Tech analyse: de vijf meest opvallende vondsten en foefjes

Een nieuwe generatie Formule 1-auto's zag de afgelopen maand het levenslicht. De bolides zijn door de nieuwe reglementen breder en lager geworden en bovendien hebben de diverse ontwerpafdelingen geprobeerd om elkaar af te troeven met technische vondsten. Craig Scarborough, technisch analist, zet voor GPUpdate.net de vijf meest bijzondere innovaties onder elkaar.

Bargeboards van Mercedes

[photo,300895,left,]

Van Mercedes werd, met zes behaalde wereldtitels sinds 2014, veel verwacht. De W08 EQ Power+, gepresenteerd op Silverstone, liet meteen het hoge denkniveau van het ontwerpteam zien. De auto van 2016 was al zeer verfijnd wat betreft de aerodynamica, ophanging, elektronica en transmissie. Maar evenals vorig jaar rond deze tijd waren vooral de bargeboards van een extreem niveau.

De nieuwe reglementen voor 2017 geven ontwerpers vrijheid om meer bargeboards op de auto te zetten, een belangrijke noviteit. Voor de sidepods zit een ruimte waar bodywork mag worden toegevoegd. Velen hadden een vrij simpel bargeboard verwacht, vergelijkbaar met hetgeen we in de jaren '90 zagen, maar de complexiteit van het bargeboard van Mercedes was verbluffend.

Onder het chassis zorgt twee paar kleine vleugels voor de eerste scheiding van de luchtstroom. Deze komen vervolgens samen in een groter paneel. Hoewel dit eigenlijk één geheel is, wordt deze gevormd door veel kleine randjes en vleugels. Het geheel stuurt veel lucht naar bodemplaat en diffuser. De luchtstromen worden geleid langs de sidepods, terwijl tegelijkertijd luchtstromen van de voorwielen weg van de auto worden geduwd. Dit is altijd de functie van bargeboards geweest, maar omdat de omvang hiervan nu toegenomen is, zijn het zeer krachtige onderdelen van de auto geworden.

Boven de bargeboards zit een onderdeel dat ons doet herinneren aan het seizoen 2008: de flap in de vorm van een boemerang. Ook deze wordt gebruikt om de luchtstromen te controleren. Het is zo hoog en breed als de reglementen voorschrijven en de meeste teams zullen dit gedurende het seizoen ook op de auto gaan zetten, het is een vrij simpele aanvulling.

Achter de centrale bargeboards zit een vleugel van drie panelen, deze vullen de verticale ruimte die daar ontstaan is. In 2009 werden dit soort onderdelen op de auto verboden, een gevolg van de beperkingen wat betreft aerodynamica, nu zijn ze terug om ontwerpers wat speelruimte te geven. Bij de W08 is de volledige ruimte hiervoor benut, met panelen van boven tot onder.

[photo,299380,left,]

Sidepods van Ferrari

[photo,301253,left,]

Een voortdurend gebied van ontwikkeling voor Ferrari zijn de sidepods, waar zich radiatoren bevinden om olie en water te koelen. Vanaf de Ferrari 312B, vroeg in de jaren '70, is Ferrari hiermee bezig. Met name in de jaren '90 hebben we een brede variëteit aan sidepods gezien, dus het mag geen verrassing zijn dat het team ook nu veel aandacht hieraan gegeven heeft. Toch wist Ferrari te verbazen door af te stappen van het typerende ontwerp van sidepods.

In een vooraanzicht wordt het concept duidelijk, waarbij de inham aan de bovenkant ervoor zorgt dat veel lucht om de sidepods heen naar de diffuser gaat. Deze grotere luchtstroom over de diffuser zorgt ervoor dat de druk op de bodemplaat kleiner wordt. De rol van de diffuser wordt hiermee groter, deze creëert meer neerwaartse druk. Om dit concept te laten werken heeft Ferrari radiatoren gemaakt die onder een extreme hoek moeten functioneren. Ook de kreukelzone aan de zijkant moest veranderd worden.

Het is niet moeilijk om de luchtstroom, die begint bij de voorvleugel, te visualiseren. De lucht wil omhoog, over de vleugel, en blijft stijgen over de auto heen. Om ervoor te zorgen dat deze luchtstroom de achtervleugel bereikt, waren onderdelen nodig die ervoor zorgen dat de lucht horizontaal of zelfs neerwaarts gaat. De horizontale panelen die de sidepods vormen pikken deze lucht op en sturen het de juiste kant op. Geen enkel ander team heeft een inham die zo effectief kan werken op deze positie. De lucht die niet in de inham gaat, gaat richting diffuser. Dat is geen natuurlijke richting en daarvoor heeft Ferrari een truc bedacht, die het overigens al drie jaar gebruikt: de radiatoren zijn uitgerust met een soort jaloeziepanelen aan de boven- en onderkant om de luchtstroom negentig graden een ander kant op te begeleiden, zodat het weer uit de sidepods komt. Dit concept, uniek van Ferrari, kan een voordeel opleveren met betrekking tot de luchtstroom.

Om dit te laten functioneren, en legaal te houden, moest gelet worden op de kreukelzone bij een zijwaartse crash. Deze lopen evenwijdig aan de coureur, aan beide kanten van de monocoque. Eigenlijk zou deze op de plek van de sidepod van Ferrari zitten, maar het team heeft het spelregelboek nog eens gelezen en gezien dat deze ook wat lager geplaatst mag worden. Dit is legaal en de auto komt nog altijd door de verplichte crashtests van de FIA. De unieke eigenschappen maken deze vondst lastig te kopiëren door te concurrentie.

[photo,300243,left,]

Ophanging van Toro Rosso

[photo,299360,left,]

Door de bredere banden en grotere nadruk op aerodynamica hebben Mercedes en Toro Rosso ervoor gekozen om de voorwielophanging volledig te herzien. Voor de duidelijkheid: we hebben het hierbij over de structuur van de ophanging, het gedeelte extern van het bodywork. Niet over de controversiële hydraulische systemen van Mercedes waar de FIA naar gekeken heeft.

Bij raceauto's creëert de positie van de wishbone afgezet tegenover de wielen en het chassis de zogenaamde 'geometrie', hoe de wielen sturen en bewegen ten opzichte van de auto. Hoe beter de controle, hoe meer mechanische grip. De band heeft dan namelijk de optimale positie om te presteren. Hoewel dit nog steeds belangrijk is, kan het beperken van de geometrie door het grotere belang van aerodynamica leiden tot snellere rondetijden; je verliest wat mechanische grip, maar wint meer door de toename van aerodynamica. We hebben veel gezien dat de voorste wishbones steeds hoger kwamen te zitten omdat dit aerodynamisch gezien voordelen oplevert. Dit biedt ruimte aan de voorvleugel. Wat Toro Rosso gedaan heeft, is de wishbones nog hoger plaatsen, ten opzichte van het wiel, en daarbij is de bovenste van de twee wishbones boven de velg gekomen. Het uiteinde kan zodoende niet meer in het wiel komen om de stuuras te vormen, het is een vrijdragend deel geworden. Deze vondst heeft als gevolg dat Toro Rosso de voordelen van de geometrie kan behouden en de voorbanden beter kunnen functioneren. Dit is een grijs gebied in de reglementen; een dergelijke constructie werd eerder verboden, maar kan worden omzeild.

Ook deze constructie is lastig te kopiëren door andere teams, iets dat voor de meeste fundamentele ontwerpen geldt. Als de reglementen hetzelfde blijven, zullen we dit volgend jaar echter ook bij diverse andere teams gaan zien.

[photo,300172,left,]

Gat in de neus van Red Bull

[photo,299408,left,]

Eén van de meest opvallende aspecten aan de nieuwe Red Bull is de vorm van de neus. In plaats van gesloten, is het uiteinde daarvan open en zijn er kleine vinnen zichtbaar. Door deze vondst voorkomt Red Bull dat de luchtstromen geblokkeerd worden door de neus en verbetert het de luchstromen onder de neus en bij de panelen eromheen. Dit is een redelijk winstpunt, al kunnen we het geen 'game changer' noemen. Toch moest Red Bull slim zijn om dit legaal te maken.

Want, sinds 2015 bevatten de reglementen duidelijke voorschriften wat betreft de voorkant van de neus. Er werd een minimale omvang vastgesteld en teams probeerden altijd in de buurt van deze grens te blijven. Hierdoor ontstond regelmatig het typische 'thumb tip'-ontwerp dat we gezien hebben op vrijwel alle auto's, afgezien van Mercedes en Force India. Ook verbieden de reglementen gaten of luchtkanalen in de neus, zoals Ferrari probeerde in 2008. Om die reden zou de open neus van Red Bull niet mogelijk moeten zijn. Maar eerdere ontwerpen van Force India en Lotus, met zijn 'twin tusk nose', hebben een precedent geschapen en ervoor gezorgd dat dit toegestaan is. Belangrijk hierbij is dat het geen gat in de gehele neus betreft; je kan door het gat niet de achterkant van de neus zien. Het is alleen een gedeelte met vinnen en voldoet om die reden aan de reglementen.

Vrijwel ieder team met een 'thump tip'-ontwerp van de neus zou kunnen overstappen naar het concept van Red Bull. Sommige teams hebben hier gedurende de winter ook naar gekeken en besloten dat de ontwikkeling daarvan geen prioriteit had, omdat de winst die het oplevert beperkt is. Maar omdat de neus een los onderdeel is, kan deze gedurende het seizoen altijd wijzigen. Wel zullen ingrijpende wijzigingen aan de neus leiden tot nieuwe crashtests van de FIA. Er moet dus het één en ander geïnvesteerd worden om deze wijziging aan de neus aan te brengen.

[photo,299431,left,]

Haaienvin en T-wing van Williams

[photo,299583,left,]

Door de nieuwe reglementen heeft ieder team de mogelijkheden van een haaienvin onderzocht. Ook probeerden de meeste teams een T-wing. Williams vormt daarop geen uitzondering, maar het team is wat verder gegaan dan de meeste andere teams. De FW40 heeft een grotere haaienvin met niet één, maar twee kleine vleugels op de rand.

De nieuwe regels hadden tot gevolg dat de achtervleugel lager geworden is, ook zit deze meer naar achteren. Hierdoor is de luchtstroom niet zo netjes als vorig jaar, met de grotere vleugels. Een hiaat in de reglementen biedt mogelijkheden voor een vleugel op de plek waar de 'oude' achtervleugel zat. De was een duidelijke fout van de FIA en is niet hersteld, ook niet toen voor alle teams duidelijk werd waar wel en niet op een legale wijze bodywork kon worden toegevoegd.

Ten eerste, de haaienvin: deze is niet nieuw in de Formule 1 en werd geïntroduceerd in 2008. De functionaliteit kan variëren van heel duidelijk tot zeer subtiel. Bovenal fungeert de haaienvin als een soort roer die de auto recht houdt, in plaats van dat deze wegglijdt. Daarnaast centraliseert het de luchtstroom naar de achterkant van de auto, het mikt de lucht letterlijk over de achtervleugel. De vleugel wordt hierdoor efficiënter. Ook helpt de vin bij het controleren van andere aspecten van de luchtstromen, in het bijzonder van de voorbanden in snelle bochten. De haaienvin zorgt ervoor dat de coureur meer neerwaartse druk aan de achterkant van de auto heeft en vermindert overstuur in snelle bochten. Het leidt ertoe dat een coureur meer vertrouwen in zijn auto heeft.

De haaienvin is voor de meeste circuits een 'no-brainer', dat geldt minder voor de zogenaamde T-wing. Deze was niet helemaal verwacht en voegt niet in alle situaties iets toe. De verkeerd opgestelde reglementen bieden teams de kans om een vleugel van 50 bij 800 millimeter te plaatsen vlak voor de achtervleugel en het doel hiervan is helder: het creëert extra neerwaartse druk. Het duwt de auto tegen de grond. Veel teams zullen de nadelen van de vleugel op aerodynamisch gebied niet vinden opwegen tegen de voordelen wat betreft de extra 'drag'.

Een andere functie van de T-wing betreft de luchtstromen. Lucht afkomstig van de voorvleugel, banden en sidepods wil omhoog, iets dat aerodynamici 'upwash' noemen. Dit heeft nadelige gevolgen voor de hoogste achtervleugel en de diffuser en dus wil je als team juist de 'upwash' naar beneden drukken. Om dit te bewerkstelligen zien we dat de vleugels van de T-wing naar beneden staan. Zo creëer je 'downwash'. Ieder team is dit jaar op zoek naar de maximale hoeveelheid neerwaartse druk en de T-wing is simpelweg een extra optie in de gereedschapskist om daarvoor te zorgen.

[photo,300142,left,]

gedeeld
reacties
Sauber overweegt motoren van Honda en Mercedes voor 2018

Vorig artikel

Sauber overweegt motoren van Honda en Mercedes voor 2018

Volgend artikel

Verstappen over Grand Prix van China: "Er is nog niets besloten"

Verstappen over Grand Prix van China: "Er is nog niets besloten"
Laad reacties