Xe đua tham gia Giải đua xe công thức 1 (F1) Grand Prix tại Spielberg, miền trung nước Áo. Ảnh tư liệu: AFP/TTXVN
Khi nhìn vào bức tranh toàn cảnh trong 20 năm qua, trọng lượng xe đua F1 đã có sự thay đổi rõ rệt. Vào năm 2000, xe chỉ có người lái và không có nhiên liệu nặng 625kg, song đến năm 2022, con số này là 798kg. Động cơ đã tăng từ 110kg vào năm 2000 lên 150kg vào năm 2022, còn bánh xe và lốp trước đây chỉ nặng 46kg thì nay cũng đã nặng tới 74kg.
Xe càng nặng thì các yêu cầu về độ an toàn cũng tăng theo. Nếu chỉ cần thêm trọng lượng do nhu cầu an toàn tăng lên so với thời điểm năm 2000, thì trọng lượng xe hiện nay phải là 718kg, thay vì 798kg. Khi phân tích cụ thể, nếu chúng ta lấy chiều dài cơ sở của chiếc xe năm 2000 là khoảng 300cm, và chia trọng lượng 625kg, chúng ta sẽ có “hiệu suất trọng lượng thiết kế của xe” là 2,08kg/cm. Khi trọng lượng xe tăng lên 718kg theo quy định của đội, thì hiệu suất trọng lượng thiết kế là 2,39kg/cm.
Lấy chiều dài cơ sở tối đa cho năm 2022 là 360cm và trọng lượng của xe có người lái là 798kg, hiệu suất trọng lượng thiết kế là 2,22kg/cm. Như vậy, các đội đã cải thiện hiệu suất trọng lượng thiết kế được 0,17kg/cm so với thời điểm năm 2000. Tuy nhiên, nếu lấy 2,22kg/cm đó và chế tạo một chiếc xe có chiều dài cơ sở là 325cm, bạn sẽ có một chiếc xe nặng 718kg. Có thể thấy, vì lợi ích của hiệu suất, hầu hết các đội đã đi theo hướng chiều dài cơ sở tối đa và kết thúc với những chiếc xe quá tải. Với mức phạt thời gian chạy gần đúng là 0,3 giây mỗi vòng cho mỗi cân nặng 10kg, điều đó sẽ phủ nhận phần lớn sự gia tăng hiệu suất từ chiều dài cơ sở.
Thiết kế xe hơi của các đội đều dựa trên kết quả kiểm tra khí động học. Nếu chiều dài cơ sở dài hơn cho kết quả tốt hơn trong đường hầm gió vì đường hầm dưới sàn dài hơn hoặc do khoảng cách với bánh trước lớn hơn, thì hầu hết họ sẽ tin rằng họ sẽ có thể kéo trọng lượng trở lại bằng cách nào đó. Các đội sẽ sử dụng một bảng tính khổng lồ để tính toán trọng lượng tổng thể của chiếc xe và vị trí của mọi thành phần trên tọa độ X-Y-Z sẽ xác định sự phân bố trọng lượng và trọng tâm. Tuy nhiên, tất cả phụ thuộc vào mức độ nén của bảng tính đó và đôi lúc phải đến khi thêm tiện ích cuối cùng, chúng ta mới thực sự biết được trọng lượng tổng thể của chiếc xe và điều này sẽ là quá muộn.
Khác với việc mô phỏng trong các giai đoạn thiết kế, luôn rất khó để dự đoán những cải tiến về thời gian chạy với khí động học được cải thiện. Những quyết định được đưa ra trong giai đoạn thiết kế ban đầu của các đội có thể gây ra những hậu quả sâu rộng trong một số chặng đua, thậm chí là cả mùa đua. Khi các đội giải quyết một số vấn đề nhỏ về độ tin cậy, những chiếc xe thường được tăng trọng lượng nên khi mùa giải diễn ra, họ cần phải có một kế hoạch giảm trọng lượng chuyên dụng để thực sự giữ cho trọng lượng ổn định.