Jei paklaustumėte bet kurio inžinieriaus F1 pasaulyje, koks yra svarbiausias dalykas kuriant Formulės 1 bolidą, jie visi atsakys tą patį: aerodinamika.
Trumpai tariant F1 aerodinamika turi dvi kertines šakas: generuoti prispaudžiamąją galią, tam kad padangos kuo geriau sukibtų su kelio danga ir taip posūkiai būtų įveikiami kuo didesniu greičiu, ir kiek įmanoma labiau sumažinti oro pasipriešinimą, nes tai lėtina bolidą.
Nors ši mokslo šaka visada buvo svarbi kuriant lenktyninį automobilį, tačiau pagreitį šis mokslas įgavo 7 dešimtmečio gale, kai keletas komandų pradėjo eksperimentuoti su bolido sparnais. Formulės sparnai veikia tokiu pačiu principu kaip ir lėktuvo, tik jie veikia priešinga kryptimi. Oras keliauja skirtingu greičiau skirtingomis pusėmis sparno (nes jam reik įveikti skirtingą atstumą sparno kontūro detalėmis) ir tai sukuria skirtingą oro slėgį abiejose sparno pusėse, tai fizikinis dėsnis vadinamas Bernulio principu. Oro slėgis siekia išsilyginti, taip priversdamas sparną judėti į tą pusę, kur slėgis yra mažesnis. Lėktuvo sparnai kuria jėgą kuri kelia, o lenktynių bolidai kuria jėgas priešinga kryptimi, o ta jėga vadinama prispaudžiamoji. Dabartiniai F1 bolidai geba generuoti 3.5 G dydžio prispaudžiamąsias jėgas posūkiuose. Visa tai reiškia, kad teoriškai bolidas važiuodamas dideliu greičiu galėtų važiuoti prilipęs prie lubų.
Pirmieji eksperimentai su judančiais sparnais bei jų tvirtinimais kiek galima aukščiau nulėmė keletą didelių avarijų, tad 1970 metais buvo įvestos taisyklės, kurios nurodė tiek tai kiek sparnų galima sumontuoti, bei kaip jie turi būti tvirtinami. Nors taisyklės per daugelį metų buvo tobulinamos, bet esminis principas jų yra išlikęs nuo tų dienų.
Maždaug 1975 metus buvo atrastas „žemės efektas”. „Lotus” komandos inžinieriai pastebėjo, kad jei tinkamai sukursi bolido dugną, tai visą važiuoklę galima priversti veikti, kaip vieną didelį sparną, kuris prilipdytų automobilį prie žemės. Geriausias bolidas, įgyvendinti šį principą, buvo sukurtas „Brabham” komandos BT46B pavadinimu. Jį sukūrė Gordonas Murray, kuris sugalvojo įdėti vėdinimo ventiliatorių į bolidą, kuris trauktų orą iš po automobilio dugno taip buvo generuojama milžiniška prispaudžiamoji galia. Šis išradimas buvo uždraustas naudoti po vienerių lenktynių. Greitai po to pradėjo rastis taisyklės ribojančios komandų galimybes išnaudoti šį fizikinį reiškinį. Pirmiausia buvo uždrausti naudoti „sijonai” skirti kurti žemo oro slėgio vietas, vėliau buvo uždrausta kurti laiptuotą bolido dugną.
Toliau aerodinaminė svarba progresiškai augo, didėjo ir bolidų greitis, ir keletas skirtingų veiksnių lėmė tai, kad sporto organizatoriai pradėjo kurti taisykles, kurios vis labiau ribojo inžinierių galimybes.
Tad dabartiniai aerodinamikos inžinieriai turi daug mažiau laisvės nei jų pirmtakai šiame sporte. Dabar galioja griežtos taisyklės kurios nurodo detalių galimus aukščius, pločius bei vietas kur jos gali būti montuojamos. Bet turint omeny, kad kiekvienas papildomas kilogramas prispaudžiamosios galios įtakoja sutaupytų keletą milisekundžių kiekviename rate, tai komandos vis dar skiria šiai mokslo šakai nemažai pinigų bei laiko tyrimams oro tuneliuose bei skaičiuojamosios skysčių dinamikos (angliškai CFD) – tai du pagrindiniai tyrimai atliekant bandymus aerodinamikoje.
Pats matomiausias aerodinaminis įrengimas ant F1 bolido yra priekinis ir galinis sparnai. Kartu jie atsakingi už apie 60% visos prispaudžiamosios galios, o dugnas atsakingas beveik už visą likusią galią. Sparnai yra pritaikomi kiekvienai trasai, pagal jos charakteristikas. Siaurose miesto trasose, kaip pvz Monako, sparnai daromi tokie, kurie kuria pačią didžiausią prispaudžiamąją galią, kai tuo tarpu Italijoje, Monzos trasoje, sparnai daromi kuo plonesni, kad kuo mažiau priešintųsi orui, taip pasiekiamas pats didžiausias greitis tiesiosiose.
Formulės 1 bolidas neturi nei vieno milimetro paviršiaus kuris neturi jokios reikšmės aerodinamikos srityje. Prispaudžiamąją galią kuria tiek specialios formos važiuoklės elementai, tiek lenktynininko šalmas. Visa tai yra daroma tam, kad kai oras liečiasi prie bet kokio kūno ir nuo jo atsitraukia tampa ne vientisas ir taip susikuria turbulencija, kuri sukuria pasipriešinimą ir taip stabdo bolidą. Jeigu įsižiūrėsime geriau tai pamatysime, kad visi tie sparneliai kuriami skirtingų formų ant bolido sparnų, taip pat yra ne tik horizontalūs elementai, bet ir vertikalūs ant sparnų, tam, kad ardytų oro sroves, gale difuzorius montuojamas kuo žemiau, kad oras kuo lengviau ir greičiau išlystų iš po apačios bolido, taip kiek įmanoma labiau išsilygintų slėgių skirtumas už automobilio ir vakuuminis maišas taptų kuo mažesnis, nes jis labai stabdo bolidą. Tačiau, kaip visada yra kita medalio pusė, bolido negalima sukurti per daug orui aptakaus, nes reikia, kad oras atliktų ir aušinimo funkciją.
Visas grožis Formulėje 1 visose srityse, ne išimtis ir aerodinamika, kad inžinieriai ieško visokių skylių taisyklėse ir bando sukurti kažką naujo, kas yra legalu ir dar neuždrausta, taip įgaunant pranašumą prieš varžovus. Tokiu principu buvo sukurti apipučiami galiniai bolido sparnai, difuzoriai gale, kurie buvo net kelių aukštų ir visa tai po truputį taisyklių pagalba buvo „apkarpoma”. Vienintelė pastarųjų metų taisyklė kuri, niekaip nebuvo apkarpyta tai yra DRS sistema, kuri buvo pristatyta tam, kad palengvėtų lenkimai. Tačiau dabar pasikeitus Formulės 1 savininkams pasigirsta kalbos, kad ši sistema daug kam nepatinka, tad nieko nuostabaus, jei ir ši, kol kas neliečiama taisyklė, bus kažkiek pakoreguota arba išvis panaikinta.
