Analyse: Waar komt het snelheidsvoordeel van Ferrari vandaan?

De Scuderia heeft in de afgelopen weken de jarenlange dominante factor Mercedes niet alleen bijgehaald, maar heeft ook direct een voorsprong genomen. Erop en erover, zo zal men in Maranello gedacht hebben. In Stuttgart krabt men zich achter de oren: waar komt die plotselinge topvorm van de Italiaanse rivaal vandaan? In Canada introduceerde Ferrari een motorupdate, een race later gevolgd door Mercedes. Heeft het raspaardje daarmee zo’n stap gemaakt dat het op de rechte stukken van Hockenheim drie tot vijf tienden sneller kon zijn dan Mercedes, of is er meer aan de hand?

Tot op heden vermoedt men dat de vermogensboost te maken heeft met een vondst bij de ERS, iets wat de concurrentie nog niet onder de knie heeft. Het zou kunnen gaan om een trucje met de batterij of het gebruik van de turbo, MGU-H of MGU-K op een niet-gebruikelijke manier.

In Duitsland werd geëxperimenteerd met een nieuwe vormgeving van de achterkant. Dat kan erop duiden dat de snelheidstoename niet alleen te maken heeft met de krachtbron. Maakt Ferrari middels de nieuwe uitlaatopstelling gebruik van een geblazen vleugel?

Vleugelstand

Een uitgebreidere analyse van de afstelling van de achtervleugel lijkt erop te duiden dat Ferrari het downforceniveau niet hoefde te verminderen om de winst op het rechte stuk te behouden. Sterker nog: Sebastian Vettel en Kimi Raikkonen reden zelfs met meer hellingshoek dan de Mercedessen. Heeft het team een slimme manier gevonden om de impact van de achtervleugel op de rechte stukken te verminderen en in de bochten toch te profiteren van de neerwaartse druk?

Het zou niet de eerste keer zijn dat een dergelijk concept gebruikt wordt om de topsnelheid te verhogen. De F-duct in 2010 en de Drag Reduction Device (zie hieronder) werden beiden geïntroduceerd met eenzelfde gedachtegang: drag verminderen en topsnelheid verhogen.

Lotus E20 DRD (Drag Reduction Device)

Illustratie: Giorgio Piola

DRD was een passief systeem dat lucht naar de centrale sectie van de vleugel stuurde zodat ‘stall’ zou plaatsvinden. Dit is het proces waarbij de luchtstroom het profiel van de vleugel niet meer kan volgen, waardoor de vleugel dan een groot deel van de druk verliest. DRD was minder krachtig dan de F-duct en was lastiger om per circuit goed af te stellen. Meerdere teams, waaronder Mercedes, Red Bull, Sauber en Lotus, hadden hun eigen variant van dit idee.

Er valt wat voor te zeggen dat het aanblazen van de achtervleugel met de wastegate-pijpen van Ferrari's uitlaat dit aerodynamisch voordeel kan evenaren. De FIA probeert dit al jarenlang tegen te gaan om de strijd zo eerlijk mogelijk te houden. Al in 2015 werd een technische richtlijn uitgevaardigd om te voorkomen dat de destijds nieuwe wastegate-uitlaten in- en uitgeschakeld zouden worden met een vloeistofschakelaar. Die richtlijn werd rondgestuurd na vragen van James Allison, destijds technisch directeur bij Ferrari, en hij beschikte over verregaande kennis over de F-duct en DRD van zijn periode bij Renault/Lotus. Sindsdien heeft de wedstrijdleiding meerdere nieuwe richtlijnen uitgevaardigd, maar zoals bekend zoeken alle teams altijd naar de mazen in de wet.

Wastegate-toren

Succesvolle concepten uit het verleden kunnen weliswaar verboden worden, maar verdwijnen nooit helemaal uit het systeem van de Formule 1. Op een later moment komen dergelijke ideeën altijd op de een of andere manier weer terug. Het zou zo kunnen zijn dat Ferrari gewoon een oud concept van de plank heeft gehaald: ervoor kiezen op de hete lucht afkomstig uit de wastegate-uitlaten te gebruiken om de richting van de uitlaatgassen en lokale luchtstromingen te verstoren, wat resulteert in het ‘stallen’ van de achtervleugel.

Je zou kunnen stellen dat alle andere teams dan ook voor deze uitlaatopstelling kunnen kiezen. Dat klopt voor een deel, maar het is niet zo dat alle teams - laat staan andere fabrikanten - dezelfde mapping gebruiken voor de wastegate en MGU-H. Sterker nog: waarschijnlijk doen alle andere teams precies het tegenovergestelde van Ferrari. Zij proberen meer elektrische energie terug te winnen en/of verstoring van de luchtstroming richting achtervleugel te beperken door de uitlaatgassen aan de achterkant te minimaliseren. Er wordt dus - in tegenstelling tot Ferrari - niet gedacht aan de voordelen.

Dit is pas het begin

Ferrari SF71H, nieuwe uitlaat in Hockenheim

Illustratie: Giorgio Piola

Mocht Ferrari er daadwerkelijk in geslaagd zijn om de wastegate en uitlaat op zo’n manier te gebruiken dat de ‘stall’ van de achtervleugel bereikt wordt, dan mag de concurrentie de borst natmaken. Dit is dan pas waarschijnlijk het begin van het ontwikkelingsproces, met nog veel meer winst in het verschiet.

Het lijkt dan ook logisch dat de ontwikkelingen die in Duitsland getest werden deel uitmaken van de volgende sprong. De Scuderia introduceerde op Hockenheim de wastegates bovenop de uitlaat, dichter bij de achtervleugel. De vleugel zelf was voorzien van een nieuwe voorrand (zie hieronder) maar ook van een aangepaste hoek van het achterste deel. Bovendien werd duidelijk toen het nieuwe concept van de wagen werd gehaald dat de onderste van de twee wastegates samenkomt met de bovenste. Dat houdt in dat de stroming van de bovenste sterker wordt, om een beter effect te bewerkstelligen.

Ferrari SF71H motor

Illustratie: Giorgio Piola

Vooralsnog tasten we veelal in het duister of dit daadwerkelijk de reden is van de wederopstanding van Ferrari. Ook de concurrentie probeert uit alle macht het geheim van de Scuderia te achterhalen. Komt het voordeel voort uit een - voorlopig - onverklaarbaar voordeel met de energieterugwinning, of maakt men gebruik van de aangeblazen achtervleugel?

Een ding is zeker: deze vondst is een meerwaarde voor alle Ferrari-aangedreven teams, alle andere fabrikanten zijn naarstig op zoek naar antwoorden.