F1 | Van porpoising tot grondeffect - deze termen moet je kennen voor seizoen 2022!

Het is maar goed ook dat er een nieuw kampioenschap Formule 1 van start gaat, want alles is wel zo’n beetje gezegd en geschreven over de memorabele ontknoping van het jaar 2021. Lewis Hamilton en Mercedes zijn nog altijd boos, Nederlands best betaalde sporter Max Verstappen en Red Bull zijn juist trots op hun grote overwinning en wedstrijdleider Michael Masi, opgeofferd door de FIA, verdween noodgedwongen van het toneel.

De Formule 1 krijgt in 2022 niet alleen een nieuwe wedstrijdleider, maar ook een geheel nieuw reglement. Nieuwe regels zorgen altijd voor spanning: welk team heeft het regelboek het best geïnterpreteerd en zijn ontwerpers de beste auto laten tekenen? Die vraag wordt vanaf 20 maart, tijdens de Grand Prix van Bahrein, na een korte maar toch ook lange winterstop beantwoord.

Het achterliggende idee is dat de Formule 1-auto’s vooral simpeler (en iets goedkoper) moesten worden. Minder flapjes, minder vleugeltjes, minder ‘vuile lucht’. Als gevolg van de luchtverstoring door alle flapjes en vleugeltjes konden twee auto’s nauwelijks dicht achter elkaar rijden zonder grip of stabiliteit te verliezen. De eerste geluiden zijn positief.

Feit is echter ook dat alle auto’s compleet nieuw zijn ontworpen. Een eerste seizoen met nieuwe regels wil nog wel eens voor grote onderlinge verschillen zorgen, omdat er nog geen sprake kan zijn van de wet van de remmende voorsprong. Je ziet het aan de auto’s: de Red Bull, Mercedes en Ferrari wijken qua filosofie onderling behoorlijk af. Wie heeft de juiste afslag genomen en de snelste auto gebouwd?

Om grote onderlinge verschillen te voorkomen, zijn de teugels aangetrokken door de regelmakers. Er is flink nagedacht wat het beste is voor de sport en hoe kan worden voorkomen dat regels te ingewikkeld worden. Ondanks de onderlinge verschillen zijn de onderdelen waaruit de bolides zijn opgebouwd echt een stuk simpeler geworden.

De gedachte hierachter is meervoudig: simpelere onderdelen zorgen voor een schonere luchtstroom, de budgetten en windtunneltijd worden ook langzaam afgeknepen richting een plafond van bedrag of tijd X en het afnemen van vrijheid zorgt ervoor dat jouw ontwerper wel een heel knappe kop moet hebben om met iets ingenieus op de proppen te komen.

Ook gestandaardiseerd zijn de interne vering en de wieldoppen. De bargeboards – lage vleugels achter de voorwielen – zijn zelfs dusdanig versimpeld dat er in principe een streep door dit onderdeel is gezet. Maar bekijk de Red Bull eens goed… Ook de achtervleugel plus de diffuser – tot voor kort een opwekker van downforce – zijn een stuk simpeler geworden. De vleugels zijn bovendien ronder. Opnieuw is het idee hiervan het beter en schoner geleiden van lucht en rijwind.

Als alles simpeler en soepeler moet, hoe genereren de auto’s dan grip?

Grondeffect is waar het om te doen is in de Formule 1 anno 2022. Dit concept is niet nieuw en kennen we uit de jaren tachtig, er wordt nu weer op teruggegrepen. Grondeffect houdt in dat er in de vloer van de auto’s als het ware tunnels zijn verwerkt. Deze twee tunnels beginnen ruim, worden daarna nauwer en verbreden weer richting de achterkant van de auto.

Waarom? Door dit ontwerp creëer je een luchtstroom. De vernauwing zorgt ervoor dat de lucht onder de auto sneller gaat stromen. Het gevolg is dat er onderdruk ontstaat. En onderdruk betekent weer dat de auto als het ware vacuüm wordt gezogen aan het asfalt, waardoor er grip ontstaat om snel door de bochten te kunnen. Alsof je op rails rijdt.

Het lijkt erop dat de auto’s begin 2022 zeer snel zijn in de snelle bochten en wat trager in de langzame bochten. Een positief gevolg van grondeffect en tunnels in plaats van allerlei flapjes en vleugels is dat er veel minder vuile lucht wordt uitgestoten achter de auto’s, waardoor het in theorie makkelijker moet zijn voor een achtervolger om dicht achter zijn voorganger te rijden. Zoals gezegd zijn de eerste geluiden positief.

Belangrijk voor het creëren van grondeffect is het geleiden van de rijwind tot onder de auto. De tunnels in de vloer van de auto zijn gekoppeld aan vleugels die de lucht ernaartoe geleiden, zeg maar ter hoogte van de cockpit. Deze vleugels zijn de ‘nieuwe bargeboards’. Teams zijn behoorlijk vrij om deze vleugel naar eigen inzicht door te ontwikkelen en dus te optimaliseren. Als je snel kijkt naar de Red Bull van Verstappen, zou je bijna denken dat alsnog sprake is van een bargeboard. Maar dat is dus niet het geval. Het is geen bargeboard, maar een vleugel. Mercedes kiest met extreem vormgegeven sidepods voor een andere oplossing.

Het klinkt zo simpel: wat luchtgleuven maken onder de auto, een vleugeltje ervoor in plaats van een bargeboard en op naar 330 kilometer per uur of meer op het rechte stuk. De praktijk is iets anders. Want wat bleek? De auto’s stuiterden nogal. Dit fenomeen wordt porpoising genoemd.

De simpelste uitleg: de auto’s stuiteren op een manier die doet denken aan dolfijnen die uit het water springen. Op en neer, op en neer. Anderen vergelijken het gedrag van de auto’s weer met de manier waarop bruinvissen aan de oppervlakte komen.

Wat er gebeurt is dit: de luchtstroom die de auto naar de grond moet trekken, moet wel onafgebroken zijn. Als de lucht kan ontsnappen, bijvoorbeeld omdat de auto niet naar, maar daadwerkelijk aan het asfalt wordt gezogen, verdwijnt het grondeffect en komt de auto omhoog.

De omhoog gehobbelde auto zuigt daarna direct weer lucht aan, net zolang tot het asfalt weer wordt geraakt en de lucht weer ontsnapt. De auto komt omhoog en dan start dit opnieuw. Constant. Net als een dolfijn, net als een bruinvis.

“Het voelt als turbulentie in een vliegtuig”, legt Ferrari-coureur Charles Leclerc uit. Ferrari had tijdens de eerste wintertest, in Barcelona, veel last van porpoising, met een bijzonder verhelderende video van het fenomeen als gevolg. “Ik kan niet zeggen dat het lekker aanvoelt. Je wordt er een beetje misselijk van.”

Het fenomeen porpoising was een verrassing, omdat geen van de teams dit gestuiter had ervaren tijdens simulaties gedurende het ontwerpproces. Een oplossing kan zijn om de rijhoogte te verhogen, minder hard te rijden of een combinatie hiervan… Kortom, dit was geen oplossing.

De oplossing zit ‘m waarschijnlijk wel in het juist afstellen en ontwikkelen van veren en schokdempers, in combinatie het ontwerp van de vloer en de achterwielophanging. Als de gewervelde vloer doet wat er is bedacht, kunnen de ontwerpers ervoor zorgen dat de luchtstroom onder de auto als het ware wordt afgedekt, precies zoals ze graag willen. De kunst is om ervoor te zorgen dat hobbels in het asfalt en andere oneffenheden hun berekeningen niet in de war schoppen en er geen lucht ontsnapt.

De achterliggende gedachte is het zo goed mogelijk afdekken van de tunnels om de luchtstroom onder de auto te bevorderen. Het gaat om de optimale combinatie van rijhoogte (liefst zo laag mogelijk) downforce genereren, de hoeveelheid zuigkracht en het optimaal geleiden van luchtstromen. Het team dat het gouden ei vindt en zijn wagen het minst laat stuiteren, genereert volop grip en snelheid.

Grote kans dat je Max Verstappen binnenkort weer ‘full send’ hoort zeggen. Full send is in korte tijd één van de hipste termen in de Formule 1 geworden. Het komt er simpel gezegd op neer dat je ergens 110 procent voor gaat.

Als je eenmaal ‘full send’ gaat, kun je niet meer terug. Het wordt ook wel eens in alcoholische context gebruikt, maar dat gaat in de autosport niet op.

Als je je afvraagt wat de betekent is van full send, denk dan maar terug aan de laatste ronde van seizoen 2021. Zodra Verstappen de kans kreeg, probeerde hij Hamilton en straks Larbalestier-Hamilton voorbij te gaan, zonder compromis, zonder al te veel na te denken.

Gewoon doen, volle bak ergens voor gaan.

Oh ja, de FIA heeft de regels zoals toegepast tijdens de Grand Prix van Abu Dhabi aangepast. Er staat nu niet langer in het reglement dat achterblijvers de safetycar mogen inhalen, maar dat ALLE achterblijvers de safetycar voorbij mogen en pas daarna wordt de race hervat, ook in een spannende slotfase. Zodra de safetycar de het circuit op moet in 2022 wordt er vast nog wel een keertje teruggrepen op de ontknoping van 2021, maar dan weet je tenminste wat er in het regelboek officieel is veranderd.

20 maart: Grand Prix van Bahrein (Manama)
27 maart: Grand Prix van Saoedi-Arabië (Jeddah)

10 april: Grand Prix van Australië (Melbourne)
24 april: Grand Prix van Emilia-Romagna (Imola)

8 mei: Grand Prix van Miami (Miami)
22 mei: Grand Prix van Spanje (Barcelona)
28 mei: Grand Prix van Monaco (Monte Carlo)

12 juni: Grand Prix van Azerbeidzjan (Baku)
19 juni: Grand Prix van Canada (Montreal)

3 juli: Grand Prix van Groot-Brittannië (Silverstone)
10 juli: Grand Prix van Oostenrijk (Red Bull Ring)
24 juli: Grand Prix van Frankrijk (Paul Ricard)
31 juli: Grand Prix van Hongarije (Boedapest)

28 augustus: Grand Prix van België (Spa-Francorchamps)

4 september: Grand Prix van Nederland (Zandvoort)
11 september: Grand Prix van Italië (Monza)
25 september: Vervanger van de Grand Prix van Rusland (Turkije/Qatar?)

2 oktober: Grand Prix van Singapore (Marina Bay)
9 oktober: Grand Prix van Japan (Suzuka)
23 oktober: Grand Prix van Verenigde Staten (Texas)
30 oktober: Grand Prix van Mexico (Mexcio-Stad)

13 november: Grand Prix van Brazilië (Interlagos)
20 november: Grand Prix van Abu Dhabi (Yas Marina)