Tech analyse: Hoe verschillen de Mercedes, Red Bull en Ferrari van elkaar?
Tijdens de tests in Barcelona konden we ze dan eindelijk in actie zien: de 2017-spec Formule 1-auto's. Mercedes, Ferrari en Red Bull lijken de beste papieren te hebben, maar wel allemaal in een andere vorm.
XPB Images
Giorgio Piola's technische F1-analyses
Giorgio Piola is dé technisch journalist in de Formule 1. De Italiaan loopt al sinds 1969 rond in de paddock. Hij weet alles van vleugels, vinnetjes en flapjes. Duik in de wereld van de F1-techniek!
Er zijn meerdere wegen die naar Rome leiden en hoewel voor veel fans F1-wagens nauwelijks van elkaar lijken te verschillen, is niets minder waar. Zo zouden Mercedes en Red Bull niet veel verder van elkaar af kunnen zitten qua aero-filosofie. Terwijl die twee concurrenten zich aan de uitersten van het spectrum bevinden, lijkt Ferrari met een compromis tussen beide stijlen ook goede kaarten in handen te hebben.
Om de verschillende filosofieën van de topteams te begrijpen, leggen we eerst uit wat de term ‘rake’ inhoudt. Dit woord is de afgelopen jaren bijna synoniem geworden voor Red Bull vanwege de extreme ‘neus bij de grond, kont in de lucht’-benadering. Kortom: de bodemplaat loopt vanaf de zijkant gezien niet horizontaal van voor naar achteren, maar in een hoek met de achterzijde hoger in de lucht dan de neus.
Red Bull staat al jaren bekend om deze aerodynamische filosofie. Het kan heel wat voordelen met zich meebrengen, mits je de ideale rijhoogte weet te behouden en enkele andere nadelige effecten kunt wegpoetsen. RBR-ontwerper Adrian Newey past deze filosofie al acht jaar toe, sinds de introductie van de nieuwe reglementen in 2009. Sindsdien zijn de regels wel ietwat veranderd, maar de rake is altijd gebleven. Er is dus geen enkel team op dit gebied zo kundig en ervaren als de formatie uit Milton Keynes. In 2017 kan de werkgever van Max Verstappen daar nog meer van profiteren, aangezien het regelboek is herschreven in het voordeel van de rake-rijke auto’s. De lengte van de splitter onder de auto is namelijk met 100 millimeter teruggebracht, waardoor de helling kan toenemen aangezien er geen onderdelen in de weg zitten die het asfalt raken.
Red Bull Racing gaat dus verder op de ingeslagen weg, terwijl Mercedes juist voor het andere uiterste van het spectrum heeft gekozen met een auto met nauwelijks rake. Ferrari is meer richting RBR gekropen.
Van voor af aan beginnen
Een goede hoeveelheid rake is goed nieuws voor de voorvleugel. Doordat de auto schuin naar beneden afgesteld staat, komt de vleugel dichter bij het asfalt en bevindt zich op een betere hoogte om grondeffect te maximaliseren. Zo neemt de neerwaartse druk toe, met alle voordelen van dien.
Dat verschil is direct te zien wanneer we naar de voorvleugels van de drie topteams kijken. De vleugel van de RB13 bevindt zich veel dichter bij de grond dan de versies van Mercedes en Ferrari. Daardoor kan Red Bull de luchtstroming veel efficiënter op de juiste plaatsen krijgen, zonder dat er andere aerodynamische elementen aan te pas moeten komen.
Als voorbeeld nemen we de Y250-regio van de voorvleugel. Dit gedeelte van 250 millimeter aan beide zijden van de centrale lijn van de auto werd in 2009 door de FIA ‘neutraal’ gemaakt. Er mogen geen vleugeltjes of andere elementen geplaatst worden. De teams proberen er uiteraard alles aan te doen om voordeel te behalen, zoals het slim plaatsen van de onboard-camera’s op de neus.
Tijdens de wintertests werd duidelijk dat Mercedes en Ferrari de filosofie van de voorvleugel grotendeels ongewijzigd hebben gelaten. De flappen eindigen in een punt om invloed uit te oefenen op de Y250-werveling (zie blauwe pijl). Red Bull heeft daarentegen een totaal andere filosofie. De verbinding tussen de flappen en het neutrale gedeelte verloopt veel vlakker. Zij hebben juist het tegenoverstelde concept toegepast: geen punt naar beneden maar een opwaartse vorm om de stroming te beïnvloeden.
Dat is niet het enige verschil dat direct opvalt. Ook de wijze waarop de teams de lucht richting en langs de voorbanden leiden, verschilt. Red Bull en Ferrari hebben gekozen voor een geblazen as om de voorvleugel te assisteren bij het vormen van de stroming richting het achterste deel van de auto. Het vormen van de werveling afkomstig van de draaiende banden is voor elk team van groot belang, aangezien dit richting het achterste deel van de auto verregaande consequenties kan hebben en kan resulteren in meer downforce en minder luchtweerstand.
De tunnelvorm van de endplate van Mercedes komt overeen met de versie die het kampioensteam in 2015 introduceerde. Ook de versie van Red Bull lijkt op de voorganger, al hebben zij er nu voor gekozen om eveneens een tunnelvorm te introduceren (rode pijl).
Obstakels uit de weg werken
Toen Mercedes de nieuwe auto onthulde, werd er fronsend gekeken naar de innovatieve voorwielophanging. De kampioenen uit Stuttgart hebben de bovenste wishbone bevestigd aan een soort hoorn die vastzit aan de luchthapper (rode pijl). Dergelijke toepassingen zien we al enkele jaren bij de achterwielophanging, bedoeld om aerodynamisch voordeel te behalen. Door de bovenste wishbone naar boven te halen, kunnen ook de overige elementen van de ophanging hoger geplaatst worden. Hierdoor ontstaat daaronder meer ruimte voor de lucht om ongehinderd richting de bargeboards en sidepod te stromen, zodat hier zo schoon mogelijke lucht met zo min mogelijk wervelingen arriveert. Dat vergroot de efficiëntie van de aerodynamische onderdelen.
Ferrari heeft op een andere wijze naar dit probleem gekeken. De Scuderia was tevreden over de ophanging en besloot deze niet te wijzigen. In plaats daarvan werd de opening van de sidepod aangepakt. Wanneer je naar de vooraanzichten van de huidige SF70H en voorganger SF16-H kijkt, zie je al snel de verschillen. Waar de opening van de sidepod zich eerst achter de ophanging bevond, is er nu vrij baan voor de lucht op weg naar de radiatoren en elektronica die gekoeld dient te worden.
Ferrari heeft op een creatieve manier gekeken naar de reglementsveranderingen en hoe deze invloed hadden op de vorm van de auto. Om de auto’s een agressievere look te geven, lopen de vloer en de sidepods schuin naar achteren weg. Dat konden de ontwerpers niet waarderen want de vorm van de koelopening moest aangepast worden. Een schuin weglopende opening was niet wenselijk, waardoor de gehele sidepod verder naar achteren geplaatst moest worden om de geometrische verplichtingen te omzeilen. Ferrari heeft eveneens voor deze toepassing gekozen maar heeft daarnaast de sidepod voorzien van diverse luchtstroomgeleiders. Bovendien is de koelopening opgesplitst: de Scuderia introduceerde de nieuwe opening in de bovenzijde (blauwe pijl), naast de grote opening aan de voorkant van de sidepod.
Alle neuzen dezelfde kant op
De manier waarop Mercedes zijn neus heeft vormgegeven is vergelijkbaar met vorig seizoen (zie hierboven) met een extra paneel dat de omsluitingsproblemen die het tegenkwam het hoofd te bieden.
Red Bull besloot vorig jaar even geen S-duct te nemen, maar liet zich dit jaar door anderen inspireren. Nog steeds maken ze gebruik van de merkwaardig gevormde punt van de neus, maar het team vond wel een maas in de wet om deze aan de voorkant open te laten. Dit valt binnen de reglementen omdat de rasters in de neus ervoor zorgen dat er nergens zich een opening bevindt die volgens de regels te groot is. Via deze opening wordt de lucht doorgevoerd naar de onderkant van de neus. Het is een mooie interpretatie van de regels die enigszins hetzelfde werkt als de Cobra-neus die Force India introduceerde. De S-duct openingen zijn achter de steunen te vinden en vergelijkbaar met die van Toro Rosso van vorig jaar. Gezien het feit dat de neus dit jaar tweehonderd millimeter langer is, is dit een veel gunstigere positie voor de inlaten dan onder de neus.
Bij Ferrari keert de S-duct voor het eerst sinds 2008 terug, met een ontwerp dat ook weer doet denken aan Mercedes en Toro Rosso. De vleugeltjes bij de luchtuitlaat zijn er niet alleen maar om de richting van de luchtstroom te beïnvloeden die uit de S-duct komt, maar ook de lucht afkomstig van de ophanging te sturen.
Het keerpunt
Een ander punt waarop de Mercedes en Red Bull verschillen, is de turning vane onder de neus. Het merk met de ster kiest hier voor een complex geheel en introduceerde in Barcelona een nieuwe, horizontale vin (rode pijl). Red Bull, daarentegen, heeft achter de turning vanes nog een verticaal element toegevoegd (witte pijl). Dat zorgt voor een soort tunnel richting de bargeboards iets verderop. Mercedes kiest hier - net zoals bij de rest van de auto - voor een staccato-oplossing: losstaande elementen, korter en agressiever in de aanpak van de luchtstromingen. Red Bull kiest juist voor legato: lange, doelbewuste elementen die nauw samenwerken en zorgen voor een aerodynamische structuur die minder ingrijpen behoeft.
Mercedes trapte de eerste testweek af met een vereenvoudigde versie van de vloer en bargeboards (zie inzet). Tijdens de tweede test werden de kaarten pas op tafel gelegd. Het uiteinde van de vloer werd voorzien van meerdere stroken (rode pijl) terwijl de verticale openingen in de bargeboards die we nog kennen van de W07 ook terugkeerden (blauwe pijl).
De complexiteit rondom de bargeboards bij Mercedes komt niet overeen met de concepten van rake-rivalen Ferrari en Red Bull. De RB13 is op dit vlak zelfs zeer neutraal, Ferrari probeert het beste van twee werelden te combineren. De verschillen hebben te maken met de wijze waarop de lucht vanaf de voorkant aankomt bij dit gedeelte van de auto, en de manier waarop de teams de stroming naar achteren willen beïnvloeden.
Sidepods
Red Bull Racing is met de sidepods een andere weg ingeslagen dan de concurrentie. De versie van de RB13 beschikt niet over het vlakke oppervlak aan de bovenkant, zoals we doorgaans zien. In plaats daarvan heeft het team gekozen voor een aflopend geheel, waarbij niet de gehele toegestane breedte wordt benut. De auto is daardoor dus een rank geheel met een extreem taps toelopende flank. Daardoor is richting de flessenhals enorm veel van de bodemplaat zichtbaar.
Mercedes beschikt daarentegen wel over sidepods over de gehele toegestane breedte en een vlakkere bovenzijde, maar de undercut is daarentegen weer veel agressiever. Daarmee creëert MB ruimte voor de lucht om rondom de sidepods te stromen, om vervolgens in de smalle flessenhals te eindigen.
De grote verschillen in de vorm van de sidepods houdt in dat er onder de motorkap ook grote verschillen te zien zullen zijn. De interne verdeling van de motorcomponenten en koeling verschilt per team en fabrikant. Dat zal de komende weken duidelijker worden wanneer er in de pitboxen gewerkt wordt aan de auto’s.
Diffusers
De diffuser is aanzienlijk vergroot onder de nieuwe reglementen. Hij is vijftig millimeter wijder en hoger, maar belangrijker: hij begint 175 millimeter voor de centrale lijn van de achterwielen in plaats van op die lijn. Dit zorgt voor een aanzienlijke toename van downforce, bedoeld om de gewenste tijdwinst van vier tot vijf seconden per ronde te realiseren.
Red Bull is al jaren specialist in het optimaal benutten van de diffuser, ook al zijn geblazen diffusers, zoals we in 2010 en 2013 zagen, inmiddels verboden. De equipe van de energiedrankengigant kiest voor veel rake en het creëren van veel downforce via de diffuser. Daardoor wordt het belang van de achtervleugel in het creëren van neerwaartse druk minder groot. Dat is eenvoudig te zien aangezien de RB13 met veel minder hoek van de vleugel rijdt dan de concurrentie. Dat levert op het rechte stuk weer voordelen op: minder luchtweerstand dus een hogere topsnelheid.
Mercedes probeert het probleem van de grotere hoeveelheid luchtweerstand op te lossen door met een lepelvormige achtervleugel te rijden. Deze vorm vermindert de luchtweerstand op de hoeken van de vleugel.
Ferrari probeert eveneens het maximale uit de diffuser te halen en heeft gekozen voor zeer complexe vleugelopstellingen aan de zijkant (zie pijl). Gedurende de twee tests werden hier regelmatig veranderingen aan doorgevoerd. Net als Mercedes besteed Ferrari veel aandacht aan de luchtstroom aan de buitenkant van de diffuser, waar de lucht samenkomt met de stroming van de luchthapper van de achterband en de turbulentie afkomstig van de draaiende band.
Een haaikel punt
Red Bull-teambaas Christian Horner heeft meerdere malen duidelijk laten weten geen voorstander te zijn van de haaienvin op de motorkap. De Brit probeerde in de winter al een verbod te bewerkstelligen en ging in Barcelona fanatiek verder met die poging. Volgens hem levert het concept nauwelijks winst op maar maakt het de auto’s wel een stuk lelijker.
Uiteraard zit er - zoals altijd in de Formule 1 - een politieke onderlaag in zijn uitlatingen. Voor Red Bull levert de haaienvin inderdaad weinig voordeel op. Dat is echter anders voor de teams die met veel minder rake rijden. Doordat de achtervleugel een stuk lager is dan de afgelopen jaren het geval was, staat de vleugel veel meer bloot aan turbulentie afkomstig van de airbox en motorkap. De haaienvin herstelt een deel van deze werveling en brengt weer lijn aan in de luchtstroom.
De RB13 is wel voorzien van een haaienvin maar deze is een stuk minder agressief vormgegeven dan enkele andere versies. De verstoringen richting de achtervleugel zijn al beperkt vanwege de mindere hoek van de vleugel.
Naast de haaienvinmotorkap hebben Mercedes en Ferrari nog een maas in de wet gevonden, wat resulteerde in de komst van de T-vleugel. De teams gebruiken deze elementen om de luchtstroom voor de achtervleugel opnieuw vorm te geven, zodat de stroming vanaf de motorkap en de opwaartse lucht afkomstig van de uitlaat en diffuser beter verbinden op weg naar de aerodynamische elementen van de achtervleugel.
De ophangingscontroverse
Al deze concepten zijn zinloos wanneer het aerodynamisch platform te veel beweegt. Daarom is er de afgelopen jaren door de topteams veel aandacht gestoken in de ontwikkeling van de ophanging, Mercedes en Red Bull voorop met de veelbesproken hydraulisch ondersteunde systemen. Het draaide vooral om het gebruik van een hydraulisch hefelement, wat het chassis stabiliseert wanneer noodzakelijk en de balans van de auto verbetert. Mercedes maakt sinds eind 2015 gebruik van een dergelijk hefelement, Red Bull volgde een jaar later.
In de wintermaanden verzocht Ferrari de FIA om opheldering te geven over het gebruik van dergelijke systemen. Mercedes en Red Bull beweren dat hun materiaal legaal is. We zullen in Melbourne zien of er protesten worden aangetekend.
Het voordeel van de topteams
Het voordeel dat deze drie teams hebben gehad door zich beschikbaar te stellen voor de tests met 2017-banden valt niet te onderschatten. Ondanks dat de data die werd verzameld met de rest van het veld is gedeeld, betekent dit niet dat iedereen daar ook iets mee heeft kunnen doen. Het is natuurlijk veel fijner om met je eigen wagen te kunnen testen en de resultaten te kunnen verwerken in de nieuwe bolide. Dit is niet alleen belangrijk vanuit kinematisch oogpunt, maar ook om de aerodynamische impact beter te begrijpen.
Ieder zijn eigen manier
Als je zou moeten omschrijven hoe Red Bull en Mercedes proberen de lucht om en over hun auto te geleiden, zou je kunnen zeggen dat RBR gebruik maakt van een klein, subtiel hamertje waar de Duitsers te werk gaan met een grote drilboor. Dat is niet nieuw, dit verschil in filosofie is er al jaren, maar elk seizoen gaan ze iets radicaler te werk. Ferrari heeft zich de afgelopen jaren te vaak geconcentreerd op één of twee aspecten van de auto en vergat te kijken naar het geheel. De SF70H lijkt te breken met die trend. Hoewel de nieuwe scharlakenrode bolide niet zo extreem is als andere oplossingen, kan het wel eens het beste van twee werelden hebben gekozen.
Via onze tech-redacteuren Giorgio Piola en Matt Somerfield
Sluit je aan bij de Motorsport community
Praat meeDeel of bewaar dit artikel
F1 tijden: Tijdschema voor het vroege Formule 1-sprintraceweekend in China
F1 Tech: Hoe Ferrari zonder updates toch de grootste Red Bull-uitdager werd
Jan Lammers reageert op datum Dutch GP 2025
Acosta niet bezig met MotoGP-titel 2024: “Niet onze prioriteit”
China 2019 vs China 2024: De F1-coureurs toen en nu
F1 presenteert duurzaamheidscijfers: Afname uitstoot ondanks groei
Alpine F1 haalt update naar voren voor één auto: Nieuwe vloer in China
Abonneer en krijg toegang tot Motorsport.com met je adblocker
Van Formule 1 tot MotoGP: we brengen het laatste nieuws, diepgaande analyses en exclusieve interviews rechtstreeks uit de paddock. Om ons vak zo goed mogelijk uit te kunnen voeren, worden er op de website advertenties getoond. We merken op dat je een adblocker gebruikt en willen je vragen om deze uit te zetten. Daarnaast geven we je de mogelijkheid om abonnee te worden en voor een klein bedrag te genieten van een advertentievrije website.
Beste reacties