Sự ‘tiến hoá’ của lốp xe F1

Lốp xe luôn là một trong những thành phần quan trọng nhất trên xe đua F1. Cùng với thiết kế xe và động cơ, bộ phận quan trọng này cũng đã trải qua không ít thăng trầm với nhiều luật lệ thay đổi theo tháng ngày cùng với F1 mà không phải ai cũng biết.

 

F1 thực sự là cỗ máy ngốn tiền. Con số chi phí mà mỗi hãng lốp trả cho F1 để được tài trợ độc quyền hiện nay chưa từng được tiết lộ. Tuy nhiên, người ta ước tính Bridgestone  trước đây và Pirelli hiện nay phải chi khoảng 100 triệu USD mỗi mùa giải cho toàn bộ các công việc nghiên cứu, phát triển, sản xuất và cung cấp lốp cho các đội đua và cho việc marketing riêng tại F1. Đổi lại là sự độc quyền hình ảnh ở một trong những giải thể thao hấp dẫn nhất hành tinh, kéo dài suốt 8 tháng ròng, diễn ra lần lượt ở hàng chục quốc gia và được truyền hình trực tiếp tới  khắp thế giới. Ngoài ra đây còn là dip không thể tốt hơn để các hãng thử nghiệm các công nghệ lốp mới trong những điều kiện hoạt động cực kỳ khắc nghiệt.

Do thường xuyên phải làm việc tốt trong điều kiện lực tác động rất lớn và nhiệt độ cao, có thể lên tới 125ºC tiếp xúc với mặt đường và bánh xe có thể quay với tốc độ 3.000 vòng/phút khi xe đạt tốc độ cao nhất nên các loại lốp dùng trong giải F1 được bơm căng bằng không khí khô có độ ẩm bằng 0% để hoàn toàn loại bỏ ảnh hưởng của hơi nước đến áp suất và nhiệt độ. Thậm chí, nhiều đội còn sử dụng khí trơ nitơ bơm vào lốp xe để có thể tính toán chính xác sự thay đổi áp suất khi nhiệt độ thay đổi.

 

Thông thường, lực ma sát sẽ khiến lốp xe nóng dần lên rồi ổn định ở một nhiệt độ nào đó, khoảng 70-80ºC. Để đảm bảo lốp xe hoạt động tốt ngay ở những vòng đua đầu tiên, nhiều chiếc chăn điện thường được sử dụng để phủ lên cả 4 lốp xe khoảng 2-3 tiếng đồng hồ trước giờ đua nhằm hâm nóng lốp.

 

Thành phần hoá học và cấu tạo cơ học của lốp là hai yếu tố quan trọng trong mỗi thiết kế lốp của mọi hãng sản xuất.

 

 

Về thành phần hóa học, tỷ lệ cao su, carbon, lưu huỳnh và các hợp chất từ dầu mỏ sẽ được thay đổi tuỳ theo tính chất của từng đường đua. Tỷ lệ này cũng quyết định độ mềm, cứng của lốp. Các lốp mềm có ưu điểm ma sát tốt giúp xe chạy nhanh song dễ mòn. Còn lốp cứng thì ngược lại, bền hơn nhưng ma sát kém.

 

Về cấu tạo cơ học, sự sắp xếp của bộ khung các lớp sợi tổng hợp đóng vai trò quan trọng. Chúng tạo nên độ cứng của lốp đủ để chịu được các lực tác động rất lớn khi xe chạy nhanh, phanh và vào cua. Ngoài ra, khả năng chịu được các rung xóc rất mạnh ở tốc độ cao khi các tay đua chạy xe lấn lên phần gờ hai bên đường đua cũng rất được quan tâm. Thông thường, hệ thống giảm xóc của xe đua F1 rất cứng do gầm xe thấp, vì vậy lốp xe phải hấp thụ hầu hết những chấn động này.

 

Để đảm bảo được tất cả các yếu tố trên, các kỹ sư thiết kế lốp và các kỹ sư thiết kế xe đua luôn hợp tác để tạo nên những chiếc xe đua hoàn hảo nhất.

 

Đầu những năm 50 của thế kỷ 20, thủa sơ khai của F1, toàn bộ các loại lốp được sử dụng đều là loại cỡ lớn với bề mặt lốp khá hẹp, và có gân. Điểm khác biệt nhất so với ngày nay có thể dễ dàng nhận là kích thước của các lốp trước/sau là như nhau, trong khi kể từ năm 1961, lốp sau được thiết kế to hơn lốp trước. Lúc đó, các hãng cung cấp lốp cũng đông gần bằng các đội đua: Continental, Englebert, Dunlop, và Pirelli (hiện trở lại là nhà cung cấp lốp chính thức của F1 từ năm 2011, thay cho Bridgestone).

 

 

Sang đầu những năm 1960, lốp có xu hướng rộng ra đôi chút, bề mặt được làm nhẵn hơn. Năm 1961, loại xe có lốp sau to hơn lốp trước được đưa vào sử dụng đã thu hút sự chú ý của đông đảo người yêu tốc độ. Sở dĩ các kỹ sư muốn “nhẵn hóa” bề mặt lốp là do những e ngại lốp xe bị bào mòn quá nhanh tại các giải đua. Xu hướng này tiếp diễn một thập kỷ sau đó. Khi đó các tay lái bắt đầu thay đổi bộ lốp sau một vài chặng đua.

 

Những năm sau đó chứng kiến sự thay đổi khá lớn trong các thiết kế lốp tại giải đua F1. Đó là hình dạng “mập, lùn” của thế hệ lốp mới, và lốp sau được thiết kế to hơn hẳn so với các lốp trước. Chính sự ra đời của động cơ 3 lít, nâng công suất xe lên cao hơn hẳn, là nguyên nhân quan trọng dẫn tới thay đổi này. Hai hãng Goodyear và Firestone bắt đầu cung cấp lốp cho một số đội đua, cạnh tranh cùng Dunlop. Nhờ đó mà công nghệ sản xuất lốp cho F1 được phát triển.

 

Tới năm 1971, hãng Goodyear trình làng loại lốp trơn hoàn toàn không có gân (cũng không có rãnh). Loại lốp này có diện tích tiếp xúc lớn hơn, bám đường đua hơn nên rất được ưa chuộng. Độ chênh lệch về kích thước giữa hai bánh trước/sau ngày càng được nới rộng hơn.

 

Trong mùa giải năm 1976 và 1977, đội đua Tyrrell Racing đã tham gia với chiếc P34 6 bánh độc nhất vô nhi, với 4 bánh trước đặt sát nhau và nhỏ hơn hẳn 2 bánh sau. Đây là thời mà hầu hết các xe đua F1 đều sử dụng động cơ Ford-Cosworth DFV. Do không thể có được lợi thế nào từ động cơ, các đội đều tập trung cải tiến đặc tính khí động học của xe. Điều đó đã dẫn đến quyết định của Derek Gardner, chuyên gia phụ trách thiết kế cho Tyrrell lúc đó: Ông quyết định thu nhỏ cặp lốp trước để giảm tiết diện mặt cắt đứng, bớt sức cản không khí so với loại lốp thông thường. Tuy nhiên, thiết kế này khiến cho ma sát do lốp trước tạo ra giảm đáng kể và mỗi khi vào cua, nguy cơ bị trượt bánh tăng cao. Do vậy, một đôi lốp cùng kích thước núp phía sau được bổ sung để tăng thêm khả năng bám đường đua nhưng lại không tạo ra nhiều lực cản.

 

Minh chứng rõ nhất cho sự thành công của thiết kế lốp có phần lạ lùng này là tại Grand Prix Thụy Điển năm 1976, hai tay đua Jody Scheckter và Patrick Depailler đã lần lượt cán đích thứ nhất, nhì trên chiếc P34. Tuy nhiên, vật lộn suốt mùa giải 1977 với loại lốp của công nghệ cũ năm 1976 và cũng vấp phải sự phản đối của hãng Goodyear – đơn vị cung cấp lốp cho đội đua này thời điểm đó, Tyrrell nhận ra rằng xe 6 lốp không có tương lai gì trong giải đua F1 và quyết định quay trở lại với kiểu 4 lốp thông thường vào năm 1978. Xe đua 6 bánh cũng bị cấm từ đó.

 

(Còn tiếp)