Tech analyse: Was de controverse over F1-bandendruk gebakken lucht?

Engineers staan erom bekend op alle gebieden op zoek te zijn naar perfectie, en deze perfectie vaak ook te vinden. Nu de technische reglementen al enkele seizoenen redelijk ongewijzigd zijn gebleven, zoeken de teams naar andere aspecten om tijdwinst te boeken. Veel van de aandacht gaat dit jaar uit naar de banden en de bandendruk.

De grote verschillen tussen diverse teams leidde tot verdenkingen van onreglementair handelen. De FIA ging over tot actie. In Monaco moesten de teams live hun bandendata doorgeven aan het overkoepelend orgaan, vanaf de Grand Prix van Oostenrijk werd de wijze waarop de bandendruk gecontroleerd wordt aangepast. Inmiddels hebben we twee races met de nieuwe regels achter de rug. Heeft dat gezorgd voor meer evenwicht, of neemt de intrige enkel toe?

Monza 2015

De FIA ontdekte dat meerdere teams sinds de introductie van de minimale bandendruk in Monza 2015 diverse trucjes toepasten om de bandentemperatuur te managen. Sinds die race werd op de startopstelling de bandendruk gemeten, na grote bandenproblemen op Spa-Francorchamps. Een hogere bandendruk betekent dat er geen problemen kunnen ontstaan met de structuur van de band. Deze problemen ontstonden eerder wel, doordat de teams de grenzen van het mogelijke aan het aftasten waren. 

Die eerste race eindigde met post-race onderzoeken naar de auto’s van Lewis Hamilton en Nico Rosberg. De bandendruk van hun Mercedes was op de startopstelling te laag. Een discussie over het moment van de meting volgde, waarna de kampioensformatie werd gezuiverd van alle blaam. 

Sinds Monza is er geen enkel team betrapt op het rijden met een lagere bandendruk dan opgelegd. Toch waren er verdenkingen dat sommige formaties een manier hadden gevonden om de bandendruk gelijk te houden - of zelfs te verlagen - nadat de metingen hadden plaatsgevonden. De nieuwe meetmethode die in Oostenrijk werd ingevoerd, waarbij de bandendruk gemeten wordt voordat de wielen gemonteerd worden, zou moeten voorkomen dat teams meer hitte in de band kunnen brengen wanneer deze gemonteerd is. Theoretisch zou deze opwarming de bandendruk voor de meting verhogen, alvorens snel de remcomponenten af te koelen om de bandendruk tijdens de formatieronde te laten zakken. Dat zorgt voor een competitief voordeel ten opzichte van de teams zonder dergelijke trucjes.

Geleerde lessen uit het verleden

Banden zijn ontzettend belangrijk, aangezien zij - mits juist gebruikt - betere mechanische en aerodynamische prestaties opleveren. En als een rijder de banden langer in leven kan houden, biedt dat meer strategische mogelijkheden gedurende de race. Het ontdekken van een technisch foefje kan per ronde meerdere tienden winst opleveren ten opzichte van de concurrentie. Bovendien verlengt het de levensduur van het rubber gedurende de stint. Dat is van onschatbare waarde wanneer we kijken naar de ontwikkelingscyclus van een F1-bolide.

Wat begint als een minimale winst, kan resulteren in een sneeuwbaleffect wanneer de ontwikkeling van de rest van de auto dezelfde richting volgt. Mercedes heeft in deze strijd continu het voortouw genomen. Het team heeft in de eerste jaren van hun rentree hun lesje wel geleerd met de Pirelli-banden, evenals in Singapore 2015. Daarom zijn er diverse oplossingen bedacht om de bandenprestaties te verbeteren.

Voor iedereen die de Formule 1 nog niet zo lang volgt, is het goed om te weten dat - hoewel de dominantie van Mercedes in het turbo hybride-tijdperk imponerend is - de ommekeer met betrekking tot bandenmanagement nog veel indrukwekkender is. Toen Pirelli in 2011 weer instapte in de sport, had MB grote moeite met de degradatie van de Italiaanse banden. De rijders beschikten over een redelijk snelle auto, vaak bewezen in de kwalificatie, maar zakten in de race ver terug vanwege de korte levensduur van de banden. De geleerde lessen uit die periode worden nu in praktijk gebracht.

Nieuwe limieten

De Formule 1 werkt als volgt: wanneer er nieuwe restricties opgelegd worden, houdt dat eenvoudigweg in dat er meer inventieve oplossingen bedacht moeten worden. Dat was ook in Monza 2015 het geval. De rijders waren kritisch en uitten openlijk hun twijfels over de kwaliteit van de Pirelli-producten. Maar zoals zo vaak in de F1, leek er sprake te zijn van een achterliggende gedachte die meer aandacht behoeft. 

Vonken bij Sebastian Vettel, Ferrari SF15-T

XPB Images

Pirelli ontdekte dat de problemen op Spa veroorzaakt werden door het gebruik van lage bandendruk, in combinatie met de enorme verticale en laterale druk op de banden door Eau Rouge, wat leidde tot de zogenaamde ‘staande golven’, met als resultaat hevige vervorming van de band (zie foto hierboven). Deze staande golven ontstaan wanneer een band onregelmatig vervormt en probeert zich te herstellen tot de oorspronkelijke vorm en staat. Daardoor nemen de temperatuur en de druk binnenin de band toe, wat catastrofaal kan zijn voor de levensduur. 

Sebastian Vettel, Ferrari met lekke band Pirelli

XPB Images

Dit, samen met het gebrek aan respect voor de baanlimieten, leidde tot diverse klapbanden bij onder meer Nico Rosberg en Sebastian Vettel. Om te voorkomen dat de situatie op de Belgische omloop zich zou herhalen, begonnen de FIA en Pirelli vanaf de daaropvolgende race in Monza de startdruk te meten. Mercedes reageerde nagenoeg onmiddellijk op de introductie van deze nieuwe procedure, uit angst dat de wijziging zeer nadelig voor hen zou kunnen werken. De eerdere problemen met de Pirelli-banden die door de Mercedessen nauwelijks in leven gehouden konden worden, lagen immers nog vers in het geheugen. Daarbovenop kwamen de bandenproblemen in Singapore, waar Hamilton en Rosberg om de oren gereden werden door de concurrentie. 

Mercedes remverwarmer

Giorgio Piola

Tegen de tijd dat de Formule 1 in Japan arriveerde, had Mercedes een nieuwe oplossing bedacht. Zij gebruikten een reflecterende beschermlaag om de remtrommel op te warmen, te zien in de bovenstaande illustratie. Deze remwarmer werd over elke trommel geplaatst. Met warme lucht werden vervolgens de remschijf, remtrommel en andere belangrijke componenten opgewarmd. Wanneer de band gemonteerd werd, straalde de hitte door naar de velg en de band, wat de interne bandentemperatuur deed toenemen.

Mercedes remverwarmer

Giorgio Piola

Richting het einde van 2015 en aan het begin van het huidige seizoen, werd het oorspronkelijke ontwerp verfijnd. Een carbon omhulsel werd gebruikt om de hitte binnenin de remtrommel te managen en te behouden wanneer het wiel gemonteerd was. 

Pirelli ontdekte dat meer en meer teams dergelijke trucjes toepasten, waarna besloten werd de startdruk op de grid te verhogen. Dat leidde tot felle kritiek van diverse rijders, aangezien zij als geen ander weten welke invloed dat heeft op de prestaties. In de wetenschap dat de teams slimme oplossingen bedacht hadden om de bandendruk tijdens de race te verlagen, verhoogde Pirelli uit veiligheidsoverwegingen mondjesmaat de verplichte startdruk. Dat leverde problemen op voor de kleinere teams, die niet in staat waren om de situatie goed te managen. 

Zodra Pirelli ervan overtuigd is dat de nieuwe procedure voorkomt dat teams kunnen sjoemelen met de druk, zullen zij de verplichte bandendruk weer wat kunnen verlagen.

Geen nieuwe trucjes 

Bandenwarmer

Giorgio Piola

De Formule 1 wordt gezien als hypermodern en state-of-the-art, maar veel van wat we zien zijn ideeën uit het verleden, aangepast aan de huidige reglementen. Meer dan tien jaar geleden vond een vergelijkbare situatie plaats, toen een meerderheid tactieken begon te bedenken om de bandenwarmproblemen in de eerste ronden van een race te verhelpen. Toyota begon hier in Montreal 2005 mee.

Dat was op het hoogtepunt van de strijd tussen Michelin en Bridgestone. Elk mogelijk voordeel, hoe klein ook, was het risico waard, zelfs al kwamen de reglementen in het geding. Toyota introduceerde een systeem om de velg op te warmen, naast de reeds bestaande bandenwarmers (zie illustratie hierboven). Deze en andere oplossingen werden al snel verboden door de FIA.

Is er iets veranderd sinds Oostenrijk?

Toen de teams arriveerden op de Red Bull Ring, hadden zij weinig tijd om hun procedures aan te passen aan de nieuwe technische richtlijnen omtrent bandendruk en meetmethoden. Het was zelfs de verwachting dat de teams die deze opwarmtrucjes toepasten, er in Oostenrijk geen gebruik meer van zouden kunnen maken.  

Mercedes AMG F1 W07 Hybrid met versterkte ophanging

XPB Images

Dat bleek echter niet het geval, want ook op de Red Bull Ring waren de remtrommelwarmers gewoon gemonteerd door Mercedes. Ook op Silverstone werden de elementen gebruikt.

Dus mogelijk draaide het trucje van Mercedes niet om de bandendruk maar meer om er zeker van te zijn dat de auto bij de start niet gehinderd wordt door een gebrek aan temperatuur in de banden. Het kan ook betrekking hebben op het ontwerp van de remtrommel, die voorverwarmd moet worden zodat de remmen optimaal werken bij de start. 

Hoewel bepaalde teams overduidelijk beter presteerden onder de vorige methoden van het voorverwarmen van de velgen, is het lastig om de bestaande rangorde volledig overhoop te gooien. De meer technisch ingestelde teams, de teams met de meeste financiële middelen, eindigen toch wel vooraan. Wat we echter zagen, was een serieuze verbetering van enkele teams die geen gebruik maakten van deze technieken. McLaren bijvoorbeeld, een groot voorstander van duidelijkheid omtrent het monitoren van de bandendruk. Is hun toegenomen competitiviteit te danken aan de nieuwe meetmethoden, of enkel aan de veranderingen aan het chassis en de motor? 

Alle hoop dat de dominantie van Mercedes zou ophouden wanneer de procedures van Pirelli aangepast zouden worden, werd de kop ingedrukt in Oostenrijk en Engeland. Ook daar domineerde het merk met de ster als vanouds. 

Pirelli zoekt naar verdere beperkingen

Pirelli doet er alles aan om vergelijkbare ontwikkelingen op andere vlakken te voorkomen. De Italianen werken momenteel nauw met de FIA samen om de procedures rondom het managen van de temperatuur van de bandenwarmers te veranderen. Op dit moment mogen de teams een drie uur durende warmtecyclus van 80 graden Celsius toepassen, gevolgd door een ‘boost’ van een uur op 110 graden. Pirelli ziet liever dat de band op een statische temperatuur opgewarmd wordt, ergens in het midden van de twee huidige temperaturen, laten we zeggen tussen de 90 en 95 graden.

Het doel hiervan is helder: dezelfde temperatuur voor elk team en geen mogelijkheid om voordeel te behalen ten opzichte van de concurrentie. Door deze wijziging kan de bandenfabrikant opnieuw de startdruk omlaag brengen, wetende dat de bandendruk lineair toeneemt wanneer gemonteerd. 

Is dit het einde van de manipulatie van de bandendruk? Uiteraard niet. Teams blijven zoeken naar manieren om de prestaties te verbeteren. Het wordt gewoon weer iets lastiger om de mazen in de wet te vinden.