ về thiết kế và kỹ thuật, mà trong tất cả các khía cạnh của môn thể thao này. Đây cũng là một trường hợp tại sao F1 là môn thể thao đắt tiền như vậy, với ước tính ngân sách khoảng 700 triệu USD/năm cho mỗi đội đua tranh chức vô địch.
Mặt khác, F1 luôn hướng đến việc bứt phá giới hạn trong đua xe. Hẳn sẽ thú vị hơn nữa nếu nó không bị cản trở bởi việc thắt chặt luật và kỹ thuật. Giải đua cũng hơi mâu thuẫn trong việc đưa ra các quy định tiết kiệm năng lượng và thúc đẩy các công nghệ xanh.
Dù gì thì F1 vẫn là F1 bất kể các quy định của nó. Đó là một bữa tiệc của kỹ thuật mà không giống bất kỳ điều gì khác. Để giành được 1 chức vô địch là nhiệm vụ tưởng chừng không thể vượt qua đối với nhiều đội đua, nhưng để thực hiện nó 5 lần liên tiếp trong kỷ nguyên hybrid thì đó chỉ có thể là Mercedes-AMG.
: