Giorgio Piola's technische F1-analyses
Topic

Giorgio Piola's technische F1-analyses

Tech: De technische wapenwedloop tussen Red Bull en Mercedes in 2021

In de strijd om de Formule 1-titel gaat de aandacht dit jaar vooral uit naar het gevecht tussen Lewis Hamilton en Max Verstappen, maar de technische wapenwedloop tussen de teams van Mercedes en Red Bull is dit seizoen net zo interessant. Terwijl er al met een schuin oog naar de nieuwe reglementen voor 2022 wordt gekeken, proberen beide teams met diverse upgrades ook nog het uiterste uit de 2021-auto te persen.

Tech: De technische wapenwedloop tussen Red Bull en Mercedes in 2021

Vanwege het bevriezen van de reglementen zijn de auto's van dit jaar voor het grootste deel een doorontwikkeling van de bolides uit 2020. De teams mochten tijdens de winter slechts een beperkt aantal tokens spenderen aan hun nieuwe auto voor 2021, waardoor er vooral gebouwd moest worden op de sterktes van het chassis van afgelopen seizoen. Ondanks, of misschien juist wel dankzij, het feit dat de teams het ontwerp van vorig jaar als basis moesten gebruiken, zijn er dit seizoen in de strijd om het constructeurskampioenschap tal van interessante gevechten te zien. Zo hebben we de driestrijd om de vijfde plek tussen Alpine, AlphaTauri en Aston Martin, terwijl McLaren en Ferrari al het hele jaar knokken om de derde plek.

De meeste aandacht gaat logischerwijs echter uit naar de strijd om de wereldtitel vooraan. Sinds de overstap naar de hybride V6-turbomotoren in 2014 heeft het team van Mercedes het alleenrecht op deze titel, maar voor het eerst sinds 2013 kan ook Red Bull zich weer echt mengen in de strijd vooraan. De Oostenrijkse renstal werd daarin enigszins geholpen door de reglementswijzigingen voor dit seizoen, die als voornaamste doel hadden om de hoeveelheid downforce van de auto's terug te dringen. De teams moesten daardoor tijdens de winter in feite een deel van hun vloer afzagen, terwijl ook het ontwerp van de achterste brake ducts en de diffuser moest worden aangepast. De teams die gebruikmaken van een auto met een langere wielbasis en lage rake ondervonden er de meeste hinder van.

Het Formule 1-team van Mercedes is een van die teams dat de laatste jaren vertrouwde op de lage rake-filosofie. De renstal van Toto Wolff werd dan ook flink benadeeld door de nieuwe reglementen, evenals het team van Aston Martin. Laatstgenoemde betaalt daarmee de prijs voor het kopiëren van de Mercedes-filosofie, wat het team in 2020 nog de vierde plek opleverde bij de constructeurs. Ondanks een reeks aan upgrades in de openingsfase van het seizoen heeft Aston Martin de in de winter opgelopen achterstand op haar rivalen niet meer goed kunnen maken. Mercedes heeft na een vrij belabberde wintertest in Bahrein wel de nodige stappen kunnen zetten. Dat deed de renstal uit Brackley met behulp van een pragmatische aanpak waarmee gezocht werd naar de juiste afstelling en vasthield aan het aanvankelijke plan om niet ieder weekend een paar kleine upgrades, maar gedurende het seizoen een beperkt aantal keren in één klap een groot upgradepakket te introduceren. Het team van Red Bull koos daarentegen wel voor die eerste aanpak en probeerde zeker in de eerste helft van het seizoen ieder Grand Prix-weekend wel een paar nieuwe onderdelen uit op de RB16B.

Red Bull Racing RB16B gearbox suspension
Red Bull RB16 and Mercedes W11 rear suspension comparison

De constante stroom aan updates van Red Bull kwam bovenop de beslissing om tijdens de winter twee tokens te spenderen aan de ontwikkeling van de achterkant van de auto, in de zoektocht naar meer mechanische en aerodynamische grip. Het team dit deed onder meer aan de hand van een nieuw ontwerp van de versnellingsbak, waarmee ook de achterwielophanging aangepakt kon worden. Red Bull kopieerde als het ware de lay-out die ook te zien was op de Mercedes van 2020: de lagere elementen van de wielophanging werden hoger en verder naar achteren geplaatst, om daarmee een betere en schonere luchtstroom naar de achterkant van de auto te creëren.

Red Bull kreeg het niet voor elkaar om ook het laagste element van de achterwielophanging zover naar achteren te plaatsen als Mercedes, omdat het daarvoor ten koste van twee tokens een nog groter deel van de achterkant van de auto aan had moeten passen. Die tokens had Red Bull echter al gespendeerd. De bovenste elementen kon Red Bull wel nog hoger en verder naar achteren monteren (zie illustratie).

Red Bull Racing RB16B achterwielophanging

Red Bull Racing RB16B achterwielophanging

Photo by: Giorgio Piola

Red Bull had het merendeel van 2020 gespendeerd aan het oplossen van de nodige correlatieproblemen, omdat de behaalde resultaten uit de simulaties in de fabriek nogal verschilden met de daadwerkelijke prestaties op de baan. In de winterstop richtte de renstal zich vervolgens vooral op de achterzijde van de auto, waardoor het team geen structurele veranderingen kon aanbrengen aan de neus van de RB16B. Het verbeteren van een aantal aerodynamische zwaktepunten stond echter nog altijd hoog op de lijst voor 2021. De introductie van een vernieuwde capte onder de neus was de reactie. Het resultaat was een afgekaderd kanaal onder de auto, waardoor de luchtstroom beter richting de achterkant van de auto wordt begeleid.

Red Bull Racing RB16B neus-vergelijking

Red Bull Racing RB16B neus-vergelijking

Photo by: Giorgio Piola

De transformatie van de RB16B begon al voordat het seizoen goed en wel onderweg was. Tijdens de wintertests in Bahrein introduceerde de renstal namelijk al een nieuw vleugeltje aan de zijkant van de auto, waarmee de luchtstroom beter onder de sidepods begeleid moet worden. Deze winglet is er na de wintertests opgebleven (zie onderstaande illustratie).

Red Bull Racing RB16B rear suspension
Red Bull Racing RB16B floor detail

Het was lang niet de enige verandering die tijdens de driedaagse wintertest werd doorgevoerd. Zo probeerde Red Bull na de reglementswijzigingen ook de vloer van de RB16B verder te optimaliseren. Het was een van de teams dat in 2020 al een 2021-specificatie van de vloer had uitgeprobeerd - iets waar McLaren al tijdens de GP van België vorig jaar mee experimenteerde. De renstal probeerde een schuin naar binnen aflopende vloerontwerp uit [zoals eigenlijk ook bedoeld was volgens de reglementen] maar al snel stapte Red Bull net als het merendeel van de overige teams over op een Z-vormige uitsnede in de vloer, gecombineerd met een paar naar buiten gerichte vleugeltjes (spec 2 in bovenstaande illustratie). Nog voordat de wintertest erop zat voegde Red Bull vlak voor het achterwiel nog twee van die vleugeltjes toe aan de vloer (spec 3). Met deze maatregelen werd de luchtstroom beter langs het achterwiel begeleid, ten gunste van de werking van de diffuser.

Updates tijdens het seizoen

Door naar het seizoen zelf dan, waarin Mercedes voor de tweede race in Imola een paar kleine veranderingen had aangebracht aan de W12. Om de problemen met de instabiliteit van de auto te verbeteren werden er ook bij de kampioensformatie veranderingen aangebracht aan de achterkant van de auto.

Mercedes W12 diffuser comparison
Mercedes W12 floor comparison

Als onderdeel van de upgrades werd de eerder genomen hap uit een van de verticale lamellen van de diffuser teniet gedaan en werd er op de vloer een kortere, haaienvin-achtige vleugel geplaatst vlak voor het achterwiel (zie bovenstaande foto's). Het veranderen van de luchtstroom moest de door het achterwiel gecreëerde turbulentie laten afnemen. Een race later antwoordde Red Bull met een pakket aan upgrades voor de Grand Prix van Portugal.

Red Bull Racing RB16B new bargeboard detail
Red Bull Racing RB16B old bargeboard detail

Na de eerdere wijzigingen aan de voor- en achterkant kregen in Portugal de bargeboards en sidepods voor het eerst een update. Zo werden de vinnen aan de onderkant van de bargeboards verder naar voren geplaatst, terwijl er ook een extra sleuf werd aangebracht om de luchtstroom te verbeteren. Verder naar achteren werd het verticale element van de zijpilaren vastgemaakt aan de vloer, waar deze er eerst nog los boven hing. Als gevolg van de ingrepen werden ook de lamellen onder handen genomen.

Red Bull Racing RB16B diffuser detail
Red Bull Racing RB16B rear detail

Aan de achterkant van de auto introduceerde Red Bull een nieuwe diffuser, met een veel slanker vormgegeven centrale sectie. Dit was een gevolg van de slankere kiel door de nieuw vormgegeven versnellingsbak. 

Aan de voorzijde van de RB16B was een kleine verandering aan de brake ducts te zien. Het bovenste gedeelte van de luchtinlaat was nu onderverdeeld in drie verticale delen, in plaats van de eerdere twee delen.

Red Bull RB16B front brake duct vergelijking

Red Bull RB16B front brake duct vergelijking

Photo by: Uncredited

De brake ducts werden in Spanje opnieuw onder handen genomen door Red Bull. De indeling van de  bovenzijde van de inlaat werd opnieuw aangepast, ten gunste van de verdeling van de luchtstroom die bedoeld is voor de koeling van bepaalde onderdelen of een betere aerodynamica van de auto.

Mercedes reageert

In Monaco zagen we de introductie van het eerste serieuze upgradepakket van Mercedes dit jaar. De upgrade was speciaal bedoeld voor het krappe stratencircuit, waar de renstal het mede vanwege de langere wielbasis van de auto in het verleden vaak lastig heeft gehad.

Mercedes AMG F1 W12 front suspension
Red Bull RB16 and Mercedes W11 rear suspension comparison

Zoals op bovenstaande illustratie te zien is, zorgde de update ervoor dat de zogenaamde track rod en wishbone verder naar voren geplaatst konden worden. Dit ging ten koste van een deel van de luchtinlaten van de brake duct. Deze inlaten hebben echter niet meer alleen een koelende werking, maar hebben tegenwoordig ook een aerodynamische functie. Die laatste functie werd opgeofferd in Monaco, omdat een goede koeling op stratencircuits vaak van essentieel belang is.

Red Bull Racing RB16B diffuser vergelijking

Red Bull Racing RB16B diffuser vergelijking

Photo by: Giorgio Piola

Red Bull had ondertussen ook weer wat slimmigheidjes gevonden. al had het daarvoor vooral afgekeken bij Mercedes. De buitenste randen van de diffuser werden namelijk uitgerust met een gekarteld randje, een aerodynamisch trucje dat we in voorgaande seizoenen al vaker hebben gezien bij Mercedes.

Red Bull Racing RB14B voorvleugel detail

Red Bull Racing RB14B voorvleugel detail

Photo by: Uncredited

Aan de voorzijde van de auto probeerde Red Bull ook een nieuwe voorvleugel uit. Deze upgrade moest voor een betere verdeling zorgen tussen de luchtstroom die downforce genereert, en de hoeveelheid lucht die richting de voorwielen wordt geblazen.

Red Bull Racing RB16B flexiwing

Red Bull Racing RB16B flexiwing

Photo by: Giorgio Piola

Na de Grand Prix van Azerbeidzjan kwam er ook een einde aan het relletje omtrent de flexi-wings, die achter de schermen al wekenlang voor de nodige ophef zorgden. Met name het team van Red Bull zou het nodige voordeel halen uit de doorbuigende achtervleugel, maar met de invoering van strengere tests van de FIA werd daar vanaf de Grand Prix van Frankrijk een stokje voor gestoken. 

Red Bull RB16B diffuser detail

Red Bull RB16B diffuser detail

Photo by: Giorgio Piola

Voor de Grand Prix van Stiermarken introduceerde Red Bull weer een update van de diffuser. De gekartelde randen waren nu opeens over de gehele breedte van de diffuser te bespeuren. Een week later had Red Bull voor de Oostenrijkse Grand Prix opnieuw twee updates meegenomen: deze keer waren de voorvleugel en de sidepods aan de beurt. Max Verstappen kreeg de nieuwe onderdelen als eerste op zijn auto. Teamgenoot Sergio Perez volgde een race later.

Red Bull Racing RB16B front wing comparison
Red Bull RB16B bargeboard cluster and sidepod delfector comparison

Richting het middengedeelte van de voorvleugel werd het onderste element voorzien van een steilere boog, om daarmee een sterkere vortex te creëren. Als gevolg werden ook de bovenliggende uiteindes van de overige vleugelelementen aangepast. Verder naar achteren kwam er bij de zogenaamde deflectors naast de sidepods een extra laag bovenop de reeds bestaande rij vleugelelementen om ook hier de luchtstroom te optimaliseren.

Mercedes AMG F1 W12 sidepod deflector vergelijking

Mercedes AMG F1 W12 sidepod deflector vergelijking

Photo by: Giorgio Piola

Na de double-header in Oostenrijk arriveerde het Formule 1-circus in Silverstone, waar Mercedes het grootste upgradepakket van het seizoen introduceerde. Vooral het middengedeelte van de W12 was voor deze race onder handen genomen. De opeengestapelde lamellen werden verlengd naar voren (1). De voornaamste verticale deflector werd losgekoppeld van de vleugel naast de sidepod, waarmee de gebogen sectie ter hoogte van de schouder van de sidepod verdween (2). De golvende vloer, al een onderdeel van de W12 sinds de start van het seizoen, was onder handen handen genomen (3, 4 & 5). Daarachter werden twee rijen van vier vinnen aangebracht om de luchtstroom rondom de sidepod te begeleiden (6 & 7).

Op dit punt in het seizoen suggereerde teambaas Toto Wolff dat het daarmee gedaan was wat betreft de upgrades van Mercedes in 2021. Het team had weliswaar nog een speciale low downforce-vleugelspecificatie op de plank liggen voor Monza, al zou het team daarvoor vooral de specificatie uit 2020 hergebruiken.

Red Bull Racing RB16B nieuwe vloer

Red Bull Racing RB16B nieuwe vloer

Photo by: Giorgio Piola

Net als Mercedes had ook Red Bull in Silverstone de nodige upgrades bij zich. Het team voegde een soort traptrede-achtig vleugeltje toe aan de rand van de vloer. Dit was ten koste van de twee naar buiten gerichte vleugeltjes die er tijdens de wintertest al op zaten, omdat beide onderdelen op hetzelfde punt van de vloer waren bevestigd. Het nieuwe vleugeltje was echter op dezelfde manier naar buitengericht als diens voorgangers, waarmee de luchtstroom richting de achterwielen alleen maar werd versterkt.

Red Bull Racing RB16B brake duct vergelijking

Red Bull Racing RB16B brake duct vergelijking

Photo by: Giorgio Piola

Een andere wijziging vonden we terug aan de voorzijde van de RB16B, waar de luchtinlaten van de brake ducts opnieuw onder handen waren genomen. In Hongarije werd de onderzijde van de inlaat vergroot, waarmee het onderdeel een iets meer symmetrische en grotere vorm kreeg. Het is onduidelijk of dit samenhangt met de vraag naar meer koeling van de remmen in Hongarije, of dat het ten behoeve van de aerodynamica was. Ook na de race op de Hungaroring heeft Red Bull dit ontwerp namelijk vaker gebruikt.

Red Bull Racing RB16B floor detail
Mercedes W12 floor detail

Na de zomerstop ging de voortdurende reeks aan kleine upgrades vrolijk verder in Spa-Francorchamps, waar beide teams een balans probeerden te vinden tussen de hoeveelheid downforce en drag. Red Bull monteerde er een tweede vleugeltje achter de Z-vormige uitsnede in de vloer om daarmee de luchtstroom beter te begeleiden. Het onderstreept het contrast met de vloer van Mercedes, dat vanaf de start van het seizoen juist met een bijzonder complex vloerontwerp reed en het eigen design voor bepaalde races zelfs moest afzwakken of vereenvoudigen. Red Bull begon het seizoen daarentegen met een vereenvoudigd ontwerp en voegde er naarmate het seizoen vorderde steeds meer vleugeltjes aan toe.

Mercedes W12 voorvleugel vergelijking

Mercedes W12 voorvleugel vergelijking

Photo by: Giorgio Piola

Ondanks de eerdere suggestie van Toto Wolff dat het na Silverstone gedaan was met de upgrades, introduceerde Mercedes in Rusland toch een vernieuwde voorvleugel. Deze is echter alleen nog maar gebruikt in de vrije trainingen voor de Russische en de Turkse Grand Prix, wat aangeeft dat de renstal nog wel wat op de plank heeft liggen mocht het er echt op aankomen. Bij het nieuwe ontwerp zien we vooral aan de buitenkant een andere vorm van het bovenste vleugelelement, wat suggereert dat Mercedes nog wat meer downforce van de vleugel wil schaven ten gunste van een hogere topsnelheid, terwijl tegelijkertijd ook de luchtstroom richting de voorwielen wordt aangepast. Het is mogelijk een ontwerp waar in Mexico voor het eerst mee zal worden geracet.

Nek-aan-nek

Zoals we kunnen zien zijn Mercedes en Red Bull dit jaar elk een totaal andere richting ingeslagen met de ontwikkeling van hun auto's. Beide teams moesten vanwege het tokensysteem voor een groot deel bouwen op het ontwerp van 2020, terwijl Mercedes ook nog hard werd geraakt door de reglementswijzigingen aan de achterzijde van de auto. Tegelijkertijd moeten de teams - net als alle andere teams - ook een balans zien te vinden tussen de ontwikkeling van de auto van 2021, en de focus op het geheel nieuwe reglement voor 2022. Alleen de tijd zal ons leren welk team er aan het einde van dit jaar aan het langste eind zal trekken en wie in 2022 mogelijk een prijs moet betalen voor de technische wapenwedloop van dit seizoen.

Lees ook:

gedeeld
reacties
Formule 1 Grand Prix van Amerika: Tijden, welke tv-zender en meer
Vorig artikel

Formule 1 Grand Prix van Amerika: Tijden, welke tv-zender en meer

Volgend artikel

Wat zit er achter de woorden van Red Bull over achterkant Mercedes?

Wat zit er achter de woorden van Red Bull over achterkant Mercedes?
Laad reacties