F1 Tech: De belangrijkste ontwerpkeuzes waardoor Red Bull kan domineren

De Red Bull RB18 is gedurende het seizoen boven komen drijven als de beste Formule 1-auto van 2022, met name op zondagen. Je zou zelfs kunnen stellen dat dit de beste wagen is die het team uit Milton Keynes ooit heeft geproduceerd, gezien de huidige dominantie en de uitdagingen die de nieuwe reglementen opleverden. Wat echter het meest opvallende is aan het huidige seizoen, is dat Red Bull Racing niet met de snelste wagen aan het jaar begon. Het team moest eerst de achterstand op Ferrari goed maken, om er vervolgens overheen te gaan.

Er is geen eenvoudige verklaring waarom de RB18 zo effectief is onder de nieuwe regels. Het is een combinatie van factoren - sommigen al vanaf het eerste moment aanwezig en anderen gedurende het jaar ontwikkeld - die samen zorgen voor een briljant totaalpakket. Laten we de meest interessante aspecten van de auto onder de loep nemen. 

Ophanging

Red Bull was onder het vorige reglement tussen 2009 en 2021 verantwoordelijk voor ‘het nieuwe normaal’ voor wat betreft de algehele vormgeving van de ophanging. Sinds de RB5 koos het team voor een pull rod achterwielophanging en een pushrod aan de voorzijde. Dit werd in Milton Keynes op aerodynamisch vlak gezien als de beste optie onder de betreffende regelgeving. Zo nu en dan werden andere opties overwogen, zoals een pullrod voorwielophanging. Toch kwam men telkens terug bij het oude vertrouwde concept.

Vanwege de impact van de ophanging op de nieuwe wagens voor 2022, draaide Red Bull de boel om: een pushrod aan de achterkant om ruimte te maken voor de grotere diffuser, en pullrod aan de voorkant van de RB18.

Red Bull Racing RB18 voorwielophanging

Illustratie: Giorgio Piola

Het andere interessante aspect met betrekking tot de voorwielophanging van de RB18, is dat het team vast is blijven houden aan de enkele wishbone. Het element is dit jaar wel bevestigd aan de bovenste, voorste draagarm. Ook de stuurinrichting is van plaats veranderd. Dit zat voorheen in het chassis verwerkt, maar is nu naar de gebruikelijkere positie verder naar voren gepositioneerd.

Bib tray

Wat de verende elementen betreft, is het vermeldenswaard welke opstelling gebruikt wordt om de bib-zone van de auto wat meer flexibiliteit te geven. Red Bull heeft gekozen voor een Belleville-veer. Andere opties, zoals een spiraalveer, bladveer of demper, zijn door andere teams met meer en minder succes uitgeprobeerd. 

Red Bull Racing RB18 splitter detail

Illustratie: Giorgio Piola

In het geval van Red Bull zorgt het gebruik van de Belleville-veren voor een compacte installatie. Daarnaast kan het ook resulteren in minder vibraties, iets wat het vermelden waard is als een van de factoren die een rol speelt in de beperkte hoeveelheid porpoising waar Red Bull mee kampt. De RB18 beschikt over een aantal stangen en interne verstevigingen (zie hieronder) waardoor de vloer minder doorbuigt bij belasting. 

De vloer

Red Bull Racing RB18 floor stiffening

Illustratie: Giorgio Piola

Red Bull RB18 internal floor stay

Foto: Giorgio Piola

De nieuwe reglementen leggen nog meer de nadruk op de prestaties van de vloer en diffuser. De gevoeligheid voor veranderingen aan de rijhoogte speelt een belangrijke rol bij het ontwerp. De toegenomen complexiteit van de vloer, diffuser en aanverwante componenten heeft ook geresulteerd in een toename van het gewicht. Alle teams hebben in de eerste fase van het seizoen geprobeerd om de wagens op dieet te sturen, aangezien dit de snelste manier is om tijd te winnen. Hierbij moet de levensduur en betrouwbaarheid natuurlijk niet in het geding komen.

Red Bull Racing RB18 vloer

Illustratie: Giorgio Piola

De FIA wilde voorkomen dat er net als de voorbije jaren weer extreme oplossingen aan de randen van de vloer zouden ontstaan, maar wilde de ontwerpers toch de nodige vrijheid geven. Red Bull heeft ervoor gekozen om de ‘edge wing’ op de rand van de vloer niet op de traditionele wijze te gebruiken zoals enkele concurrenten doen. Interessant is dat de formatie inspiratie heeft geput uit de regels die in 2021 geïntroduceerd werden, wat destijds resulteerde in Z-vormige uitsneden. Een variant daarop zien we dit jaar terug op de RB18.

Kort daarvoor bevindt zich een hoefijzervormige inkeping waarmee een hoogteverschil in de vloer ontstaat. De kortere sectie erachter bevindt zich op een andere hoogte met andere contouren dan het gedeelte ervoor. Het team heeft dit gedeelte van de vloer diverse malen verfijnd en aangepast op de prestaties zowel aan het oppervlak als aan de onderzijde te verbeteren. 

Red Bull Racing RB18 floor

Illustratie: Giorgio Piola

Red Bull RB18 floor detail

Foto: Giorgio Piola

Dit heeft geresulteerd in een klein vinnetje op de rand van de hoek van de vloer (rode pijl, illustratie links). Ook de vorm en grootte van het kanaal onder de rand van de sidepod is gewijzigd. 

Het ontwerp van de onderzijde van de vloer bevat ook een aantal intrigerende aspecten. Het team heeft niet gekozen voor de conventionele vormen van de verschillende elementen zoals men zou verwachten. De boegsectie van de vloer (1 & 2) beschikt over een aantal opvallende vormen, die nauw samenwerken met de vin die ervoor zit. Dit is een behoorlijk uniek ontwerp in vergelijking met de andere teams. 

Dit ontwerp is inmiddels door een aantal rivalen gekopieerd, evenals de vorm van de achterboeg van de vloer (3). De ‘schaatsijzer’-oplossing die het eerst te zien was op de RB18 (4) is inmiddels ook toegepast op de Ferrari F1-75 en de Alpine A522. 

Red Bull Racing RB18 vloer

Illustratie: Giorgio Piola

Remkoeling

Een gebied waar Red Bull in de eerste fase van het seizoen veelvuldig veranderingen doorvoerde, was de behuizing van de voorrem. Door de grotere velgen die vanaf dit jaar gebruikt worden (18 inch in plaats van 13 inch), zijn ook de remschijven in diameter toegenomen. Deze zijn nu zo’n 50 millimeter groter dan voorheen. Het aantal gaten dat in deze remschijf geboord mag worden voor gewichtsbesparing, is echter beperkt. Ook de koelgaten zijn aan banden gelegd. Dit heeft uiteraard invloed op het ontwerp van diverse componenten. De luchtstroming en warmteoverdracht is door de grotere remtrommel eveneens veranderd. 

Red Bull RB18 voorremconfiguratie

Illustratie: Giorgio Piola

Red Bull heeft er, net als diverse rivalen, voor gekozen om een interne behuizing van de remschijf te creëren. Hierdoor wordt de remschijf binnenin de veel grotere remtrommel geïsoleerd en verandert de luchtstroming in, rond en weg van de schijf. Zo kan het team de temperatuur beter managen. In de zoektocht naar optimale prestaties zijn er diverse veranderingen doorgevoerd, zowel aan de vorm van de behuizing als aan de inhoud ervan. 

Het oorspronkelijke ontwerp (inzet linksboven) bestond uit isolatiemateriaal dat de schijf bedekte. Later is dat veranderd in een element van koolstofvezel. Ook is goed te zien dat de kleur van zowel de behuizing als de remklauwen veranderd is. Beide elementen beschikken nu over een thermische coating om de warmtetransfer te verbeteren.

Bodywork

Red Bull Racing RB18 engine cover comparison & floor indent

Red Bull Racing RB18 engine cover cooling outlet

Illustratie: Giorgio Piola

Red Bull heeft gedurende het seizoen diverse updates doorgevoerd aan de sidepods en motorkap. Hiermee zocht het team naar een betere balans tussen de koeling en de aerodynamische prestaties. 

De grootste veranderingen kwamen tijdens de Britse Grand Prix, toen het team een pakket introduceerde dat elders op de grid al te zien was. De nieuwe uitstulping achter de halo en de cockpit, in de paddock ook wel gekscherend ‘de plank’ genoemd, zorgt aan de bovenkant voor een duidelijke route die de lucht kan afleggen. Daaronder is ruimte voor andere luchtstromingen richting achterwielophanging en diffuser. Een race later volgde een aanpassing van dit concept door de achterste sectie van de motorkap te openen voor meer koeling, wat ten koste ging van het achterste deel van de haaienvin. 

Een verdere optimalisatie van het nieuwe ontwerp volgde in België (zie inzet). Het mid-sectie bodywork tussen de ‘plank’ en de sidepod werd onder handen genomen. De aanpassingen gingen gepaard met een nieuwe vormgeving van de wishbone (bovenste inzet, blauwe pijl). 

Vleugels

Red Bull RB18 endplates vergelijking

Illustratie: Giorgio Piola

De regels voor 2022 hebben als doel om de wagens elkaar beter te laten volgen. Daardoor zijn de mogelijkheden met de voor- en achtervleugel flink aan banden gelegd, om te voorkomen dat er te veel vuile lucht achter de auto’s ontstaat. Toch zien we nog behoorlijk wat verschillende concepten bij de diverse teams. De verhouding tussen downforce, balans van de auto en het sturen van luchtstromingen is nog altijd van cruciaal belang in de zoektocht naar de beste prestaties van ieder team.

Red Bull heeft diverse kleine veranderingen doorgevoerd aan de bovenste flap van de voorvleugel, afhankelijk van de karakteristieken van de baan. De grootste verandering kwam al vrij vroeg in het jaar, toen de vin aan de buitenkant van de endplate in Australië werd aangepast voor een S-vormige variant. Dit zorgt voor een andere drukverhouding en luchtstroming naar achteren.

Red Bull Racing RB18 beam wings

Illustratie: Giorgio Piola

De meeste veranderingen heeft het ontwerpteam echter doorgevoerd aan de beam wing. De formatie begon het seizoen met een heel ander concept dan alle andere teams. Al snel werd het oppervlak verkleind om de luchtweerstand te verkleinen. Het is belangrijk om te melden dat de beam wing bedoeld is om de luchtstromingen aan de achterzijde van de wagen met elkaar te verbinden. Dat houdt in dat het element invloed heeft op de diffuser en de achtervleugel. Daarom zien we ook totaal verschillende concepten voor circuits met veel en met weinig downforce. Op de banen waar weinig downforce vereist is, heeft Red Bull ervoor gekozen om de bovenste flap weg te halen. In Hongarije verscheen daarentegen een nieuw, meer traditioneel concept. 

Red Bull Racing RB18 rear wing

Illustratie: Giorgio Piola

Red Bull Racing RB18 rear wing comparison

Illustratie: Giorgio Piola

De RB18 is waarschijnlijk de meest efficiënte auto van het gehele veld. De topsnelheid versus het downforceniveau van de vleugels ten opzichte van de concurrentie is daarvan het bewijs. Het team heeft dus nog nooit met een echte low downforce achtervleugel hoeven rijden, zelfs niet op Monza. Het team koos er na een test in de eerste vrijdagtraining zelfs niet voor de rechte bovenrand om de luchtweerstand te verminderen, al had dat ook te maken met een klapperende DRS-vleugel waar het team eind 2021 ook mee kampte. 

Uiteenlopende belangen

Red Bull Racing RB18 vloer vergelijking

Illustratie: Giorgio Piola

Niet elk nieuw onderdeel dat op een F1-auto gemonteerd wordt, levert een verbetering op. Teams moeten de positieve en negatieve aspecten afwegen van een ontwerp dat niet direct het verwachte resultaat oplevert. Het komt ook regelmatig voor dat een oplossing die in theorie de snelste rondetijd moet opleveren, in praktijk niet past bij de rijstijl van een of beide rijders. 

Een update op Silverstone bezorgde Red Bull exact die kopzorgen. De RB18 van Max Verstappen is de laatste tijd voorzien van de vloer van eerder in het jaar, terwijl teamgenoot Sergio Perez moet rijden met een complexere versie die meer lijkt op de vloer waarmee Ferrari al een tijd rijdt. De Nederlander voelde zich niet prettig bij het nieuwe concept. Perez moet nu data verzamelen om te zien of de vloer toch potentieel heeft voor 2023.

Het budgetplafond en de beperkte hoeveelheid tijd die besteed mag worden aan CFD en in de windtunnel, gebaseerd op de positie in het kampioenschap, zorgt ervoor dat Red Bull voorzichtiger dan ooit om moet gaan met de ontwikkeling van de wagen. Dat geldt niet alleen voor het lopende seizoen, maar ook voor de auto van 2023. Daarom zal het aantal updates in de slotfase van het seizoen flink afnemen.