Return to site

F1 - Wat mogen we verwachten in 2017

2017 brengt een ware revolutie - de grootste in zeker de laatste 20 jaar.

We kennen nu de veranderingen zoals omschreven in nieuwe regelgeving 2017 (*)

Hier trachten we een antwoord te geven op de werkelijke draagwijdte die deze wijzigingen met zich meebrengen en tot welke nieuwe hersenspinsels de ingenieurs zich zullen laten verleiden.

In een virtuele wereld is alles mogelijk

Zoals we weten is dit een maniakaal wereldje van hedendaagse genieën.

Voor deze uitzonderlijke wetenschappers blijft meten = weten maar ook daar gaan zij net iets verder in.

Alles start bij het goed uitpluizen en begrijpen van de nieuwe regelgeving. Een zoektocht naar mogelijke originele interpretaties en ideeën is de volgende stap. Om die ingevingen te toetsen volgt een ontwerpfase die op digitale schaalmodellen wordt nagebootst. Die virtuele vorm zal men dan uittesten naar performantie. Dat resultaat vormt de basis waar men opnieuw verbeteringen op aanbrengt en zo gaat dat verder. Alles heeft daarbij een doorlooptijd en verwachtingspatroon. Op deze manier komt men tot een verschil in rondetijd in functie van de verschillende onderdelen:

broken image

** Door de bredere wagens en grotere tankinhoud was het gewicht van de wagen al aangepast van 702 kg in 2016 naar 722 kg in 2017.

Met die bredere en dus zwaardere banden is dat gewicht begin 2017 verder opgetrokken naar 728 kg. Let wel, dit is het gewicht van de wagen EN de piloot met zijn veiligheidskledij quasi zonder brandstof. Dat extra gewicht stelt zo'n 2 tienden per ronde voor.

Aerodynamisch

Hier gaat het echte werk gebeuren!

Hoewel de motor nog steeds het hart blijft van iedere moderne F1 wagen, leggen de nieuwe regels de klemtoon hoofdzakelijk op de aerodynamica van de wagen.

Het doel hiervan was in te gaan op de vraag van fans naar snellere en aantrekkelijkere wagens. Het moet het wegvallen van het geluid - nog steeds een heikel punt voor de meeste F1 liefhebbers - doen vergeten.

Dat deze nieuwe formule de huidige machtsverhoudingen door elkaar kan halen is niet ondenkbaar en maakt de sport nog aantrekkelijker dan voorheen.

In de simulatietabel hierboven zie je dat aerodynamica een neerwaartse druk kan opwekken die goed is voor 2,8 seconden al van bij de start van het seizoen! Daarna verwacht men tijdens het seizoen daar nog eens een extra 2,1 seconde bij af te knibbelen. In een sport waar alles draait om tienden van een seconde en zelfs soms minder, kan aerodynamica een wereld van verschil maken.

Motoren of "power units"

Vrijheid van ontwikkeling betekent:

ALLE nieuwe motoren zullen updates bevatten, ook diegene die tijdens het seizoen worden geïntroduceerd. Iedere rijder krijgt er minimum 4 ter beschikking zonder gevolg tijdens het volledige seizoen. Het is nochtans niet ondenkbaar dat het er meer zullen zijn. Dit kan omwille van betrouwbaarheidsproblemen maar ook omwille van een significante performantie upgrade. Het wordt pas echt interessant wanneer beide piloten van eenzelfde team andere opties gaan nemen of geconfronteerd worden met mechanische pech. Waar ze die extra kracht nu nog zullen/kunnen halen wordt in dit hoofdstuk behandeld.

Verworven kennis wordt geoptimaliseerd: zie F1 - Innovatie (*)

De verbrandingsmotor of ICE: De geoptimaliseerde manier van inspuiting wordt oa met de nieuwe mengsels stevig verder ontwikkeld. Dit heeft als gevolg dat niet alleen de druk maar ook de temperatuur in de cilinder stevig wordt verhoogd. Zo zou Ferrari bij de ontwikkeling van hun nieuwe krachtbron gebruik maken van additive manufacturing. Dit om hun zuigers uit staal te kunnen maken in plaats van uit het gebruikelijke aluminium. Door deze techniek toe te passen kan men met zeer dunne wanddiktes werken. Staal is zwaarder maar ook behoorlijk sterker en minder gevoelig aan temperatuur. Met minder volume bekomt men toch een vergelijkbaar gewicht maar met aangepaste eigenschappen en dus betere performantie naar zowel kracht als verbruik.

broken image

De electrische kracht èn recuperatie wordt nog belangrijker dan ooit

Daar de wagens veel sneller door bochten en later op de remmen gaan maar ook vroeger op het gas, heeft dit zijn gevolgen voor de MGU-K en de MGU-H. Zoals in bovenstaande tabel: de rem recuperatie op het circuit van Barcelona wordt zo met bijna 14% verlaagt. Daarnaast moet er wel bijna 22% meer elektrische energie voor handen zijn. Reden is de betere acceleratie, sneller of soms zelfs nu voluit genomen bochten, kortere remafstand en dus als gevolg langere rechte stukken en verhoogde luchtweerstand met hoger verbruik als gevolg. De energieafgifte was al beperkt van de MGU-K (160pk) evenals de opname (2KJ). Door het beperkte remmen neemt die opname behoorlijk af tot zelfs 21% naar het eind van het jaar. Dus zal men voor de MGU-H veel krachtigere systemen ontwikkelen, temeer daar de energieopname en afgifte onbeperkt is volgens de regelgeving. Geen eenvoudige zaak daar die zich nu naar alle waarschijnlijkheid bij alle motoren zal bevinden in de beperkte plaats tussen de turbo en de compressor - midden in de V6.

Met die vermogenstoename aan elektrische kracht zal ook de batterij een degelijke upgrade meemaken. Ook daar wordt niet alleen gewicht maar ook ruimte een mooie uitdaging voor de motorenafdeling.

De controle eenheid van de motor of ECU.

Deze staat in voor de naadloze overdracht van energieopname en afgifte van de verschillende systemen. Door de verschuiving van krachtverdeling in de diverse componenten van de motor en de voortdurende ontwikkeling, geen te onderschatten gegeven. Een perfect kluifje naar de hand van softwarespecialisten. Rijbaarheid is primordiaal maar tegelijk extreem moeilijk met deze gecompliceerde motoren. Bruuske vermogensafgifte kan gemakkelijk resulteren in een spin, grotere bandenslijtage of zelfs gebrek aan vertrouwen bij de piloot. Al deze elementen hebben een nefaste invloed op de rondetijd.

Remmen

Hoe eigenaardig ook, misschien de grootste factor naar rondetijd

Door de bredere banden kan men sneller op het gas en later in de remmen. Door de toegenomen grip wordt de remafstand dus kleiner en kan verder op het rechte stuk of dieper in de bocht gaan remmen. Zoals steeds vragen krachtigere wagens, krachtigere remmen.

Voor 2017 is de beoogde krachttoename maar liefst 25% op de al behoorlijk werkende exemplaren vandaag.

broken image

De evolutie stopt ook hier niet. Men gebruikt al sedert jaar en dag keramische remmen en tot nu toe veranderen voornamelijk de diameter en het aantal gaten (zie onderaan jaartal) voor de warmteafvoer.

Door de invoering van rem recuperatie en brake by wire kon men de diameter terugbrengen in 2014 van 278 mm naar 268 mm. De dikte bleef op 28 mm. Voor 2017 voorziet men van Brembo maar liefst 1500 gaten en 32 mm dikkere schijven. Toevoegen blijft altijd een heikel punt in F1 en al zeker alles wat met de wielen te maken heeft. Dikkere schijven hebben namelijk heel wat gevolgen. Naast die schijven moeten ook de "calipers" of houders van de remblokken groter en dus zwaarder. Het verschil van 150 gr per schijf lijkt weinig maar met meer dan 6 G tijdens het remmen, wordt dit gemakkelijk een kg per schijf. Er zijn geen extreme materialen toegestaan zoals bv beryllium en ook niet het gebruik van meerdere "calipers" dus evolutie in remmen blijft beperkt. Remschijven zijn een van de weinig beweegbare delen die zo goed als rechtstreeks in verbinding staan met de banden. Gevolg: het minste extra gewicht heeft een bijzonder negatieve invloed op het gedrag van de wagen. De remmen zullen ook harder moeten ingedrukt worden waardoor dit zowel het gevoel als de balans tussen links en rechts bemoeilijkt. De teams zijn verdeeld (60/40) over de dikkere schijven van 28mm naar 32mm. Een kleine meerderheid zal rondom aangepaste 28 mm gebruiken, de andere teams voorzien de dikkere schijven op de achterwielen. De teams kunnen dat nog veranderen naarmate het verschil in remkracht van de dikkere types dermate groeit. Enkel is het niet zomaar eventjes op- en afschroeven. Niet alleen de volledige installatie voor/achter/links/rechts/diagonaal en hydraulische systemen maar ook de koeling ervan moet opnieuw ontwikkeld worden. De temperatuur schommelingen van de remmen spelen een belangrijke rol in de werkingstemperatuur van de banden en dat is geen eenvoudige klus om dat perfect te krijgen. Weerom geen eenvoudige opdracht.

Banden

Werkingstemperatuur:

De temperatuur waar de band het best op presteert zowel qua grip als slijtage.

Info van voorgaande jaren:

Supersoft 90 - 110°c - Soft 130 - 150°c - Medium 90 - 110°c - Harde 130 - 150°

Veranderen van band in de race had dus zo zijn gevolgen.

Voor 2017 zijn nog geen gegevens gekend maar Pirelli zou dit voor de teams in ieder geval gemakkelijker maken. Zo zou de 20°verschil tussen laagste en hoogste werkingstemperatuur vergroten maar ook de werkingstemperatuur tussen de verschillende compounds zou nauwer aansluitend tot overlappend worden. Gevolg: de banden zullen niet zo gemakkelijk meer verbranden waardoor de piloten meer "close" kunnen racen en ook ronden aan één stuk. Nog iets waar de fans al heel lang naar verlangen.

Wat we nu wel al weten: De zachte en harde band hebben een grote "working range compound" de andere allemaal een kleinere