Giorgio Piola's technische F1-analyses

Tech analyse: De eerste trends voor 2017 worden zichtbaar

De Formule 1 staat aan de vooravond van een ingrijpende verandering, nu komend jaar het technisch reglement op de schop gaat. Diverse teams maken van de gelegenheid gebruik om onderdelen voor 2017 te testen.

In Mexico verschenen meerdere teams met onderdelen op de auto die weinig of niets te maken hebben met het huidige seizoen. Stuk voor stuk componenten om data voor 2017 te vergaren. Real-life tests op het circuits zijn nog altijd beter dan de simulatietechnieken die in de fabrieken gebruikt worden. Dat wil echter niet zeggen dat we deze onderdelen volgend jaar ook daadwerkelijk op de wagens zien zitten, maar ze bieden een eerste indicatie van de trends die aanstaande zijn. Onze technisch redacteuren Giorgio Piola en Matt Somerfield leggen uit.

McLaren MP4/31 en Mercedes W07 voorvleugel endplates vergelijking, Amerikaanse GP
McLaren MP4/31 en Mercedes W07 voorvleugel endplates vergelijking, Amerikaanse GP

Giorgio Piola

Mercedes was een van de eerste teams die op het circuit nieuwe componenten ging uitproberen. Dat kan het merk met de ster ook gemakkelijk doen, gezien hun huidige dominantie en de constructeurstitel reeds op zak. Een vrije training opofferen om testwerk te verrichten, heeft voor MB weinig invloed op het eindresultaat.

Al in Sepang kwam Mercedes op de proppen met een nieuwe voorvleugel, waarmee vervolgens ook in Austin en Mexico werd geëxperimenteerd. Op het Autodromo Hermanos Rodriguez hadden voor het eerst zowel Hamilton als Rosberg de beschikking over het nieuwe element. Het concept lijkt gebaseerd op de filosofie van de endplate van de achtervleugel waarmee Toro Rosso al het gehele seizoen rijdt, die later gekopieerd is door Mercedes, McLaren en Sauber. De horizontale hoofdplaat van de voorvleugel is opgedeeld in twee elementen, met een opening over de gehele lengte. Daardoor staat het volledig los van de endplate (gemarkeerd in geel). Enkele metalen bevestigingssteunen zijn gemonteerd voor de stevigheid (zie pijl). Schijnbaar vindt Mercedes dit een interessante oplossing voor 2017 en was het bereid om tijd, energie en geld te steken in de ontwikkeling en productie van de vleugel. Zo kan de kampioensformatie op het circuit bepalen of het element in praktijk werkt zoals de CFD-simulaties en de windtunneldata doen vermoeden. 

Mercedes W07 endplates: vergelijking Canada en Maleisië
Mercedes W07 endplates: vergelijking Canada en Maleisië

Giorgio Piola

In bovenstaande vergelijking zijn de verschillen tussen de gebruikelijke (links) en de 2017-versie (rechts) van de voorvleugel te zien. De endplate staat in de testversie los van de eerste twee horizontale hoofdelementen (gemarkeerd in geel). Hierdoor ontstaan andere luchtstromingen, die daardoor een andere invloed hebben op de overige elementen van de vleugel en de wijze waarop de lucht richting de voorband en onder de auto terecht komt.

De vorm van de voetplaat, het eerste horizontale element van de vleugel, heeft invloed op de wijze waarop de lucht richting de band stroomt. Daarnaast maken alle teams gebruik van een ‘ark’, een tunnelvorm kort voor de endplate. Dit zorgt voor een krachtige werveling die lucht wegduwt uit de baan richting het loopvlak van de band. Hierdoor wordt de levensduur van de band verlengd en werken aerodynamische onderdelen verderop de auto beter. Deze twee stromingen worden anders - en vermoedelijk minder ingrijpend - wanneer er een opening vrijgelaten wordt tussen de horizontale hoofdplaten en de endplate. Die mening wordt gedeeld door McLaren, dat in Austin testte met een vleugel zonder deze tunnelvorm. 

Mercedes W06 voorvleugel, Chinese GP
Mercedes W06 voorvleugel, Chinese GP

Giorgio Piola

Mercedes introduceerde tijdens de Grand Prix van Japan 2015 een meer uitgesproken tunnel. Andere teams, waaronder Force India, namen dat concept dit jaar over. Zij zagen het belang in van de aero-structuur die ermee gecreëerd kan worden. Vanwege de nieuwe reglementen is de kans groot dat we volgend jaar weer diverse verschillende concepten te zien krijgen. Elk team ontwikkelt een eigen concept. In de loop der tijd blijkt welk idee het meest succesvol is en dat zal ongetwijfeld gekopieerd worden door veel rivalen. 

De nieuwe regels leveren de ontwerpers ook de nodige uitdagingen op. In 2017 worden de bargeboards groter, als een van de maatregelen om de gewenste vijf seconden tijdwinst per ronde te realiseren. Dat betekent dat er meer materiaal langs de auto geplaatst wordt, wat een fysieke barrière oplevert voor bepaalde luchtstromingen die momenteel via de voorvleugel gecreëerd worden. De bargeboards moeten dus goed vormgegeven worden om een positieve invloed te hebben op de lucht afkomstig van de voorbanden. Tevens kan het component gebruikt worden om de vloer en sidepod af te schermen voor deze stroming, wat aerodynamische voordelen kan opleveren. 

2016/2017 vergelijking voorvleugels
2016/2017 vergelijking voorvleugels

Giorgio Piola

Dat betekent niet dat er geen aandacht meer uit hoeft te gaan naar de luchtstromingen aan de voorzijde, het werkt gewoonweg op een andere manier. De luchtweerstand die ontstaat door de rotatie, deformatie en beweging van de voorband zal ook in 2017 goed gemanaged moeten worden. Momenteel proberen de teams uit alle macht de aerodynamica zo vorm te geven dat deze zorgt voor een zuigende werking, waardoor de werveling afkomstig van de banden weggetrokken wordt bij de vloer. De kans is groot dat men komend jaar besluit om meer binnenwaarts gerichte stromingen te creëren, die samenwerken met de lucht afkomstig van de neutrale sectie van de vleugel bij de neus en de bargeboards om de lucht naar buiten te stuwen. Dat is mogelijk doordat er meer ruimte is tussen het einde van de vleugel en het begin van de vloer. 

McLaren MP4/31 vinnen onder de voorvleugel, GP van Mexico
McLaren MP4/31 vinnen onder de voorvleugel, GP van Mexico

Giorgio Piola

Ook McLaren ging in de vrije trainingen in Mexico verder met de datavergaring voor volgend jaar. De 2017-concept voorvleugel werd net als in Austin gebruikt. 

De belangrijkste conceptuele veranderingen zijn zichtbaar in bovenstaande afbeelding. De horizontale hoofdplaten zijn richting de endplate afgevlakt en de gebruikelijke ark is weggelaten [1]. De voetplaat [2] is anders vormgegeven om de vorm en kracht van de werveling die het creëert te veranderen. Tenslotte zijn de vinnen onder de vleugel [3] uitgebreid van drie naar vier. Deze elementen lijken onbelangrijk maar reguleren de richting van de luchtstroom. Dat is zeer belangrijk aangezien in 2017 zowel de vleugel als de banden breder worden.

McLaren front wings comparison, 2017 vs 2016, Mexican GP
McLaren vergelijking van de voorvleugels, 2017 vs 2016, GP Mexico

Giorgio Piola

Bovenstaande afbeelding toont het grote verschil tussen de test- en de raceversie van de voorvleugel. Met behulp van de gele markering is goed te zien welke veranderingen er aan de horizontale elementen zijn doorgevoerd. 

Hierboven een 2D-animatie waarin de twee vleugels met elkaar vergeleken worden.

Het evaluatiewerk hield daar niet op voor McLaren. In de eerste training was de MP4-31 uitgerust met diverse camera’s om de data van het circuit te correleren met de gegevens uit de fabriek. Er waren twee camera’s gemonteerd op de neutrale sectie van de horizontale hoofdplaat, gericht richting de splitter. De een was vermoedelijk een infraroodcamera, de ander een slow-motion camera. Daarmee analyseert het team de mate van buiging van de splitter. 

Jenson Button, McLaren MP4-31 camera's op de sidepod
Jenson Button, McLaren MP4-31 camera's op de sidepod

Foto: XPB Images

Op de horizontale sectie van de sidepod airflow conditioners (zie pijl) waren nog meer camera’s bevestigd. Deze waren voorzien van een behuizing die zo aero-neutraal mogelijk was vormgegeven, om zo min mogelijk impact te hebben op de luchtstroom. De omhulsels waren elk voorzien van twee camera’s: eentje gericht op de achterkant van de voorband en eentje gericht op de voorkant van de achterband. De informatie biedt inzicht in de slijtage van de band. 

Ferrari SF16-H T Tray, GP Mexico
Ferrari SF16-H T Tray, GP Mexico

Giorgio Piola

Ferrari voelt vooralsnog niet de behoefte om een conceptvleugel voor 2017 te testen. De Scuderia focust zich vooralsnog op de opties onder het chassis van de SF16-H.

Ferrari SF16-H T-Tray en Bat Wing vergelijking: GP's van Maleisië en Japan
Ferrari SF16-H T-Tray en Bat Wing vergelijking: GP's van Maleisië en Japan

Giorgio Piola

Sinds Japan gebruikt Ferrari een set van de meer complexe turning vanes en de Bat Wing, in plaats van de chassis winglets die op Silverstone geïntroduceerd werden. Tijdens de eerste training in Mexico was de bolide van Vettel voorzien van weer een andere oplossing, met een winglet in de trant van de Bat Wing gemonteerd aan de splitter. Hiermee probeert het team de filosofie onder de knie te krijgen die door Red Bull werd geïntroduceerd en sindsdien gekopieerd is door McLaren.

Vinnen aan de voorkant van de McLaren MP4/31, Duitse GP
Vinnen aan de voorkant van de McLaren MP4/31, Duitse GP

Giorgio Piola

Al deze concepten hebben hetzelfde doel: wervelingen creëren die de stroming afkomstig van het neutrale gedeelte van de voorvleugel beïnvloeden. Opvallend is echter dat Ferrari dit seizoen al drie verschillende ideeën heeft uitgeprobeerd. De Italiaanse formatie wil niet enkel de prestaties van de huidige bolide verbeteren, maar probeert ook nuttige data voor 2017 te vergaren.  

2016/2017 vergelijking voorvleugels
2016/2017 vergelijking voorvleugels

Giorgio Piola

De veranderingen voor 2017 zijn aanzienlijk. De neus wordt ten eerste 200 millimeter langer, met een minimumlengte van 1050 millimeter in plaats van 850 millimeter. Dat zorgt voor een andere relatie tussen de neus en het centrale gedeelte van de voorvleugel, wat de structuur van de luchtstroom onder de neus en het chassis verandert. Ten tweede is de voorste lijn van de vleugel niet langer recht, maar loopt hij schuin weg. Dat verandert de kracht en richting van de luchtstroming. Ten derde worden de bargeboards significant groter. Dat verandert de wijze waarop de wervelingen afkomstig van de draaiende voorband gemanaged worden door omringende luchtstructuren. En tenslotte wordt de splitter 100 millimeter korter, waardoor de ‘rake’, de hellingshoek van de auto van voor naar achteren gezien, kan toenemen. Ook dat verandert de wijze waarop de lucht onder of over de vloer stroomt. 

Al deze veranderingen hebben een ingrijpend effect op de wijze waarop de lucht onder en rondom de auto stroomt. Alle tests die al dit seizoen op het circuit uitgevoerd kunnen worden, zijn dus van grote waarde met het oog op 2017.

Schrijf een reactie
Geef reacties weer
Over dit artikel
Raceklassen Formule 1
Evenement Mexicaanse GP
Circuit Autodromo Hermanos Rodriguez
Artikel type Analyse
Topic Giorgio Piola's technische F1-analyses