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 LA MERCEDES W196 (1954)

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Greg Gouilly
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MessageSujet: LA MERCEDES W196 (1954)   Mer 11 Juin - 21:36



Après la Seconde Guerre Mondiale (1939-1945) dont elle était sortie très affaiblie, l'Allemagne mit du temps à revenir dans le sport automobile dans lequel elle était tant impliquée avant la guerre. Ainsi, ce n'est qu'en 1952, lorsque l'économie fut plus favorable et les usines reconstruites, que le constructeur Mercedes décida de préparer son entrée dans le championnat du monde de Formule 1, créé en 1950. Les principaux dirigeants du projet furent Rudolf Uhlenhaut, ingénieur chef du bureau d'études, et Fritz Nallinger, directeur technique. Ils avaient pour objectif de faire revenir avec succès Mercedes au plus haut niveau de la course automobile mondiale. La monoplace, dessinée en 1952, était directement inspirée de la Mercedes " W 125 Avus " entièrement carrossée de 1938 qui avait battu un record de vitesse à quatre cent trente deux kilomètres par heure. D'où l'appellation qui fut donnée à la nouvelle monoplace : Mercedes W 196 " Stromlinien ", qui signifie " profilée " en Allemand.
L'intérêt d'étudier cette monoplace réside dans le fait que ce fut la première Formule 1 conçue avec des préoccupations d'ordre aérodynamiques et étudiée en soufflerie. Seule une très grande firme, comme Mercedes, pouvait se permettre de disposer d'un tel outil de travail : la Mercedes W 196 Stromlinien fut ainsi développée et mise au point en soufflerie en 1953. Les essais sur piste se multiplièrent, Rudolf Uhlenhaut effectuant lui-même quelques essais avec succès en Avril 1954. La firme décida de faire son retour en compétition quarante ans après son triplé historique à Lyon, en 1914. Trois Mercedes Stromlinien prennèrent ainsi le départ du Grand Prix de France de Formule 1 à Reims le 4 Juillet 1954 : deux d'entre elles terminèrent aux deux premières places avec une grande aisance.



La principale caractéristique aérodynamique de la Mercedes Stromlinien était sa carrosserie très enveloppante qui passait au-dessus des roues. L'objectif était de diminuer fortement la traînée et la portance créées par la rotation des roues lorsqu'elles étaient exposées au flux d'air. L'influence des roues, qui participaient à plus de la moitié de la traînée totale de la monoplace, était prépondérante dans la valeur du coefficient de pénétration dans l'air qui devait être le plus petit possible. Pour dévier l'air au-dessus des passages de roues avant où se formaient des turbulences, les ingénieurs disposèrent une dérive sur chaque aile avant de la monoplace (à voir sur la première photographie).
La Mercedes était fortement inspirée des travaux de Paul Jaray (1889-1974), une des premières personnes à avoir étudié l'influence de la forme de la carrosserie sur la traînée d'un véhicule. En effet, la Mercedes W 196 Stromlinien était longue et basse (sa hauteur totale n'était que de 1,04 mètres) ; les travaux de Jaray avaient démontré la diminution de traînée engendrée par ces caractéristiques. De plus, Jaray avait démontré dans ses études le rôle primordial de la forme de la carrosserie à l'arrière d'un véhicule ; dans l'idéal, le flux devait quitter le véhicule sans turbulences. Inspirée des formes de carrosserie brevetées par Jaray en 1923, la carrosserie de la Mercedes se terminait en une forme pointue mais légèrement arrondie. Ce dernier point était révélateur de la ligne générale de la monoplace : elle était dépourvue de tout angle vif.
Afin d'installer le pilote dans la position la plus basse possible et améliorer ainsi la pénétration dans l'air et la tenue de route, le moteur huit cylindres en ligne de la Mercedes était incliné de 53 degrés vers la droite. Cela permettait de placer le siège du pilote à côté des organes de transmission et non plus sur ces organes comme les autres concurrents. Mais l'inclinaison du moteur permettait également d'obtenir un capot plongeant vers l'avant. Le capot même devenait ainsi générateur de déportance du fait de son inclinaison particulière face au flux d'air. Vue de face, la Mercedes W 196 Stromlinien disposait alors d'une partie centrale basse par rapport aux côtés gauche et droit où se situaient les roues. La surface frontale, aussi appelée maître-couple, était ainsi réduite ce qui diminuait le coefficient de pénétration dans l'air (le Cx) qui était, en partie, proportionnel à cette surface. Le tableau de bord et le volant étaient situés au-dessus de cette ligne avant très basse ; afin d'éviter ces irrégularités, un carénage muni d'un petit saute-vent en verre était situé à l'avant de l'habitacle et était de même largeur que ce dernier. Ainsi, le flux d'air était dévié de part et d'autre de l'ouverture de l'habitacle génératrice de turbulences, et également par-dessus cette ouverture. Par conséquent, les turbulences provoquées par l'habitacle et le pilote étaient diminuées et le confort de ce dernier fut amélioré, ce qui constituait également un facteur important. De plus, ce carénage comportait des rétroviseurs profilés dont l'avantage était de diminuer la traînée par rapport à des rétroviseurs non profilés. Cependant, la carrosserie très fluide de la Mercedes W 196 Stromlinien comportait plusieurs prises d'air nécessaires pour le bon fonctionnement de la monoplace, mais qui étaient sources de perturbations déjà très préoccupantes pour les ingénieurs de l'époque :

* la grille située à l'extrême avant de la Formule 1, destinée au fonctionnement du convecteur du moteur où circule le liquide de refroidissement ;
* une autre grille, située au-dessus et à droite de la précédente. L'air qui était admis par cette grille circulait ensuite dans la " chambre de tranquillisation " située sous la carrosserie. La présence de cette chambre de tranquillisation, qui était un conduit d'admission d'air pour les huit cylindres du moteur, était également la cause du léger renflement de la carrosserie sur le côté droit du capot moteur ;
* les deux extracteurs de l'air chaud provenant du moteur. Ils étaient situés sur les deux flancs de la monoplace et les tubulures d'échappement sortaient du côté droit par ces extracteurs ;
* la prise d'air devant le pilote destinée à refroidir l'habitacle. Elle a été remplacée après les premières courses par un autre système qui générait moins de turbulences ;
* les deux prises d'air situées de part et d'autre du pilote destinées à refroidir les freins.

Quatre autres prises d'air étaient situées derrière le pilote ; elles étaient destinées au refroidissement des freins et de l'huile de la boîte de vitesses, située à l'arrière de la monoplace.


Après la Seconde Guerre Mondiale (1939-1945) dont elle était sortie très affaiblie, l'Allemagne mit du temps à revenir dans le sport automobile dans lequel elle était tant impliquée avant la guerre. Ainsi, ce n'est qu'en 1952, lorsque l'économie fut plus favorable et les usines reconstruites, que le constructeur Mercedes décida de préparer son entrée dans le championnat du monde de Formule 1, créé en 1950. Les principaux dirigeants du projet furent Rudolf Uhlenhaut, ingénieur chef du bureau d'études, et Fritz Nallinger, directeur technique. Ils avaient pour objectif de faire revenir avec succès Mercedes au plus haut niveau de la course automobile mondiale. La monoplace, dessinée en 1952, était directement inspirée de la Mercedes " W 125 Avus " entièrement carrossée de 1938 qui avait battu un record de vitesse à quatre cent trente deux kilomètres par heure. D'où l'appellation qui fut donnée à la nouvelle monoplace : Mercedes W 196 " Stromlinien ", qui signifie " profilée " en Allemand.
L'intérêt d'étudier cette monoplace réside dans le fait que ce fut la première Formule 1 conçue avec des préoccupations d'ordre aérodynamiques et étudiée en soufflerie. Seule une très grande firme, comme Mercedes, pouvait se permettre de disposer d'un tel outil de travail : la Mercedes W 196 Stromlinien fut ainsi développée et mise au point en soufflerie en 1953. Les essais sur piste se multiplièrent, Rudolf Uhlenhaut effectuant lui-même quelques essais avec succès en Avril 1954. La firme décida de faire son retour en compétition quarante ans après son triplé historique à Lyon, en 1914. Trois Mercedes Stromlinien prennèrent ainsi le départ du Grand Prix de France de Formule 1 à Reims le 4 Juillet 1954 : deux d'entre elles terminèrent aux deux premières places avec une grande aisance.

La principale caractéristique aérodynamique de la Mercedes Stromlinien était sa carrosserie très enveloppante qui passait au-dessus des roues. L'objectif était de diminuer fortement la traînée et la portance créées par la rotation des roues lorsqu'elles étaient exposées au flux d'air. L'influence des roues, qui participaient à plus de la moitié de la traînée totale de la monoplace, était prépondérante dans la valeur du coefficient de pénétration dans l'air qui devait être le plus petit possible. Pour dévier l'air au-dessus des passages de roues avant où se formaient des turbulences, les ingénieurs disposèrent une dérive sur chaque aile avant de la monoplace (à voir sur la première photographie).
La Mercedes était fortement inspirée des travaux de Paul Jaray (1889-1974), une des premières personnes à avoir étudié l'influence de la forme de la carrosserie sur la traînée d'un véhicule. En effet, la Mercedes W 196 Stromlinien était longue et basse (sa hauteur totale n'était que de 1,04 mètres) ; les travaux de Jaray avaient démontré la diminution de traînée engendrée par ces caractéristiques. De plus, Jaray avait démontré dans ses études le rôle primordial de la forme de la carrosserie à l'arrière d'un véhicule ; dans l'idéal, le flux devait quitter le véhicule sans turbulences. Inspirée des formes de carrosserie brevetées par Jaray en 1923, la carrosserie de la Mercedes se terminait en une forme pointue mais légèrement arrondie. Ce dernier point était révélateur de la ligne générale de la monoplace : elle était dépourvue de tout angle vif.
Afin d'installer le pilote dans la position la plus basse possible et améliorer ainsi la pénétration dans l'air et la tenue de route, le moteur huit cylindres en ligne de la Mercedes était incliné de 53 degrés vers la droite. Cela permettait de placer le siège du pilote à côté des organes de transmission et non plus sur ces organes comme les autres concurrents. Mais l'inclinaison du moteur permettait également d'obtenir un capot plongeant vers l'avant. Le capot même devenait ainsi générateur de déportance du fait de son inclinaison particulière face au flux d'air. Vue de face, la Mercedes W 196 Stromlinien disposait alors d'une partie centrale basse par rapport aux côtés gauche et droit où se situaient les roues. La surface frontale, aussi appelée maître-couple, était ainsi réduite ce qui diminuait le coefficient de pénétration dans l'air (le Cx) qui était, en partie, proportionnel à cette surface. Le tableau de bord et le volant étaient situés au-dessus de cette ligne avant très basse ; afin d'éviter ces irrégularités, un carénage muni d'un petit saute-vent en verre était situé à l'avant de l'habitacle et était de même largeur que ce dernier. Ainsi, le flux d'air était dévié de part et d'autre de l'ouverture de l'habitacle génératrice de turbulences, et également par-dessus cette ouverture. Par conséquent, les turbulences provoquées par l'habitacle et le pilote étaient diminuées et le confort de ce dernier fut amélioré, ce qui constituait également un facteur important. De plus, ce carénage comportait des rétroviseurs profilés dont l'avantage était de diminuer la traînée par rapport à des rétroviseurs non profilés. Cependant, la carrosserie très fluide de la Mercedes W 196 Stromlinien comportait plusieurs prises d'air nécessaires pour le bon fonctionnement de la monoplace, mais qui étaient sources de perturbations déjà très préoccupantes pour les ingénieurs de l'époque :

* la grille située à l'extrême avant de la Formule 1, destinée au fonctionnement du convecteur du moteur où circule le liquide de refroidissement ;
* une autre grille, située au-dessus et à droite de la précédente. L'air qui était admis par cette grille circulait ensuite dans la " chambre de tranquillisation " située sous la carrosserie. La présence de cette chambre de tranquillisation, qui était un conduit d'admission d'air pour les huit cylindres du moteur, était également la cause du léger renflement de la carrosserie sur le côté droit du capot moteur ;
* les deux extracteurs de l'air chaud provenant du moteur. Ils étaient situés sur les deux flancs de la monoplace et les tubulures d'échappement sortaient du côté droit par ces extracteurs ;
* la prise d'air devant le pilote destinée à refroidir l'habitacle. Elle a été remplacée après les premières courses par un autre système qui générait moins de turbulences ;
* les deux prises d'air situées de part et d'autre du pilote destinées à refroidir les freins.

Quatre autres prises d'air étaient situées derrière le pilote ; elles étaient destinées au refroidissement des freins et de l'huile de la boîte de vitesses, située à l'arrière de la monoplace.

L'expansion en hauteur de la carrosserie juste derrière le pilote n'atteignait pas le haut de son casque mais contribuait tout de même à réduire les turbulences derrière sa tête. Cette expansion, qui n'affectait pas le flux d'air frappant la monoplace de face, contenait une partie du réservoir d'essence. Afin de réduire les tourbillons d'air dus aux irrégularités sous la monoplace, le soubassement était constitué d'un fond plat. Il participait à la bonne tenue de route de la Mercedes et incliné vers le haut dans sa partie supérieure, ce fond plat jouait également le rôle d'extracteur d'air.
Mais la visibilité aux trois quarts avants de la Mercedes profilée était faible du fait de sa carrosserie ; cette faiblesse fut révélée dès sa deuxième course, sur un circuit sinueux, où elle fut battue par ses concurrentes plus classiques. Elle éprouvait de plus des difficultés dans les enchaînements de virages serrés à cause de sa carrosserie encombrante. C'est pour cela qu'elle ne fût employée que sur les circuits très rapides, introduisant donc un processus nouveau : le changement de configuration aérodynamique d'une monoplace de Formule 1 selon le circuit où elle est engagée.
Destinée aux circuits de basses et moyennes vitesses, une version plus conventionnelle, sans carrosserie enveloppante (voir photo ci-dessous), fit ainsi son apparition dès le troisième grand prix des Mercedes W 196. Les Mercedes W 196, dans leurs deux versions, remportèrent neuf des douze courses auxquelles elles participèrent et permirent à Juan-Manuel Fangio de devenir deux fois champion du monde.

Merci à Arnoral

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