 |
| Những chiếc xe đua Công thức 1 được ví như "phòng thí nghiệm nhanh nhất thế giới" bởi Toto Wolff, Giám đốc đội đua Mercedes F1 |
Toto Wolff, Giám đốc đội đua Mercedes F1, từng mô tả những chiếc xe của ông là “phòng thí nghiệm nhanh nhất thế giới”. Cụm từ này đã được lặp lại nhiều đến mức có thể khiến người nghe phát ngán, nhưng ý nghĩa đằng sau nó thì rất khó phủ nhận. Công thức 1 (Formula 1) không chỉ là một giải đua xe thể thao toàn cầu, mà còn là một trong những môi trường nghiên cứu và phát triển khắc nghiệt nhất của ngành kỹ thuật hiện đại.
Mỗi mùa giải, các đội đua và nhà sản xuất chi ra hàng trăm triệu USD để theo đuổi những cải thiện chỉ tính bằng phần mười, thậm chí phần trăm giây mỗi vòng. Mức đầu tư và áp lực như vậy gần như chắc chắn sẽ tạo ra những giải pháp vượt xa mục tiêu cải thiện thành tích trên đường đua. Trong nhiều thập kỷ, Formula 1 đã trở thành nơi thử nghiệm cho những công nghệ mà sau đó định hình xe sản xuất thương mại, và trong một số trường hợp, còn được ứng dụng vào những lĩnh vực rất xa khỏi thế giới motorsport, bao gồm giao thông công cộng, hạ tầng bán lẻ và thậm chí cả y tế.
Từ đường đua ra đường phố
Danh sách các công nghệ lấy cảm hứng từ Formula 1 trên xe thương mại có thể nói là rất dài, nhưng chỉ cần một vài ví dụ tiêu biểu cũng đủ cho thấy cách các giải pháp từ đua xe dần trở nên phổ biến với đại chúng.
Lẫy chuyển số và hộp số bán tự động
 |
Vào cuối thập niên 1980, các tay đua F1 vẫn phải sử dụng hộp số sàn truyền thống với bàn đạp côn trong những khoang lái cực kỳ chật hẹp. Điều này được thay đổi vào năm 1989, khi Ferrari giới thiệu mẫu 640 do John Barnard thiết kế, trang bị hộp số bán tự động điều khiển bằng lẫy chuyển số phía sau vô lăng. Những phiên bản đầu tiên chưa thực sự đáng tin cậy, nhưng lợi thế về hiệu suất là rất rõ ràng: sang số nhanh hơn, giảm sai sót của người lái và luôn giữ hai tay trên vô lăng.
Các tay đua như Nigel Mansell và Gerhard Berger đã nhanh chóng nhận ra lợi ích này, và khái niệm đó sớm lan rộng khắp đường đua. Chỉ chưa đầy một thập kỷ sau, công nghệ này đã xuất hiện trên xe sản xuất thương mại chạy trên phố, tiêu biểu là Ferrari F355 F1 năm 1997, và ngày nay lẫy chuyển số đã trở thành trang bị tiêu chuẩn trên đủ loại xe, từ xe thể thao đến sedan gia đình.
Hệ truyền động hybrid và thu hồi năng lượng
 |
Những mẫu xe hybrid hiệu suất cao hiện đại cũng chịu ảnh hưởng lớn từ Formula 1. Năm 2009, giải đua này giới thiệu hệ thống KERS (Kinetic Energy Recovery System – hệ thống thu hồi động năng), cho phép xe lưu trữ năng lượng khi phanh và sử dụng lại để tăng công suất trong thời gian ngắn. Các hệ thống ban đầu khá nặng và tương đối đơn giản, thường được dùng như một nút tăng tốc “push-to-pass”.
Theo thời gian, công nghệ này trở nên ngày càng tinh vi, tiến hóa thành các hệ thống hybrid tích hợp phức tạp như trên những chiếc F1 hiện nay. Những nguyên lý tương tự giờ đây đã xuất hiện trên các mẫu xe thương mại tân tiến nhất thế giới, bao gồm các hypercar như Mercedes-AMG One hay những mẫu xe đầu bảng mới nhất của Ferrari, nơi động cơ điện và hệ thống thu hồi năng lượng không chỉ phục vụ mục tiêu tiết kiệm nhiên liệu mà còn nâng cao hiệu suất vận hành.
Vượt khỏi khuôn khổ xe ô tô
Có lẽ điều bất ngờ hơn cả sự ảnh hưởng lên xe sản xuất thương mại là việc kỹ thuật từ Công thức 1 đã tìm được chỗ đứng trong những lĩnh vực hoàn toàn không liên quan đến đua xe.
Cải thiện hệ thống tủ mát trong siêu thị
 |
Williams Advanced Engineering từng áp dụng chuyên môn về khí động học của mình vào một vấn đề rất đời thường là các tủ mát mở phía trước trong siêu thị. Những thiết bị này liên tục làm thất thoát không khí lạnh ra lối đi, gây lãng phí một lượng lớn năng lượng. Bằng cách sử dụng chính các công cụ mô phỏng động lực học chất lỏng (CFD) vốn dùng để thiết kế xe đua, các kỹ sư của Williams đã phát triển một chi tiết dạng cánh hướng gió có thể gắn thêm vào phía trước tủ mát, giúp dẫn luồng khí lạnh quay trở lại bên trong và giảm đáng kể mức thất thoát năng lượng.
Đưa tư duy pit stop vào bệnh viện
 |
McLaren Applied Technologies từ lâu đã nổi tiếng với cách tiếp cận dựa trên dữ liệu trong đua xe, phân tích hàng triệu điểm dữ liệu ở mỗi chặng đua, bao gồm cả các pha pit stop. Năm 2012, công ty này nhận ra rằng những quy trình được tối ưu hóa cực độ và đòi hỏi phản ứng cực nhanh trong pit stop có thể được áp dụng cho môi trường y tế. Hợp tác với Bệnh viện Nhi Birmingham trong dự án RAPID, McLaren đã giúp lắp đặt các hệ thống theo dõi sử dụng cách phân tích dữ liệu kiểu “telemetry”, cho phép giám sát liên tục và từ xa các chỉ số sinh tồn của bệnh nhân.
Hệ thống hybrid cho giao thông công cộng
 |
Williams cũng từng nghiên cứu hệ thống lưu trữ năng lượng bằng bánh đà (flywheel) như một phần trong các dự án KERS cho Formula 1. Dù cho ý tưởng này cuối cùng không thành công trên xe đua, nhưng công nghệ phía sau nó lại tỏ ra rất phù hợp với giao thông công cộng. Sau đó, nó được ứng dụng trên các tuyến xe buýt ở London, nơi xe thường xuyên phải dừng và khởi hành trong đô thị. Năng lượng từ quá trình phanh có thể được lưu trữ và sử dụng lại khi tăng tốc. Theo Williams Hybrid Power, khi hệ thống này được giới thiệu vào năm 2012, mức tiết kiệm nhiên liệu có thể đạt tới 30% trong một số điều kiện vận hành nhất định.
Không chỉ là một môn thể thao
Từ những ví dụ ở trên, chúng ta có thể nhận ra nghịch lý thú vị: Một trong những môn thể thao hào nhoáng và tốn kém nhất thế giới lại đồng thời là cái nôi tạo ra nhiều đổi mới kỹ thuật rất thực tế và âm thầm. Từ phòng bệnh, lối đi siêu thị cho tới xe buýt đô thị, dấu ấn của kỹ thuật Formula 1 đôi khi xuất hiện ở những nơi mà ít ai ngờ tới. Nhìn từ góc độ đó, cách Toto Wolff mô tả Formula 1 là “phòng thí nghiệm nhanh nhất thế giới” có lẽ không chỉ là một câu nói bóng bẩy, mà thực chất là một sự tổng kết khá chính xác.
Duy Thành
Copy link
