Speciale ophanging belangrijk voor F1-succes Red Bull en Max Verstappen?

De RB19 is vooral in handen van Max Verstappen een ongenaakbare auto gebleken. Red Bull Racing wist afgelopen jaar 21 van de 22 Grands Prix te winnen en was technisch een trendsetter. Dat laatste geldt op meerdere vlakken en is onder meer te zien geweest aan de vloer. Toen deze website in Monaco een zeldzaam kijkje onder de vernieuwde Mercedes-vloer kreeg na een crash van Lewis Hamilton bleek die behoorlijk op de Red Bull-vloer uit 2022 te lijken – waarover meer in deze eerdere technische analyse. Een daaropvolgende crash van Sergio Perez liet zien dat Red Bull de vloer intussen weer flink had doorontwikkeld, onder meer met extra vertakkingen in de Venturi-tunnels en kick points aan de achterzijde van de vloer.

Doordat met de huidige generatie auto’s ongeveer zestig procent van de totale hoeveelheid downforce onder de vloer wordt gegenereerd, is dat een belangrijke factor in het succesverhaal van Red Bull. Toch is er meer. Zo is de Red Bull-auto aerodynamisch ook efficiënt gebleken, met een ontwerp dat weinig drag kent. Daarnaast is Red Bull met de sidepods een trendsetter geweest. Het technische team met onder meer Adrian Newey en Pierre Waché koos vanaf het begin voor sterk aflopende sidepods, in de paddock downwash sidepods genoemd, en die zijn in het afgelopen jaar door veel teams in meer of mindere mate gekopieerd.

Het verschil tussen pull-rod en push-rod ophanging in F1

Doordat de sidepods nogal bepalend zijn voor het uiterlijk van de auto’s gaat daar de meeste aandacht naar uit. De keuze voor de ophanging is tot nu toe wat onderbelicht gebleven, maar ook die speelt een niet te onderschatten rol in het concept van een auto en dus in het succes ervan. Daarbij wordt er grofweg onderscheid gemaakt tussen pull-rod en push-rod wielophangingen, oftewel trekstang- en duwstangophangingen. Beide varianten zijn hieronder op een tekening van de Arrows A21 en A22 naast elkaar te zien, met de pull-rod aan de linkerkant van het beeld en de push-rod rechts.

Bij de pull-rod ophanging is de trekstang lager in het chassis gepositioneerd en verbonden met een hogergelegen punt op het wiel. Over de hobbels en de kerbs trekt de stang als het ware aan de torsievering in het chassis waardoor deze configuratie de naam trekstang meekrijgt. De duwstang-configuratie is exact het tegenovergestelde. De duwstang zit samen met alle interne ophangingsdelen hoger in het chassis en loopt diagonaal naar een lagergelegen punt op het wiel. Doordat de stang hier de torsievering als het ware aanduwt over de hobbels, valt ook deze naam te verklaren. Bij de invoering van het huidige reglement bleek de pull-rod aan de voorkant terug van weggeweest. In 2013 zagen we voor het laatst een trekstangophanging aan de voorkant van de auto, waarna er van 2014 tot en met 2021 enkel push-rods voor te vinden waren.

Pull-rod en push-rod ophangingen hebben uiteenlopende voor- en nadelen, onder meer samenhangend met waar het gewicht van de ophangingsonderdelen wordt geplaatst in het chassis. De trekstang zit zoals gezegd lager in het chassis, hetgeen op de bovenstaande afbeelding te zien is – ook helemaal onderaan het artikel in de vergelijking tussen Red Bull en Mercedes – en heeft invloed op de gewichtsverdeling. Doordat de vering en de dempers lager in het chassis zitten, ligt het zwaartepunt lager. Daar staat tegenover dat de duwstang in de regel als praktischer wordt gezien, makkelijker voor monteurs vanwege de toegankelijkheid van de vering en de dempers hoger in het chassis. Belangrijker is nog dat de keuze aerodynamische gevolgen heeft en de luchtstroom naar achteren beïnvloedt. Zo spelen de ophangingsdelen tegenwoordig ook een rol om de luchtstroom naar de ingangen van de Venturi-tunnels en naar de sidepods te geleiden. Dit is de reden dat teams uiteenlopende keuzes maken en andere opvattingen hebben: de ophanging moet passen bij het aerodynamisch concept van de gehele auto.

Begin 2022 – bij de invoering van het huidige technisch reglement – viel Red Bull Racing op door voor een pull-rod voorwielophanging en een push-rod ophanging aan de achterkant te kiezen. Het was exact het tegenovergestelde dan wat onder meer Mercedes en Ferrari hadden gepresenteerd, en ook het tegenovergestelde van wat gangbaar werd geacht. Bij Red Bull past het echter feilloos bij het hele idee van eerst de RB18 en daarna de RB19. Zo helpt het om het zwaartepunt zo laag mogelijk te krijgen aan de voorkant van de auto – een scherpe voorkant is ook precies wat Verstappen graag heeft – en is het aerodynamisch concept van Newey en Waché erop afgestemd.

Ophangingskeuze belangrijk voor stijfheid grondeffectauto’s

Gevraagd hoe belangrijk de ophangingskeuze is in het volledige concept en in het succesverhaal van Red Bull, laat Pierre Waché tijdens een exclusief interview met Motorsport.com weten: “Dit is absoluut een groot onderdeel van het concept van onze auto. Je hebt verschillende aspecten die een rol spelen bij het kiezen van de ophanging. Zo heeft het invloed op de dynamiek van de auto, de efficiëntie, maar ook op de stijfheid die je wilt bereiken”, legt de technisch directeur van Red Bull uit.

Dat laatste aspect is complex, maar wel van groot belang. Zo moeten de huidige grondeffectauto’s zo stijf mogelijk zijn om het maximale eruit te halen, maar zijn de mogelijkheden in het reglement beperkt. “Met het huidige reglement hebben ze dingen als de J-demper [inerter die voor het eerst is gebruikt in de Formule 1 door McLaren] verwijderd, waardoor de rijeigenschappen zijn veranderd”, legt Waché uit. “We hebben nu alleen nog maar normale viskeuze vloeistofdempers ter beschikking [die met gas in plaats van lucht werken]. We hebben geen acceleratie-afhankelijke demping meer, alleen nog maar snelheidsafhankelijke demping. De ophangingskeuze geeft je dan meer vrijheid om bijvoorbeeld een iets zachtere vering te hebben of om een iets andere ratio van de ophanging te gebruiken.” De ophangingskeuze is zo, in combinatie met de beperkingen vanaf 2022 op het gebied van de dempers, van invloed op hoe stijf de auto kan zijn. En die stijfheid vormt zoals Verstappen al heeft aangegeven een zeer belangrijke factor onder het huidige reglement, net als de rijhoogte.

Ophanging past bij aerodynamica, keuze Red Bull wijkt af

“Maar de reden waarom je een bepaalde ophanging kiest, heeft ook te maken met de aerodynamica”, vervolgt Waché. “Al deze dingen moeten samenkomen. Je hebt bepaalde criteria die je wilt bereiken met de kinematica [onderdeel van de mechanica] en vervolgens wil je dat die kinematische dingen aansluiten bij het aerodynamisch concept. Alle onderdelen die je selecteert en die in de luchtstroom zitten, hebben een groot effect op de aerodynamica.” Die laatste woorden gelden zeker voor de voorwielophanging, aangezien alle componenten daarvan invloed hebben op de luchtstroom richting de vloeringangen en de sidepods. Een ophangingskeuze hangt daardoor nauw samen met wat het team wil qua sidepods en vloerontwerp. Het sluit naadloos aan bij wat Verstappen eerder zei: het kopiëren van één specifiek onderdeel werkt niet, aangezien het gehele concept op elkaar is afgestemd. “De aerodynamica is een groot onderdeel van de ophangingskeuze, al zijn beide dingen natuurlijk van belang”, duidt Waché op zowel de stijfheid als de luchtstroom. “Samenvattend is de ophanging in ieder geval een enorm belangrijk deel van het gehele autoconcept en het succes daarvan.”

Bij Red Bull past de pull-rod voorwielophanging bij de manier waarop het team de lucht zo optimaal mogelijk naar de ingangen van de Venturi-tunnels wil geleiden, om daarmee het vloerontwerp maximaal te laten werken. Met de hogere ophangingselementen geldt hetzelfde, maar dan richting de downwash sidepods. Aan de achterkant van de auto heeft Red Bull in tegenstelling tot de meeste andere teams op de grid juist voor een push-rod ophanging gekozen, weer het tegenovergestelde. Ook dit is op twee uiteenlopende manieren van invloed. Ten eerste speelt de keuze mechanisch een rol, ten tweede heeft het ook aan de achterkant van de auto invloed op de luchtstroom. Ook hier werken de ophanging en de aerodynamica nauw samen, in het geval van Red Bull bijvoorbeeld met de luchtstroom vanaf de aflopende downwash sidepods.

De ophangingskeuze van Red Bull is exact het tegenovergestelde van wat de meeste andere teams hebben, zoals in de onderstaande tabel te zien is. Veel teams hebben gedurende het seizoen wel in meer of mindere mate de downwash sidepods van Red Bull als inspiratie gebruikt, maar hadden logischerwijs nog hun eigen en dus andere ophangingskeuze. Het betekent dat geen enkele formatie het volledige (aerodynamische) concept en daarmee het volledige effect ervan kon kopiëren, aangezien dat samenhangt met de ophanging. McLaren is het enige andere team dat in het Formule 1-seizoen 2023 een pull-rod voorwielophanging en aan de achterkant net als Red Bull een push-rod had, waarbij natuurlijk opvalt dat het team uit Woking na een forse doorontwikkeling in de tweede seizoenshelft meerdere raceweekenden de tweede factor is gebleken. Volgen in 2024 meer teams het voorbeeld van Red Bull door de ophangingskeuze aan te passen of is dat onder het budgetplafond lastig? Het is in ieder geval iets om op te letten tijdens het aanstaande ‘launch season’.

Wil je meer lezen over het afgelopen Formule 1-seizoen? Bestel dan het jaarboek ‘F1 2023: Met afstand de beste’, met daarin alle races en achtergronden bij het afgelopen Formule 1-seizoen rechtstreeks uit de paddock!