Aerodynamica F1

Downforce: betere grip op het asfalt

De downforce van een Formule 1-auto is verantwoordelijk voor een groot deel van de prestaties op de baan. Het verwijst naar de aerodynamische kracht die de auto naar beneden duwt en zorgt voor meer grip op de baan. Hierdoor kan de auto sneller door de bochten en accelereren op de rechte stukken. Het is de kunst voor de teams om de downforce zo optimaal mogelijk te balanceren, zodat de auto zowel stabiel als snel blijft. Dit wordt gedaan door middel van verschillende onderdelen van de auto, zoals de voor- en achtervleugels, diffuser en bodemplaat. De downforce is daarom een belangrijk aspect van de ontwikkeling en afstelling van een Formule 1-auto en kan het verschil maken tussen winst en verlies op de baan.

Voorvleugel en achtervleugel

De voor- en achtervleugel van een F1-auto zijn essentieel voor het genereren van downforce. De voorvleugel zorgt voor het geleiden van de lucht naar de rest van de auto en de achtervleugel zorgt voor het creëren van neerwaartse druk. Beide vleugels zijn zo ontworpen dat ze een optimale luchtstroom creëren om downforce te genereren.

Wing end plate

De wing end plate van een Formule 1-auto is een belangrijk onderdeel van de aerodynamica en speelt een cruciale rol in de prestaties van de auto. Deze ‘plaat’ bevindt zich aan het uiteinde van de voor- en achtervleugels en helpt bij het creëren van neerwaartse druk en stabiliteit tijdens het rijden op hoge snelheden. De wing end plate is ontworpen om de luchtstroom rond de vleugels te sturen en turbulentie te verminderen, waardoor de grip en tractie van de auto worden verbeterd. Daarnaast fungeert het als een belangrijk onderdeel van het overgangsgebied tussen de vleugel en de rest van de auto, waardoor een gestroomlijnde en efficiënte luchtstroom wordt bevorderd. Door het gebruik van geavanceerde materialen en ontwerptechnieken zorgen de wing end plates ervoor dat de Formule 1-auto maximale downforce genereert en optimale prestaties levert op het circuit. Voor teams is het optimaliseren van de wing end plate een constant proces van onderzoek en ontwikkeling om een competitief voordeel te behalen in de races.

Porpoising F1

Porpoising is het fenomeen waarbij de voorkant van de auto op en neer beweegt bij hoge snelheden. Dit is een uitdaging voor de aerodynamica van de auto omdat het de luchtstroom verstoort en downforce vermindert. Teams proberen porpoising te verminderen door de positie van de voor- en achtervleugels aan te passen en de stroomlijn van de auto te optimaliseren. Vooral tijdens het seizoen van 2022 hadden verschillende teams hier last van. Lees hier meer over porpoising.

F1 aero rake: het meten van aerodynamica

Een aero rake is een set van buizen die aan de achterkant van de auto worden bevestigd om de luchtstromen te meten. Het ziet eruit als een soort hekwerk. Een aero rake geeft teams inzicht in de aerodynamica van de auto en helpt hen om de downforce en luchtweerstand te optimaliseren. Teams passen hun auto's voortdurend aan op basis van de meetresultaten van de aero rake.

Flow vis op een Formule 1-auto

Flow vis is een techniek die vaak wordt gebruikt om de aerodynamica van een Formule 1-auto te verbeteren. Het is een speciale verf die op verschillende delen van de auto wordt aangebracht om de luchtstroom te visualiseren. Door de kleurveranderingen van de verf kunnen ingenieurs zien hoe de luchtstroom langs de auto beweegt en waar er mogelijk turbulentie of weerstand ontstaat. Dit stelt teams in staat om hun ontwerp te optimaliseren en de prestaties van de auto te verbeteren. Door de toepassing van flow vis kunnen teams de luchtweerstand verminderen, de downforce verhogen en de snelheid van de auto verbeteren.

De vloer van een F1-auto

De vloer van een Formule 1-auto is een van de belangrijkste componenten voor de aerodynamica en prestaties op de baan. De vloer is ontworpen om downforce te genereren en de luchtstroom onder de auto te optimaliseren. In deze pagina gaan we dieper in op de functies van de vloer van een F1-auto en hoe deze wordt ontworpen.

De vloer van een F1-auto heeft vele functies. Het belangrijkste doel is om downforce te genereren en de grip te verbeteren. De vloer werkt als een omgekeerde vleugel, waardoor er een drukverschil ontstaat tussen de bovenkant en onderkant van de auto. Dit drukverschil creëert downforce, waardoor de auto beter op de baan kan blijven en sneller door bochten kan rijden. De vloer van een F1-auto moet ook voldoen aan de regelgeving van de FIA, die bepaalt hoe groot de vloer mag zijn en waar deze zich onder de auto moet bevinden.

F1 windtunnel: de sleutel tot aerodynamisch ontwerp

De windtunnel is een onmisbaar instrument voor Formule 1-teams bij het ontwerpen en testen van hun auto's. Het is een laboratoriumfaciliteit waarin luchtstromen worden gesimuleerd om de aerodynamische eigenschappen van objecten te onderzoeken. De windtunnel in de Formule 1 is van groot belang om de rondetijd te verbeteren.

Open en gesloten windtunnel

Ieder Formule 1-team heeft zijn eigen windtunnel of maakt gebruik van een gedeelde faciliteit. Er zijn twee soorten windtunnels: open en gesloten. In een open windtunnel bevindt het testobject zich in een grote open ruimte waar lucht doorheen stroomt. Een gesloten windtunnel wordt gebruikt met een schaalmodel in een kleinere meetruimte. Dit type tunnel is ideaal voor het testen van vliegtuig- en raketonderdelen die met hoge snelheden door de lucht gaan.

Wat is een windtunnel F1?

In de Formule 1 wordt de windtunnel gebruikt om te onderzoeken hoe de luchtstromen de prestaties van de auto beïnvloeden. Het object dat wordt getest, is een schaalmodel van de raceauto dat maximaal 60% van de grootte van een originele F1-auto mag hebben. Enorme propellers worden vervolgens gebruikt om lucht recht van voren op de auto te blazen en de effecten van de luchtstromen in kaart te brengen.

In het kort: de windtunnel is een onmisbare tool voor Formule 1-teams om de prestaties van hun auto's te optimaliseren. Door de aerodynamica van de auto te onderzoeken, kunnen teams de luchtweerstand verminderen en de downforce verhogen.

Hoeveel weegt een F1-auto?

Formule 1-teams moeten bij het ontwikkelen van een bolide rekening houden met een zogenaamd minimumgewicht. Dit voor de veiligheid van de coureurs. Het gewicht van bijna achthonderd kilo maakt de huidige generatie F1-bolides de zwaarste ooit. Maar hoe zit dat precies?

Gewicht van een F1-auto

Een Formule 1-auto dient minimaal 796 kilogram te wegen. Dit is inclusief coureur en droogweerbanden. Brandstof is hierin niet meegenomen. Ook in 2022 wogen F1-auto’s 796 kilogram. De FIA wilde dit gewicht verlagen in 2023, maar wegens de komst van de nieuwe, zwaardere Pirelli-banden houdt men ook in 2023 vast aan het minimum gewicht van 796 kilogram.

Hoeveel weegt een F1-auto met brandstof?

In de tank van een Formule 1-auto is ruimte voor zo’n 110 kilo aan brandstof. Als een auto is volgetankt, is het totale gewicht van de auto bij de start van een race circa 906 kilogram.

Gewichtsbesparing F1

Soms hebben teams moeite om dicht bij het minimum gewicht te blijven. Zo kampte de RB18 van Max Verstappen (2022) met flink wat overgewicht. Om het overgewicht te besparen, besluiten teams soms om stickers en verf van de auto af te halen. Daarnaast rijden sommige coureurs zo nu en dan met minder/geen drinken aan boord om het gewicht te reduceren.

Wat wegen de onderdelen van een F1-auto?

Waar in de vroegere jaren van de sport vooral het chassis voor de benodigde kilo’s zorgde, zijn er op de dag van vandaag heel wat andere onderdelen die een Formule 1-auto op een minimum gewicht van 796 kilogram brengen. In onderstaande tabel lees je hoe veel een groot aantal delen van een F1-auto wegen.

Het verschil in gewicht door de jaren heen

In 2008 wogen Formule 1 auto’s nog geen 600 kilogram. Dat is zo’n 200 kilo minder(!) dan in 2023. Dit komt onder andere doordat de auto’s groter zijn geworden, de V6-motoren zwaarder zijn dan de V8-motoren, de HALO is toegevoegd en meer. Wil je weten wat een Formule 1-bolide woog door de jaren heen? Klik hier!

Hoe lang is een Formule 1-auto?

Er gelden geen regels voor een minimale of maximale lengte van een Formule 1-auto. Het is echter wél zo dat er een maximale afstand van 1.225 millimeter geldt tussen de wielen en de voor- en achtervleugel.

Hoe breed is een Formule 1-auto?

Iedere F1-bolide heeft een maximale breedte van 200 centimeter (2 meter). Men meet de afstand vanaf de zijkant van de wielen. Bij het meten moeten de wielen helemaal recht staan.

Hoe hoog is een F1-auto?

De hoogte van een Formule 1-auto wordt gemeten vanaf de bodemplaat. Een F1-auto is circa 95 centimeter hoog.

Diffuser F1

De diffuser van een Formule 1-auto is een belangrijk aerodynamisch onderdeel dat zorgt voor een optimale neerwaartse druk op de auto. Het is geplaatst aan de achterkant van de auto en heeft als doel de luchtstroom die onder de auto door gaat te versnellen en te verbreden, waardoor er een vacuüm ontstaat en de auto steviger op de grond wordt gedrukt. Dit is essentieel voor een betere grip en stabiliteit bij hoge snelheden en in bochten.

Wat is een diffuser F1?

De diffuser is vaak gemaakt van koolstofvezel en heeft een complexe vorm met verschillende lagen en hoeken. Het ontwerp is gebaseerd op de regelgeving van de FIA, maar teams proberen altijd creatieve manieren te vinden om de diffuser te optimaliseren binnen deze regels. Zo kunnen ze de vorm van de diffuser aanpassen, verschillende materialen gebruiken en zelfs kleine openingen maken om de luchtstroom te verbeteren.

Het ontwerp van de diffuser kan een groot verschil maken in de prestaties van een Formule 1-auto. Teams besteden veel tijd en geld aan het vinden van de beste vorm en materiaal om de neerwaartse druk te maximaliseren en de luchtweerstand te minimaliseren. Feitje: circa 50% van de downforce van een Formule 1 wordt gecreërd met behulp van de aerodynamica onder de auto. Deze komt grotendeels van de vloer en de diffuser. De diffuser is dan ook een belangrijk onderdeel van de constante zoektocht naar meer snelheid en betere prestaties in de Formule 1.

Dubbele diffuser F1

In 2009 introduceerde het team van Brawn GP een nieuwe, innovatieve variant van de diffuser: de dubbele diffuser. Deze zorgde voor een enorme verbetering in de downforce van de auto en was een belangrijke factor in het succes van het team.

De dubbele diffuser hielp de luchtstroom onder de auto te versnellen en vervolgens te vergroten. Dit zorgde voor een verhoogde neerwaartse druk, waardoor de auto beter op de baan bleef liggen en sneller door de bochten kon gaan. Het was een ingenieus systeem dat Brawn GP in staat stelde om concurrenten te overtreffen en het kampioenschap te winnen.

Het ontwerp van de dubbele diffuser van Brawn GP was zó succesvol dat andere teams snel volgden. De dubbele diffuser werd met ingang van het Formule 1-seizoen van 2010 verboden door de FIA.

Blown diffuser F1

De blown diffuser is een veelbesproken stukje technologie in de Formule 1. Het is een systeem waarbij de uitlaatgassen van de motor worden gebruikt om de luchtstroom onder de auto te beïnvloeden en zo meer downforce te genereren.

Het idee achter de blown diffuser is om de uitlaatgassen in een specifieke richting te leiden, waardoor de luchtstroom onder de auto wordt versneld en er meer downforce wordt gegenereerd.

Het was vooral Red Bull Racing die bekend stond om zijn gebruik van de blown diffuser en er veel succes mee behaalde. In 2011 werd de blown diffuser door de FIA verboden, maar veel teams probeerden toch manieren te vinden om dit systeem te gebruiken.

Differentieel F1

Het differentieel – ook wel diff - is verantwoordelijk voor het verdelen van het vermogen tussen de wielen, waardoor de auto stabiel blijft en gemakkelijker door bochten kan rijden. Het differentieel werkt door de snelheid van de binnenste en buitenste wielen te meten en de koppelverdeling aan te passen om te voorkomen dat de wielen gaan slippen of doorslippen.

Wat is een differentieel F1?

Het differentieel is een cruciaal onderdeel van het chassis van een Formule 1-auto, omdat het de basis vormt van de achterophanging en het de krachten van de motor overbrengt naar de achterwielen. Het differentieel wordt nauwkeurig afgesteld door de engineers om de prestaties van de auto te optimaliseren en de bandenslijtage te minimaliseren.

Soorten differentiëlen in de Formule 1

De verschillende soorten differentiëlen die in de Formule 1 worden gebruikt, zijn het open differentieel, het gelimiteerde slip differentieel en het sperrdifferentieel. Het open differentieel is het meest voorkomende type differentieel en verdeelt het vermogen gelijkmatig tussen de wielen. Het gelimiteerde slip differentieel zorgt ervoor dat de wielen niet doorslippen, terwijl het sperrdifferentieel de koppelverdeling kan blokkeren en het vermogen naar het wiel met de meeste grip kan sturen.

Minder bandenslijtage

Het differentieel is dus een belangrijk onderdeel van de achterophanging van een Formule 1-auto en zorgt voor een optimale verdeling van het vermogen tussen de wielen. Dankzij de nauwkeurige afstelling door de engineers kan de auto efficiënter door de bochten rijden en de bandenslijtage minimaliseren.

Meer weten over de techniek in de Formule 1? Klik hier!