Aerodynamica in de Formule 1: hoe werkt het precies?

Aerodynamica in het kort 

De letterlijke betekenis van aerodynamica is “de wetenschap die de beweging van gassen beschrijft”. Dit klinkt erg saai, maar voor de Formule 1 is het van vitaal belang. Het doel van aerodynamica is namelijk om zoveel mogelijk downforce te creëren, ofwel neerwaartse kracht waardoor de F1-auto’s op het wegdek worden gedrukt en sneller bochten kunnen nemen. Tegelijkertijd probeert men met aerodynamica de hoeveelheid drag – de aerodynamische weerstand (“tegenwind) – te minimaliseren. In hoeverre F1-teams dit voor elkaar krijgen bepaalt in grote mate hoe snel de bolide zal zijn. 

“Marginal gains”

In de Formule 1 spenderen renstallen ontelbare uren en miljoenen dollars aan het perfectioneren van een voorvleugel om een winst van 0.004s te boeken. Nauwelijks de moeite waard, zou je denken, maar vergis je niet. Dit noemen ze “marginal gains”, een concept dat kleine verbeteringen nastreeft die samen een enorm verschil kunnen maken. Deze filosofie is ook terug te vinden in het wielrennen, waarbij elk grammetje en elke milliseconde wordt geteld. 

De essentiële rol van de voorvleugel

De voorvleugel is het eerste deel van de auto die in aanraking komt met de lucht. Om deze reden heeft de voorvleugel een essentiële taak heeft bij het bepalen van de luchtstroom langs en door de rest van de auto. De voorvleugel genereert zo’n 25% tot 40% totale downforce. Om de lucht te kunnen sturen brengen de ontwerpers talloze platen, flapjes, kanalen en sleuven in de vleugel. 

De barge boards: afvlakken en sturen van vuile lucht

De barge boards  zijn verticaal geplaatste panelen tussen de voorwielen en de sidepods van de wagen. Het doel van de barge boards is om de turbulente, ‘vuile’ lucht afkomstig van de voorwielen af te vlakken en richting de sidepods te geleiden. 

Sidepods

Wat is een sidepod? Dit zijn de opvallende ‘bobbels’ met ventilatieschachten aan de weerszijden van de cockpit. Ze hebben een tweeledige functie: (1) het afkoelen van de krachtbron en versnellingsbak en (2) het sturen van de luchtstroom zo downforce te creëren. De designs van de sidepods verschillen elk jaar flink, en elk team laat hier zijn eigen aerodynamische visie op los.  

Airbox

Van de ene ‘ventilatieschacht’ naar de andere: ook de airbox, het grote gat boven de coureur z’n hoofd, dient voornamelijk als koeling van de motor. Tegenwoordig gebruiken F1-teams de airbox ook steeds meer om lucht richting de achtervleugel te sturen en zo meer downforce en minder drag te creëren. 

De achtervleugel: meer dan alleen DRS

Natuurlijk speelt ook de achtervleugel een belangrijke rol daar waar het aankomt op aerodynamica. In totaal genereert de achtervleugel zo’n 30 tot 40% van de totale downforce van de auto. De vleugel wordt namelijk op zo’n manier gepositioneerd, dat de lucht die de vleugel raakt de auto als het ware tegen het wegdek aanduwt. 

Daarnaast speelt de vleugel een belangrijke rol voor het reduceren van drag. Je kent vast het Drag Reduction Systems (DRS) wel, het gedeelte van de vleugel wat ‘openklapt’ op rechte stukken wanneer de auto binnen 1 seconde van zijn voorligger is. 

Diffuser

En last but not least is er de diffuser. De diffuser maakt onderdeel uit van de vloer van de auto en is het laatste punt van de auto wat in aanraking komt met de verschillende luchtstromen. Hoe sneller de lucht langs de diffuser gaat, hoe meer downforce de diffuser genereert.