Analyse: Waarom Red Bull in F1 2021 voordeel heeft van hoge rake

"De nieuwe regels zijn vooral bedoeld om Mercedes af te remmen", liet Lewis Hamilton na afloop van de kwalificatie in Bahrein optekenen. Het zijn woorden die de zevenvoudig wereldkampioen al vaker heeft uitgesproken en woorden die geen hout snijden. Zo zijn de aanpassingen vooral op verzoek van Pirelli doorgevoerd, omdat het Italiaanse merk nog een seizoen de banden uit 2019 zou gebruiken. Dat laatste is door de introductie van een robuustere constructie niet gebeurd, al was het technische reglement voordien al vastgesteld.

De woorden dat het primair is om 'Mercedes af te remmen' zijn onjuist, al is dat wel een onbedoeld gevolg gebleken. Zo laat de onderstaande tabel goed zien dat de formatie van Toto Wolff behoorlijk heeft ingeleverd. In deze tabel zijn de kwalificatietijden voor de GP Bahrein 2020 vergeleken met de kwalificatietijden voor de GP Bahrein 2021. Allereerst springt in het oog dat Ferrari het minst heeft verloren over één ronde. Dat is met name te danken aan een sterk verbeterde motor en een aerodynamisch pakket dat minder 'drag' oplevert. De Scuderia is nog altijd niet boven Jan, maar het herstel lijkt wel ingezet. Aan de andere kant van het spectrum valt op dat Mercedes en diens klantenteams Aston Martin en Williams meer dan twee seconden hebben ingeleverd. En dat terwijl grootste concurrent Red Bull 'slechts' 1.3 seconden inboet. Haas bungelt kansloos onderaan, maar dat komt doordat de formatie van Guenther Steiner als enige team geen tokens heeft ingezet en alles op 2022 richt.

Het verlies van de Mercedes-teams is hier het meest interessant en is deels te verklaren door 'derating', een begrip waar teambaas Wolff meteen na afloop mee op de proppen kwam. Het houdt simpel gezegd in dat het vermogen uit de ERS op rechte stukken te vroeg op is. Alle Mercedes-aangedreven teams hadden daarmee te maken, al vertelt dat absoluut niet het hele verhaal. Voor dat hele verhaal moeten we namelijk terug naar Hamiltons uitspraken en dus naar de aangepaste vloer. Zo heeft de FIA een diagonale inkeping voor de achterwielen voorgeschreven, met als doel om teams tien procent downforce te laten verliezen.

Nu is dat laatste door inventieve oplossingen niet helemaal gelukt, al heeft de verandering ontegenzeggelijk invloed. Bij die invloed moeten we onderscheid maken tussen twee concepten in de moderne Formule 1: hoge rake en lage rake. Even voor een goed begrip: rake is de mate waarin de achterkant van een auto omhoog staat ten opzichte van de voorkant. Of andersom gesteld: de mate waarin de auto leunt op de neus. Een hogere rake levert een grotere diffuser op, maar vergroot ook de gevoeligheid van de auto. Red Bull kiest traditiegetrouw voor zo'n hoge rake, terwijl Mercedes een lagere rake hanteert en dat opvangt met de langste wielbasis van het veld. Dit is overigens geen kwestie van goed of fout, maar puur een kwestie van verschillende filosofieën om een wagen op te bouwen en om downforce te genereren.

Tekst gaat verder onder de foto:

 

Beide concepten worden geraakt door de FIA-ingrepen (zie bovenstaande foto) maar op verschillende manieren en niet in gelijke mate. Allereerst betekent het hoge rake-concept van Red Bull dat de diffuser nog steeds groter is in volume dan die van Mercedes, de achterkant staat immers veel verder omhoog. Juist dat blijkt nu van cruciaal belang en is de voornaamste manier geworden om ongestraft downforce te genereren. Helemaal koek en ei is het overigens niet voor het team uit Milton Keynes. De schotten van de diffuser zijn dit jaar namelijk vijf centimeter korter op voorschrijven van de FIA en dat verklaart het Red Bull-verlies uit de bovenstaande tabel grotendeels. Het energiedrankenmerk wordt natuurlijk ook wel geraakt door de aangepaste vloer, maar op basis van de eerste signalen veel minder dan Mercedes.

Hoe zit dat dan? Bij het kampioensteam van Wolff is de diffuser kleiner in volume, maar is de wielbasis langer. Daardoor kan Mercedes de achterste vloersectie - die logischerwijs ook groter is dan bij Red Bull - perfect als een verlengstuk van de diffuser gebruiken. Of eigenlijk moeten we daar 'kon' van maken. Hier zit namelijk de crux van het hele verhaal, want juist bij die achterste vloersectie is een belangrijk stuk verdwenen. Het verlies komt veel harder aan dan bij Red Bull omdat het hele downforceconcept van Mercedes hier voor een belangrijk deel op rust - en dus veel minder op de diffuser zelf zoals bij Red Bull Racing en AlphaTauri. Met een golvende vloer in verschillende compartimenten heeft Mercedes wel gepoogd om dat verlies op te vangen en hetzelfde effect te bereiken als vorig jaar, maar het resultaat daarvan komt nog lang niet in de buurt van de 2020-prestaties. De vloersectie is en blijft met andere woorden fors aangetast, terwijl Red Bull nog altijd het voordeel van een grotere diffuser heeft.

Tekst gaat verder onder de foto:

 

Daar komt nog een tweede en absoluut niet te onderschatten aspect bij: de zogenaamde 'enclosed holes' en 'slots'. Om het concept van Mercedes te laten werken en de achterste vloersectie daadwerkelijk als een verlengstuk van de diffuser te gebruiken, is het cruciaal om de luchtstroom onder die vloer goed af te bakenen. Dit deed men voorheen door de randen van de vloer vol te leggen met een combinatie van gaten en talloze sleuven. Maar als klap op de vuurpijl heeft de FIA die 'enclosed holes' ook verboden. Dit maakt het vele malen moeilijker voor Mercedes om de luchtstroom onder de vloer af te bakenen voor externe factoren en een verstoring van de luchtstroom en dat maakt het weer moeilijker om de achterste vloersectie als een verlengstuk van de diffuser te gebruiken. Die vloersectie is dus al kleiner in volume door een afgehakt stuk en wat er overblijft, is ook nog eens minder goed af te bakenen. Twee redenen waardoor het concept vele malen minder krachtig is. De aanpassingen leken op papier nog klein bier, maar hebben in de praktijk een belangrijk fundament onder het hele Mercedes-concept van downforce genereren weggeslagen.

Tweede nadeel: Afbakenen van luchtstroom lastiger door FIA-regel

De inkeping voor de achterwielen en het verbod op 'enclosed holes' maken het generaliserend moeilijker om een lage rake-filosofie tot een succes te maken. Het verklaart de cijfers van Mercedes en Aston Martin uit de bovenstaande tabel en bezorgt technisch directeur James Allison veel kopzorgen. Vooral omdat teams eigenlijk niet al te lang aan de 2021-auto willen werken. F1-teams willen liever nog vandaag dan morgen overschakelen op de bolide voor 2022, waarbij het technische reglement volledig op de schop gaat en het grondeffect terugkeert. Door het budgetplafond en het aero handicap systeem zijn de beschikbare middelen beperkt en is het nog veel belangrijker om een goede balans tussen beide seizoenen te vinden.

Toen Allison afgelopen winter gevraagd werd naar dit thema luidde zijn antwoord met een lach dan ook: "Wij moeten bij de eerste race van 2021 gewoon een topauto neerzetten en kunnen dan meteen alles op 2022 zetten." Juist dat is door de aangepaste vloer niet gelukt. Bij Mercedes lopen genoeg knappe koppen rond om gedurende het jaar alsnog terug te slaan, al is overstappen op een hogere rake door de gehomologeerde ophanging uitgesloten. Hoe dan ook: de tijd en investeringen die in deze zoektocht naar beterschap gaan zitten, vormen nu al een flinke streep door de rekening voor Mercedes. De grote winnaar in dit hele verhaal? Naast teams met hoge rake zonder enige twijfel de neutrale toeschouwer die spannende races wil zien. De veranderingen aan de vloer hebben Mercedes en Red Bull immers veel dichter bij elkaar gebracht, onbedoeld de grootste winst voor de hele Formule 1.

VIDEO: Hoe worden beide concepten (hoge en lage rake) precies geraakt door de veranderde F1-regels?