F1 Tech: Dit maakt de Red Bull-vloer van Newey anders dan die van Mercedes en Ferrari

Het grondeffect is de belangrijkste pijler onder het huidige Formule 1-reglement. Het is eerder aan bod gekomen, maar alvorens de diepte in te duiken is een klein geheugensteuntje over de werking van het grondeffect wellicht handig. Zo komt lucht aan de voorkant de vloertunnels, de zogenaamde Venturi-tunnels, in. De tunnelingangen zijn overigens wel gewoon te zien voor buitenstaanders aan de schotten, waarbij de buitenste meteen naar buiten lopen. Die dienen om turbulente lucht vanaf de voorbanden naar de zijkant te dirigeren, zie ook de afbeelding hieronder. Meer richting het midden van de vloer moet er dan alleen schone lucht in de vloertunnels komen die naar achteren doorlopen. Die vloertunnels kennen een vernauwing richting de achterkant en dat is cruciaal voor de werking van het grondeffect.

Richting de vernauwing gaat de lucht namelijk sneller stromen en volgens de wet van Bernoulli zorgt een versnelling van de luchtstroom voor een lagere luchtdruk. Onder de vloer ontstaat dus een klein lagedrukgebied. Vervolgens is het cruciaal om dit lagedrukgebied onder de vloer af te scheiden van alles daarnaast. In de praktijk doen teams dit met de vloerranden, die om deze reden ook behoorlijk geavanceerd zijn vormgegeven en meerdere vertakkingen kennen. Als het afscheiden van de luchtstroom goed lukt, ontstaat er een drukverschil tussen alles onder de vloer (lage luchtdruk) en alles naast de vloer (hogere luchtdruk). Dit drukverschil leidt ertoe dat de auto als het ware naar het asfalt wordt gedrukt en als het ware aan het asfalt kleeft. Het is in een (versimpelde) notendop hoe zestig procent van de downforce wordt gegenereerd en dus hoe de moderne Formule 1 werkt.

Mercedes probeert zoveel mogelijk over te nemen van de Red Bull-aanpak uit 2022

Met dat in het achterhoofd hebben de crashes in Monaco alle tech-liefhebbers een fraai inkijkje gegeven. De beelden maken het mogelijk om het Mercedes-ontwerp met het Red Bull-ontwerp te vergelijken, maar doordat er ook foto’s van vorig jaar zijn, is het mogelijk om de ontwikkelingsrichting van teams te analyseren. Bij de vloeren zijn er grofweg twee uiteenlopende ontwerpen te onderscheiden. Het eerste is wat Britten het teardrop-ontwerp noemen. Zoals de term al aangeeft, heeft het centrale gedeelte van de vloer de vorm van een traan of van een druppel. De vorm is overwegend ovaal en het vloeroppervlakte zelf vrij egaal. De tweede variant is wat het keel-design heet. Dit is de aanpak die Red Bull vorig jaar al meteen had en kenmerkt zich door iets agressievere vormen, onder meer wat hoekigere vormen aan de voorzijde van de vloer.

Wie de Mercedes-vloer uit 2022 bekijkt, ziet dat het merk met de ster toen overduidelijk nog het teardrop-design had. Dit is ook logisch, omdat je daarmee meer op safe speelt en het doorgaans een wat vergevingsgezindere vloer oplevert. Wie vervolgens de huidige Mercedes-vloer bekijkt, ziet dat er een behoorlijke switch richting het Red Bull-concept heeft plaatsgevonden. Zo heeft Mercedes aan de voorzijde het keel-ontwerp omarmd en heeft men grotendeels gepoogd te kopiëren wat Red Bull vorig jaar had. Zoals later in dit artikel zal blijken, is het nadeel hiervan dat het team dat een ander kopieert vaak een stap achter loopt. Zo heeft Red Bull het vloerconcept van 2022 intussen verder gefinetuned. Bij Mercedes vallen er in totaal vier dingen op. Zo is de voorkant nog altijd iets anders dan die van Red Bull, aangezien de strakes die bij de schotten horen en de vuile lucht moeten afvoeren sneller naar de zijkant lopen dan bij Red Bull. Het maakt de outwash – het afvoeren van de vuile lucht – anders bij beide auto’s. Het tweede aspect hangt samen met de ijzertjes die Red Bull vorig jaar had, in het Engels ice skates. Die vormden een soort buffer tussen de vloer en het asfalt in 2022, maar zijn na aanpassingen in het reglement verdwenen. Om toch een soortgelijk effect te behalen, heeft Mercedes de zijkanten van de vloer voorzien van metalen randjes.

Vloerdetail Mercedes W14 en Red Bull RB19, video-animatie Autosport

Belangrijker zijn echter twee aspecten die aan de achterkant van de vloer te vinden zijn. Zo had Mercedes in 2022 nog gewoonweg de ovale vorm richting de achterkant van de vloer zonder vertakkingen, maar is die vorm dit jaar wél voorzien van twee vertakkingen. Het is geïnspireerd op Red Bull, dat al langer met vertakkingen in het vloerontwerp richting de diffuser werkt. Het idee erachter is dat de lucht op deze manier effectiever naar de diffuser kan worden geleid, waardoor die harder aan het werk kan worden gezet en aan de achterkant meer neerwaartse druk kan genereren.

Het laatste aspect is nog opvallender en betreft het zogenaamde ‘kick point‘. Een kick point is een punt waarop de vloer in hoogte verspringt, meestal aan de achterkant van de vloer. Na die verspringing staat de vloer dus verder van het asfalt af en kan er logischerwijs minder downforce worden gegenereerd. Voor dat punt kan er lokaal juist bijzonder veel neerwaartse druk worden gegenereerd, met een downforcepiek tot gevolg. Mercedes had vorig jaar zo’n kick point, maar sneed zichzelf daarmee wellicht in de vingers. Om een kick point te laten werken, moet je het namelijk tot in de puntjes beheersen. Heel veel aanzuigende werking op één specifiek punt kan immers ook een rol spelen bij porpoising. Red Bull had vorig jaar geen kick point en precies dat heeft Mercedes afgaande op de foto’s gevolgd, door dit jaar ook zonder kick point te werken. Zoals onderaan dit artikel zal blijken, heeft Red Bull dit jaar echter de omgekeerde weg bewandeld.

Mercedes W14 vloerdetail, Autosport video-animatie

Ferrari: Ogenschijnlijk simpel, maar wel effectief?

Voordat Red Bull aan bod komt echter eerst nog een zijstapje naar Ferrari. De Scuderia heeft in Oostenrijk een nieuwe vloer geïntroduceerd en die is op z’n minst een doorontwikkeling van wat er in Canada na de crash van Carlos Sainz te zien was. Van die nieuwe vloer zijn er – gelukkig voor Ferrari, want geen crashes – nog geen foto’s en dus moeten we het doen met wat Ferrari begin dit jaar had. Dat oogt relatief simpel, aangezien Ferrari op dat moment nog altijd had vastgehouden aan de overwegend ovale vormen aan de achterkant Die achterkant kent afgaande op de foto’s geen vertakkingen onder de vloer, zoals Mercedes en Red Bull die wel hebben. Wel is de voorkant aangepast ten opzichte van vorig jaar en zijn de Ferrari-tunnels richting het einde relatief smal vormgegeven, waardoor de luchtstroom daar sowieso al iets meer wordt gedirigeerd dan dat bij sommige andere ontwerpen gebeurt.

Wie in de pitstraat eens om de Ferrari SF-23 heenloopt, zal zien dat de vloerranden vergeleken met enkele andere formaties ook relatief rechttoe rechtaan ogen. Het gold afgaande op de Sainz-foto’s ook voor de onderzijde en het gevolg daarvan is dat het vloerconcept vrij stabiele downforceniveaus over de hele linie moet leveren, maar zonder de pieken die sommige concurrenten nastreven. Het is lovenswaardig dat Ferrari met deze aanpak veel neerwaartse druk weet te genereren. Zo was de auto begin vorig jaar – toegegeven, ook deels door het overgewicht van Red Bull – de toonaangevende factor en zit de pure snelheid er nu nog altijd goed in over één rondje. Vraag is wel of het plafond met dit vloerontwerp niet vroeg of laat in zicht komt en daardoor is het extra interessant om te ontdekken hoe de Ferrari-vloer van Oostenrijk er precies uitziet. Voor het antwoord op die vraag moeten we echter geduld hebben, geduld totdat er hopelijk ook foto’s van die nieuwe specificatie verschijnen.

Van kick point tot DRS: Hoe Red Bull in 2023 weer een stap heeft gezet

Tot slot is het tijd voor de Red Bull-vloer van dit jaar, oftewel de creatie van de man die zelf ooit op het grondeffect is afgestudeerd: Adrian Newey. De vloer van de RB19 is logischerwijs een doorontwikkeling van het exemplaar dat we vorig jaar al zagen op de auto die goed bleek voor beide wereldtitels. Het overkoepelende concept werkt immers goed en dus bouwt Red Bull daar voor het overgrote deel op voort. De opening voor de vloertunnels richting het midden – door de Engelsen throat genoemd – is logischerwijs zo groot mogelijk gemaakt en de keel-vorm is ook behouden. Het is een kwestie van finetunen. Zo is het vloeroppervlakte nu veel gedetailleerder dan vorig jaar om de luchtstroom naar wens te geleiden en zijn de ice skates vervangen door skids, die je overigens lastig kunt zien op de afbeeldingen omdat ze net als de vloer zelf zwart zijn.

Twee belangrijke veranderingen zijn echter aan de achterkant van de Red Bull-vloer te vinden. Om te beginnen heeft Red Bull de horizontale vertakkingen aan de achterkant nog verder uitgebreid en zijn daar nu minimaal drie stappen te zien. Het betekent dat de luchtstroom nog iets gedetailleerder naar de diffuser kan worden geleid om daarmee meer downforce met de diffuser te genereren. Het tweede aspect is hierboven al terloops aan bod gekomen en bestaat uit de kick points. Newey werkte vorig jaar niet met kick points en liet de achterkant van de vloer toen nog vrij terloops omhooglopen. Het is ook het meest veilige om te doen, zeker als porpoising een risico is aan het begin van een reglementscyclus. Red Bull heeft daar echter geen last van en dus heeft Newey dit jaar wel twee kick points aan de achterzijde toegevoegd, waarvan de laatste al behoorlijk ver richting het diffusergebied zit.

Deze kick points helpen om lokaal meer downforce te genereren, al draagt dit samen met de beam wing en de gewone achtervleugel ook bij aan het grote DRS-effect van Red Bull. Dat laatste is een vrij complexe zaak, maar versimpeld valt te stellen dat de luchtstroom aan de achterkant van de auto als één geheel moet worden gezien. Als je de achtervleugel openklapt, genereert die natuurlijk minder downforce dan normaal en verandert de luchtstroom vanaf de achtervleugel. Die leidt ertoe dat die de beam wing minder voedt – zeker zoals Red Bull die heeft ontworpen voor bijvoorbeeld Jeddah – en dat de beam wing in een stall terechtkomt en minder downforce genereert. Dit heeft op haar beurt weer effect op de luchtstroom van de diffuser, waar met de vormgeving van de diffuser en de achterkant van de vloer dus op is ingespeeld. Bij ieder team werken deze dingen in samenspraak met elkaar, maar Newey heeft er met het ontwerp van de beam wing, de achterkant van de vloer en de diffuser ogenschijnlijk erg veel aandacht aan besteed, waardoor al deze drie elementen met DRS open behoorlijk minder downforce produceren dan normaal. Dat is op rechte stukken echter juist de bedoeling, aangezien minder downforce ook drie keer minder drag oplevert, hetgeen in de volksmond het ‘triple DRS-effect’ van Red Bull is gaan heten.

Red Bull RB19 vloerdetail, Autosport video-animatie

Kunnen andere teams de Red Bull-vloer kopiëren op basis van foto’s?

Dat deze dingen zo nauw met elkaar samenhangen, geeft al aan dat de vloer niet los van het overige autoconcept kan worden gezien. Of zoals Max Verstappen desgevraagd liet weten: “Ook al zouden ze alles van onze vloer helemaal kopiëren, dan nog past het niet bij de filosofie van hun eigen auto. Je moet veel dingen daaromheen aanpassen. Hetzelfde geldt trouwens voor ons. Wij kunnen ook niet zomaar de sidepod van iemand anders erop zetten, want zo werkt de auto gewoon niet.” Dat gezegd hebbende, kunnen andere teams natuurlijk wel inspiratie halen uit de dingen die ze bij Red Bull zien en proberen die in te passen in hun eigen concept. Het is precies wat Mercedes ook heeft gedaan met de Red Bull-vloer van vorig jaar. Paul Monaghan van Red Bull Racing stipt daar achter nog een ander aspect bij aan. De hoofdengineer legt uit dat alle teams aan het begin van het jaar al een ontwikkelingsplan voor het seizoen maken. Als dat plan bij teams wordt aangepast aan de hand van Red Bull-foto’s heeft dat volgens Monaghan een vertragende werking. Zo moet de planning worden herzien en moeten teams de Red Bull-aanpak bestuderen. Het effect van de vloerfoto’s in Monaco is daardoor pas tijdens of na de Grand Prix van Japan op het circuit te zien, zo verzekert Monaghan.

In de tussentijd zit Red Bull natuurlijk ook niet stil. Zo liet Verstappen in Barcelona weten dat Red Bull ‘binnen enkele races’ ook met een update aan de vloer komt. Op Silverstone voegde hij toe dat er in Hongarije updates voor de RB19 komen, waarbij niet uit te sluiten valt dat die iets met de vloer te maken hebben – al is dat nu nog onbekend. Hoe dan ook: in afwachting van die updates laat dit wel zien dat de Red Bull-vloer op meerdere punten afwijkt van wat het team uit Milton Keynes vorig jaar had en wat de concurrentie nu heeft. Samen met de aerodynamische efficiëntie van de RB19 (ook cruciaal), de competitieve Honda-motor en natuurlijk Verstappen zelf verklaart het waarom het totaalpakket zo goed is. Het laat ook meteen zien dat Newey afgelopen winter niet heeft stilgezeten.

Deze F1-update wordt mede mogelijk gemaakt door Jacks.nl. Wat kost gokken jou? Stop op tijd. 18+

Mis geen enkele Formule 1-update meer en abonneer je via deze link op het YouTube-kanaal van Motorsport.com Nederland. Klik ook even op het belletje, dan krijg je meteen een melding wanneer er weer een nieuwe F1-video voor je klaar staat!