Tech analyse: De flexibele vleugel van Red Bull verklaard

De werkgever van Max Verstappen en Daniel Ricciardo stond na de Grand Prix van Groot-Brittannië in de spotlights. De concurrentie plaatste vraagtekens bij de nieuwe voorvleugel van de RB13. Enkele delen leken op hoge snelheid door te buigen, wat aerodynamische voordelen met zich meebrengt. Aankomend weekend zal er opnieuw goed gelet worden op de vleugels van de energiedrankengigant. Een verzoek om opheldering van wedstrijdleider Charlie Whiting is niet ondenkbaar. 

Het zit hem in de zijkanten van de vleugel, aan de buitenkant van de endplate waar zich als het ware een verlengde bodemplaat bevindt. Vertraagde videobeelden laten zien dat dit element - heel anders vormgegeven dan dezelfde sectie van de concurrentie en schuin geplaatst ten opzichte van de voetplaat van de vleugel - roteert en vlak gaat staan wanneer de snelheid toeneemt. Hoewel flexibele vleugels illegaal zijn, is het belangrijk om te benadrukken dat de huidige versie voldoet aan de reglementen en de buigtests van de FIA. Deze tests schrijven voor dat een endplate niet meer dan vijftien millimeter mag doorbuigen bij een druk van 1000N. Deze beperking is opgelegd tijdens de laatste controverse over flexi-wings. Bovendien is het onmogelijk om een element te ontwikkelen dat onder druk niet buigt. Bij een dergelijke stijfheid zou het gewoonweg breken wanneer de druk te groot wordt. 

Bovenstaande video laat zien welke buigtests tot 2013 werden toegepast. Dit is inmiddels aangepast om de doorbuiging te beperken, nadat diverse topteams de grenzen van het toelaatbare overschreden.  

Een engineer zou geen engineer zijn als hij niet zou proberen deze methoden te omzeilen. Red Bull heeft praktijkvoorbeelden uit het verleden weer van de plank gehaald en nu lateraal toegepast op de nieuwe voorvleugel. Hierbij wordt rekening gehouden met de huidige buigtests van de FIA en de voorgeschreven afmetingen. In plaats van de vleugel over de gehele lengte - van neus tot endplate - te laten bewegen, zoals in de flexi-wing controverse, heeft Red Bull een specifiekere achterwaartse werkwijze toegepast. Om te voorkomen dat de gehele horizontale plaat doorbuigt, is gekozen voor een nieuwe vormgeving. De bodemplaat en de endplate staan nu los van de flappen. Juist de buitenrand van de endplate buigt door onder druk. Zo voldoet de vleugel aan de FIA-tests, maar profiteert het team van de buiging van deze buitenste voetplaat van de endplate bij hoge snelheden. 

Red Bull kiest haar eigen weg

Maar wat gebeurt er nou precies? Wanneer de druk op het gevleugelde gedeelte toeneemt, buigt dit element iets door maar dat is niet meer dan bij andere teams. Door de slimme vormgeving draait de voetplaat buiten de endplate mee (gemarkeerd in groen). Hierdoor verandert de werveling en wordt minder luchtweerstand gegenereerd. Dit heeft niet enkel een direct effect op de prestaties van de voorvleugel, maar ook op luchtstromingen verder naar achteren, zoals de werveling afkomstig van de draaiende voorbanden en de stromingen onder de wagen richting de diffuser. 

Het draait dus allemaal op aero-elasticiteit, waarbij de hoek en de vorm van de voetplaat lijkt te veranderen wanneer de druk op de vleugel toeneemt. Red Bull Racing put uit jarenlange ervaring om het gewenste effect te creëren. Het lijkt dan ook geen toeval dat de terugkeer van bewegende elementen te maken heeft met de rentree van topontwerper Adrian Newey in de tekenkamers van de fabriek in Milton Keynes.  

Adrian Newey, Red Bull Racing RB13 technisch directeur

Foto: XPB Images

De Brit is de laatste tijd weer opvallend vaak aanwezig in de paddock. Hij werkt dan niet alleen aan de verbetering van de RB13, hij let ook goed op de concurrentie. Zijn rode notitieblokje is nooit ver weg wanneer hij voor de start van een race over de startopstelling loopt. De oplettende kijker ziet hem regelmatig aantekeningen en schetsen maken.

Constante ontwikkeling

Red Bull RB13 voorvleugel, GP van Canada

Illustratie: Giorgio Piola

Het team introduceerde in Canada een nieuwe voorvleugel. Niet enkel de voetplaat van de buitenrand werd opgehoogd, maar er verscheen ook een verticale opening in de endplate (zie rode pijl). Hierdoor kan lucht van binnen naar buiten stromen, mogelijk ter compensatie van de onvermijdelijke stroomscheiding wanneer het element buigt onder druk.  

Red Bull RB13 voorvleugel vergelijking, oud vs nieuw, GP van Groot-Brittannië

Illustratie: Giorgio Piola

Voor Silverstone kwam de voetplaat nog wat schuiner te staan. Zo probeert het ontwerpteam de luchtstroming te vervormen en optimaal te profiteren van de buiging. 

Red Bull RB13 voorvleugel detail, GP van Groot-Brittannië

Illustratie: Giorgio Piola

Tevens werd de verticale opening in de endplate van Canada weer gedicht. Ter compensatie werden de flappen bij de endplate voorzien van een extra sleuf (gemarkeerd in geel). Hierdoor krijgt de luchtstroom hernieuwde energie en voorkomt dat er geen stroomscheiding plaatsvindt. 

Kortom: Red Bull Racing doet er alles aan om de tekortkomingen van de Renault-motor te compenseren, ook al moeten dan de grijze gebieden van de regelgeving uitgekamd worden. 

Met medewerking van tech-redacteuren Giorgio Piola en Matt Somerfield