DRIVR

Techtalk: Hoe werkt McLarens RW80 ‘F-Duct’?

In de moderne Formule 1 is niet (alleen) de piloot doorslaggevend voor winst, maar vooral de wagen. Vraag dat maar aan Jenson Button. Na een vruchteloos decennium in kansloze auto’s kwam de snelle Brit de voorbije twee jaar wél telkens in het juiste team terecht. Resultaat: wereldkampioen in 2009, WK-leider in 2010. De oorzaak van die vroege voorsprong? Een klein stukje aerodynamica; een grote déjà-vu…

McLarens F-Duct

Vorig jaar was het de dubbele diffuser van Brawn GP, dit seizoen gonst het in de paddock over McLarens RW80, beter bekend als het ‘F-Duct’. Een aerodynamisch hulpmiddeltje dat de topsnelheid met zo’n 5 km/h verhoogt en zo al vaak aan de basis lag van Hamiltons en Buttons inhaalmanoeuvres op de rechte lijn. Maar hoe werkt het nu eigenlijk?

F1-bolides halen hun enorme snelheid niet alleen uit de hoegtoerige V8 achterin, maar ook uit een uitgekiende aerodynamica. Hoe sneller de wagen rijdt, hoe sterker zijn spoilers, flapjes en difussor hem aan de grond vastzuigen. Dat levert een berg extra grip op, met haast bovennatuurlijke bochtsnelheden tot gevolg. Maar alles heeft zijn keerzijde. Aerodynamische elementen zoals de achtervleugel doen hun werk in de luchtstroom rond de auto. Dat betekent echter ook dat ze de luchtweerstand vergroten en bijgevolg de wagen afremmen, met een lagere topsnelheid tot gevolg.

McLarens F-Duct

De teams lossen dit al jaren op door de hellingsgraad van de vleugels te verminderen tijdens races met lange rechte stukken en snelle bochten, waarin weinig downforce vereist is. Dat is echter een keuze die op voorhand gemaakt moet worden en voor het hele parcours moet kloppen, want tijdens het rijden mag er niets aan veranderen. Het is dus altijd zoeken naar een compromis tussen neerwaartse druk en topsnelheid.

In principe is het perfect mogelijk om de achtervleugel – de grootste ‘luchtrem’ op de auto – uit flexibel materiaal te vervaardigen, dat naarmate de wagen sneller gaat en de luchtstroom dus versterkt vanzelf platter komt te liggen. Gevolg: veel downforce in de bochten, weinig luchtweerstand in rechte lijn. De reglementen verbieden zo’n ingreep echter. Daarom ontwikkelde McLaren het F-Duct, dat hetzelfde resultaat oplevert zonder de regels te overtreden.

McLarens F-Duct

Het systeem bestaat uit een luchthapper op de neus van de wagen, die koele lucht langs de cockpit naar achteren leidt. Er zit echter een gat in de cockpitwand, waarachter die lucht passeert. Op de rechte lijn kan de piloot met zijn op dat moment werkloze linkerbeen dat gat blokkeren. De luchtstroom in de geleider neemt dan toe en wordt achteraan de wagen onder de achtervleugel gestuurd. Daar verstoort ze de onderdruk die voor downforce en tegelijk ook remming zorgt.

http://drivr.be/wp-content/uploads/2010/04/f-duct2_150.jpg

Een geniale ingeving van de McLaren-ingenieurs, want door de piloot als dynamisch element te gebruiken houdt het systeem zich aan de regel dat er geen beweeglijke aerodynamische onderdelen gebruikt mogen worden. Bovendien is het F-Duct moeilijk te kopiëren, want het zit vervat in het ontwerp van de monococque. Die is erg duur om aan te passen en moet vóór gebruik gehomologeerd worden door de FIA. Toch zijn verschillende andere teams (waaronder Ferrari en Sauber) momenteel bezig met de ontwikkeling van hun eigen F-Duct. Want die 5 km/h betekent soms het verschil tussen winst of verlies…

Nog niet helemaal mee? Martin Brundle vat de hoofdlijnen samen:

Share Button

10 Responses

  1. Dirk says:

    We hebben weer iets bijgeleerd ! Thx DRIVR !

  2. CARfindr says:

    Heldere uitleg en zelfs verstaanbaar voor een leek!

  3. BenR says:

    Eindelijk begrijpelijk en geweldig hoe ze de rijder als dynamisch element gebruiken, niet alles moet computergestuurd te zijn..

  4. Dieter says:

    Om eerlijk te zijn…
    In de F1 zou geen enkele regel opgelegd mogen worden.
    Ik heb de stelligste indruk dat een hoop know-how van menig constructeur enorm gefnuikt wordt door al dat flauwe regeltjes-opleggen (banden hier,spoilertjes zus, motor zo…).
    Daarom kan de F1 mij al járen niet meer boeien…

    Dat elke constructeur zélf maar bepaalt hoe zijn ideale bolide er uitziet en technisch is voorzien.
    Gewoon om ‘t snelst des rondjes draaien en als eerste over de meet komen.
    Dát is winnen in de “koninginneklasse” van de motorsport.

  5. PieterA says:

    Enerzijds begrijpelijk dat er wat gedaan moest (en moet) worden aan de hoge budgetten in de F1. Kwestie van nieuwkomers een kans te geven. Anderzijds zou ik wel eens willen zien met wat ze voor de dag zouden komen mocht echt alles toegelaten worden. Hoeveel sneller het nog zou kunnen, al is dit wel een uiterst geniale vondst om de regels alsnog te ontwijken.

  6. yannick says:

    @Dieter:

    Moest de FIA geen regels opleggen dan bestaan er praktisch geen limieten voor de prestaties van de wagen… Moest vb turbo’s niet verboden zijn, zouden de wagens met gemak 1500pk+ kunnen pompen uit een 2liter motortje. Zelfde wat betreft de topsnelheid. Als een veel minder aerodynamische veyron al 400km/u kan halen, wees gerust dat een F1 bolide zonder de downforce-elementen (bvb achterspoiler) makkelijk 400 ipv 300km/u haalt op de rechte stukken.

    Echter wordt de race dan veel te gevaarlijk, wat ook de reden is waarom ze beperkingen invoeren…

  7. PieterA says:

    @Yannick: Niet noodzakelijk. Mochten er geen regels opgelegd worden zou men onmiddellijk gebruik maken van actieve aërodynamica. Maw, vleugels die zich aanpassen naargelang de noodzaak aan downforce.

    Alleen moet men nu constant de balans zoeken tussen voldoende downforce in de bochten en geen overdaad aan downforce op de rechte stukken. Kwestie van de topsnelheid voldoende hoog te houden. Iets waar de F-duct aan bij draagt. Actieve vleugels zouden daar komaf mee maken.

    • Pieter Fret says:

      Klopt, Pieter, maar dat is precies wat de FIA met deze regel wil doen: de snelheid drukken en zo de veiligheid vergroten. Er zijn veel regels in de F1, maar de meesten komen allemaal op dezelfde achterliggende redenen neer: veiligheid (m.a.w. snelheid & design) en toegankelijkheid (m.a.w. kosten). Zonder die ingrepen zouden de wagens inderdaad veel sneller zijn, maar het zou niet lang duren vooraleer de veiligheid daarbij uit het oog verloren wordt – kijk maar naar Groep B.

      • PieterA says:

        Heb je volledig gelijk in, niet dat ik ervoor pleit om alle regels zomaar af te schaffen. Daar komen ongetwijfeld ongelukken van. Alleen zou ik vanuit technisch perspectief willen weten hoeveel sneller het nog zou kunnen, waar de limieten liggen en welke spitsvondigheden de ingenieurs nog achter de hand zouden kunnen houden. De look van een F1 auto is er de laatste jaren niet meteen op vooruit gegaan, tijd om verandering in te brengen.

        Ik zie eerder heil in een maximum budget maar dan met tal van vrijheden. Go nuts! In de F1 moet geëxperimenteerd worden, zo niet wordt het maar de zoveelste raceserie.

  8. Pieter Fret says:

    Wie goed heeft opgelet tijdens de GP van Spanje, kon de Ferraririjders op het rechte stuk (en dat begint in Barcelona met een bocht) éénhandig zien sturen. De reden: Ferrari’s F-Duct wordt niet gemanupileerd met de knie, maar met de hand.

    Veel te gevaarlijk, zegt de FOTA, en dus zal het systeem in onderlinge overeenkomst tussen de teams vanaf volgend jaar niet meer gebruikt worden – ook niet door McLaren…

Leave a Reply