F1 Tech: De uitdaging van de 18 inch velgen voor de ontwerpers

De Formule 1 stapt in 2022 over op een volledig nieuw ontwerp van de auto’s. Het doel: coureurs moeten elkaar beter kunnen volgen en makkelijker kunnen inhalen. Onderdeel van het pakket veranderingen is de overstap naar velgen met een diameter van 18 inch. In het verleden werd zo’n overstap nog enkele malen afgeschoten, maar in 2022 gaat het toch echt gebeuren. Voor bandenleverancier Pirelli betekent dat een flinke aanpassing. Zo krijgen de nieuwe banden onder meer een dunnere zijwand ten opzichte van de afgelopen jaren.

Ook voor de teams en coureurs vormt het nieuwe formaat van de banden een forse uitdaging, mede doordat het nieuwe rubber zich anders gaat gedragen dan voorheen. Het zicht van de coureurs wordt door de banden ook verder beperkt, doordat het wiel zo’n 60 millimeter hoger is dan de vorige exemplaren van Pirelli. Over de voorwielen heen kijken wordt hierdoor een grotere uitdaging en dan hebben we de nieuwe kleine deflectoren boven de voorwielen nog niet meegerekend. Ook die nemen nog een hap uit het blikveld van de coureurs.

De aerodynamica-specialisten van de teams krijgen ook een uitdaging voor de kiezen. Het profiel van de band gaat zich anders gedragen dan het rubber dat vorig jaar werd gebruikt. De ontwerpers zullen vooral snel willen weten hoe het dynamische gedrag van de band voor inconsistenties zorgt. In het verleden hebben teams diverse trucs uitgehaald om het effect van tyre squirt (de impact van de bewegende en vervormende banden op de luchtstroom naar achteren) te verminderen. Maar doordat veel van deze ontwerpkenmerken zijn verwijderd of aan strikte beperkingen moeten voldoen, moeten de teams op zoek naar andere oplossingen om met de verandering van de stijfheid en de hoogte van de zijwand van de band om te gaan.

De vervorming van de banden

Foto: Giorgio Piola

Lange tijd werd Pirelli gevraagd om banden te ontwikkelen die bijdragen aan het spektakel. De thermische degradatie werd daarbij aangewezen als manier om strategische verschillen tussen teams en coureurs te creëren. Dit leidde er echter toe dat coureurs gedurende stints niet voluit konden gaan, om zodoende banden te sparen en een extra pitstop uit te sparen. Als een coureur zich aan een bepaalde deltatijd hield, was het sneller om de race op oude banden uit te rijden dan om een extra stop te maken, zeker als het tijdverlies in verkeer erbij komt.

De coureurs hebben echter gevraagd of er bij de nieuwe banden minder nadruk gelegd kon worden op dat aspect gelegd en daar is naar geluisterd. Pirelli heeft de opdracht gekregen om een andere aanpak te hanteren voor de nieuwe banden, waardoor er in de races minder nadruk komt te liggen op het bandenmanagement. Dat heeft de Italiaanse firma gedaan door een nieuwe constructie te ontwikkelen voor de stijvere en dunnere zijwand van de banden. Hiermee moeten de problemen met de temperatuur op de schouder van de band, waar de teams in het verleden mee kampten, tegengaan. Dat moet weer zorgen voor minder bandenmanagement.

De jacht op betere prestaties

Onder de vorige reglementen deden de teams hun best om deze problemen te verminderen en vonden daarvoor op meerdere plekken wat performance. Dat gebeurde bijvoorbeeld bij de strategie met de bandenwarmers en het ontwerp van de velgen, de brake ducts en de wielophangingen. Met ingang van 2022 wordt er op dit front qua ontwerp echter fors ingegrepen als onderdeel van de grote wijzigingen, waardoor onder meer de aerodynamische balans van de bolides verandert. Het genereren van downforce gaat hierbij in grotere mate door de vloer gebeuren.

Stapels banden in bandenwarmers

Foto: Andrew Hone / Motorsport Images

Allereerst gaat er wat veranderen bij de bandenwarmers. Het algehele verbod van deze elementen gaat pas in 2024 in, maar vanaf 2022 is de maximumtemperatuur vastgelegd op 70 graden Celsius. Voorheen was dat 100 graden. Mogelijk moeten coureurs hierdoor hun aanpak bij het uitrijden van de pits en de start van de race veranderen. Het opwarmen van de banden gaat nu mogelijk weer een factor worden, terwijl de afgelopen jaren meteen op de temperatuur gelet moest worden. 

Daarnaast verandert er een en ander aan de ophanging. De afgelopen jaren hebben veel teams de ophangingselementen verhoogd en ingezet op extremere pushrod-on-upright-oplossingen. Dat werd gedaan ten behoeve van aerodynamisch voordeel, maar in 2022 kan dat niet meer. Deze elementen zijn verwijderd, evenals diverse hydraulische oplossingen. In plaats daarvan gaan de teams terug naar klassieke ophangingen met veren, die uiteraard van invloed zijn op het rijgedrag van de auto en de coureur andere feedback en een ander gevoel geven. 

Mercedes AMG F1 W10 detail voorwielophanging

Foto: Giorgio Piola

Qua velgen kunnen de teams niet langer hun eigen leverancier kiezen. BBS heeft een tender gewonnen en wordt daarmee de exclusieve leverancier. Het gevolg is dat het voordeel die de teams hadden behaald op het gebied van het beheersen van de warmteoverdracht tussen band en velg zullen verdwijnen. Zo zijn de grote koelspaken die Mercedes de laatste jaren op de velgen plaatste, niet langer mogelijk.

Mercedes F1 AMG W09 velg

Foto: Giorgio Piola

Ook het formaat van de remschijven is veranderd voor 2022. Sinds 2017 waren de schijven zowel voor als achter 278 millimeter in diameter, maar dit jaar is alles anders. Aan de voorkant kunnen de teams kiezen tussen voor een formaat tussen 325 en 330 millimeter, aan de achterzijde moet de remschijf tussen 275 en 280 millimeter zijn. De veranderingen hebben uiteraard gevolgen voor het ontwerp van de remschijven en hun nabijheid tot de grotere velgen. Daarnaast zijn er andere ontwerpoverwegingen die samenkomen in het ontwerp van het remkanaal.

Op dit gebied zouden de teams dus kunnen proberen om een kleine winst te boeken ten opzichte van de concurrentie. De mogelijkheid om complexe ontwerpen te maken is door de nieuwe reglementen drastisch ingeperkt, maar de overdracht van warmte die onder het remmen wordt gegenereerd kan nog steeds van cruciaal belang blijken bij het beheersen van de bandentemperatuur.

In het ontwerp van de testauto van McLaren is te zien dat er ruimte is om de remtrommel te vergroten, zodat deze dezelfde afmetingen heeft als de velg. Dat is wat de teams de afgelopen jaren ook deden met de 13 inch velgen. De teams kunnen echter ook voordelen zien in het gebruik van een iets kleinere remtrommel, waardoor er meer ruimte ontstaat tussen de trommel en de velg.

In de komende weken gaan de teams hun Formule 1-bolide voor 2022 presenteren. Iedereen is benieuwd naar de verschillende oplossingen waarmee de teams op de proppen komen voor het nieuwe seizoen, maar bij de teams en coureurs is er ook spanning. Zij moeten tot de eerste test afwachten of zij de zaken goed voor elkaar hebben wat betreft de zaken die de prestaties van de banden kunnen beïnvloeden.