Tech analyse: Waarom Red Bull favoriet is in Singapore

De prestaties van Red Bull zijn altijd beter wanneer de nadruk van het circuit in kwestie ligt op het chassis en niet op de kracht van de motor. Daar zijn Monaco, Hongarije en Singapore de beste voorbeelden van. Red Bull komt al jaren goed uit de verf op deze circuits, maar het begon de laatste tijd ook beter te presteren op circuits die hen traditioneel niet zo goed zouden moeten liggen. In Monza deed de Red Bull qua topsnelheid niet veel onder voor de tegenstand. 

Hoe kan dat? Onze collega's van de Italiaanse editie van Motorsport.com stelden die vraag aan Enrique Scalabroni, de voormalige ontwerper van Ferrari en Williams. Scalabroni denkt dat de 'rake', de hoek of helling waaronder de wagen op zijn poten staat, een grote rol speelt. Scalabroni vermoedt dat Red Bull een afstelling heeft waarbij die hoek veranderd kan worden om op dynamische wijze de downforce te verbeteren en luchtweerstand te verminderen.

De filosofie van Red Bull is al sinds 2009 om de neus van de wagen dicht tegen de grond te duwen, terwijl de achterkant een stuk hoger staat. Dat is een deel van het verhaal, want de reglementen hebben jaar na jaar er voor gezorgd dat deze filosofie minder en minder kon worden uitgebuit. 

Mercedes W04 FRIC-systeem

Tekening: Giorgio Piola

Scalabroni legt uit dat bij eerdere versies het team vindingrijke oplossingen moest zoeken om de diffuser 'af te sluiten'. Red Bull was hét team bij uitstek dat de aangeblazen diffuser tussen 2010 en 2013 geweldig kon uitbuiten en - onder andere daardoor - vier wereldtitels won. De energie van de uitlaatgassen werd gebruikt om de ruimte tussen de zijkant van de banden en de diffuser te vullen, wat de diffuser beter deed functioneren.

Red Bull RB6 flexibele voorvleugel

Tekening: Giorgio Piola

Red Bull had nog meer in petto. Zo was er een flexibele voorvleugel, die werd geholpen door de hoek waaronder de wagen staat. Die flexibele voorvleugel boog naar beneden af aan de buitenkant om de downforce te verbeteren en de luchtstroom rond de voorband te loodsen. De FIA reageerde door de flextesten strenger te maken. Zo werd dat effect aan banden gelegd. 

Ferrari SF15T en Red Bull RB9 splitters

Tekening: Giorgio Piola

Een van de belangrijkste onderdelen achter de hellingsgraad van Red Bull is de splitter, ook wel tea-tray of theeblad genaamd in de F1-paddock. Deze splitter limiteert de hoek waaronder de wagen kan worden gezet. Het levert een groot voordeel op om die splitter zo laag mogelijk tegen het nulpunt te zetten en is daardoor een onderdeel van de wagen dat door de FIA extra in de gaten wordt gehouden. De teams hebben door de jaren heen verschillende trucjes gebruikt om de tests van de FIA op de splitter te omzeilen en Red Bull werd extra in het vizier gehouden door de grote helling waaronder het de wagen steevast plaatst.

De meest interessante verandering aan de reglementen kwam er in 2014, toen werd gesteld dat de bodemplank voortaan uit titanium gemaakt moest zijn. Een visueel effect was het feit dat de wagens door de titaniumplank weer meer vonken begonnen te maken, wat er vooral onder het kunstlicht van Singapore spectaculair uitziet. 

Wat in die wijziging een beetje verloren ging, was dat de teams daarvoor wolfraam (ook gekend als tungsten) aan het gebruiken waren. Wolfraam weegt ongeveer evenveel als titanium, maar slijt minder snel af. Met een plank die het scheuren over de kerbs en het asfalt beter kan verdragen, konden teams zoals Red Bull hun wagen dus lager laten hangen. Het was dus geen verrassing dat een rivaliserend team suggereerde dat de titaniumregel er eentje was om Red Bull in toom te houden. 

Toch blijft Red Bull de wagen onder een grote hoek zetten omdat dat nog steeds prestatievoordelen oplevert. Zelfs zonder aangeblazen diffuser werkt het team aan oplossingen om de luchtstroom zo weinig mogelijk te verstoren.

De terugkeer van de helling

Scalabroni suggereert dat dat begint met een aerodynamische structuur van 250 mm van de centrale as van de wagen, waar het neutrale gedeelte van de voorvleugel eindigt en de extra flappen beginnen. Dat oppervlak creëert drukpunten die met elkaar in botsing komen. Die botsing wekt een erg krachtige vortex (Y250) op, die over de rest van de wagen wordt geleid via allerhande aerodynamische onderdelen, die de richting en de vorm moeten beïnvloeden.

Dat legt gedeeltelijk uit waarom de RB12 zo'n fenomenale wagen is door de bochten, met enorm veel downforce. Maar het legt niet uit waarom de wagen zo goed vooruit komt op de rechte stukken, gezien hun relatieve gebrek aan vermogen tegenover de concurrentie. 

Dit is waar Enrique voorstelt dat het team met een zachter geveerde achterkant rijdt dan normaal. Normaal gesproken zou volgens hem, vanwege de aerodynamische stabiliteit, het team veren gebruiken van ongeveer 680 kilogram terwijl hij beargumenteerde dat de RB12 ongeveer 270 kilo gebruikt. Dit betekent dat de optimale helling door de bochten kan bereikt worden, maar eenmaal op het rechte stuk de gegenereerde downforce de achterkant van de auto naar beneden blijft drukken, waardoor de houding van de auto en de druk op de vleugels verandert. Dit reduceert de downforce en weerstand die wordt gegenereerd, waardoor de topsnelheid wordt verhoogd.

Focus op de ophanging

We kunnen dit niet bespreken zonder FRIC (Front-to-rear interconnected suspension) in ons achterhoofd te houden. Het hydraulische systeem om de voor- en achterophanging aan elkaar te verbinden, om zodoende het dynamische platform van de auto te verbeteren, werd in 2014 door de FIA verboden. Het verbeterde de mechanische stabiliteit van de auto en daarnaast concentreerden de meer volwassen systemen op het verbeteren van de aerodynamische efficiëntie.

Mercedes AMG F1 Team W07 detail ophanging

Foto: Giorgio Piola

FRIC mag dan wel verboden zijn, maar dat betekent niet dat de kennis verloren is gegaan. Integendeel. De teams zijn doorgegaan om te werken aan oplossingen die voor meer mechanische grip moeten zorgen, waarbij compromissen gesloten moesten worden met aerodynamische prestaties. Mercedes presteert het beste op dit gebied met een hydraulische regeling aan de voorkant van de W07, zoals we eerder hebben besproken, waardoor ze gemakkelijker de kerbstones kunnen pakken en agressievere lijnen kunnen rijden. Ook helpt het bij de vermindering van bandenslijtage.

Red Bull kan ook veel van de relatieve prestatieverbeteringen toeschrijven aan het finetunen van de ophanging, hoewel ook beargumenteerd kan worden dat de huidige bandensituatie hen in de kaart heeft gepeeld.

De huidige hoge bandendruk betekent dat de zijwand van de band minder gevoelig is voor slijtage, waardoor de aerodynamische consistentie wordt verbeterd. Dit is ook omdat de band een organisch item is: de eigenschappen veranderen tijdens een ronde, afhankelijk van de druk die erop uitgeoefend wordt.

Controle hebben over deze vormveranderingen kan een dramatische verbetering op de prestaties hebben. Vooral in de bochten, waar de vervorming van de band de luchtstroom zijdelings afleidt naar belangrijke componenten zoals de diffuser. Op de topsnelheid zal de band dan weer groeien, waardoor het profiel verandert en waarschijnlijk meer weerstand opwekt.

Een ander aspect dat voor Red Bull interessant is, is dat Mercedes niet zeker is van de prestaties op Singapore. Vorig jaar hadden zij relatief gezien meer moeite om op snelheid te komen dan andere teams. De wanhoop was dermate groot dat het een aparte werkgroep oprichtte om de problemen die het tijdens het weekend tegenkwam te onderzoeken.

De gevoeligheid van de banden, aangezien de bandendruk in de voorgaande ronde veranderde, wordt als een bedreiging gezien. Daarnaast moet het team op de hoede zijn omdat men nu drie bandencompounds ter beschikking heeft, waardoor de wagenafstelling crucialer wordt.