Oorzaak van falende achtervleugel Verstappen blootgelegd

Een van de meest besproken onderwerpen van de afgelopen dagen, na de GP van Groot-Brittannië, was het probleem met de achtervleugel van de RB22 van Max Verstappen, wat feitelijk zijn uitvalbeurt veroorzaakte. Het was hetzelfde probleem als tijdens de kwalificatie voor de GP van Oostenrijk.

Het probleem wordt veroorzaakt door een storing in het openings- en sluitingssysteem van de achtervleugel. Deze wordt op de RB22 gevormd door de zogenaamde actuator, het 'scharnier' dat in het midden van de bovenste flap van de vleugel te vinden is. Het systeem trekt bij de opening van de vleugel de bovenrand van de flap via een 'trekstang' naar de actuator.

Simpelweg komt het neer op een kantelsysteem. Die eenvoud zou de garantie moeten geven dat het systeem betrouwbaar is. Toch wordt in werkelijkheid steeds pijnlijker duidelijk dat één enkele actuator niet genoeg is om een effectieve sluiting van de vleugel te garanderen. Ter vergelijking: Ferrari maakt gebruik van een dubbele actuator en loopt (vooralsnog) niet tegen problemen aan.

Waarom de vleugel faalt

De problemen voor Red Bull ontstaan echter niet puur omdat het van maar één actuator gebruikmaakt, maar ook door de manier waarop deze open- en dichtklapt. De achterrand (trailing edge) wordt bij het openen van de flap naar de actuator toe getrokken, terwijl de voorrand (leading edge) naar achteren wordt geduwd. De moeilijkheden in dit systeem ontstaan juist tijdens het sluiten van de flap, al is de reden daarvoor nog niet duidelijk.

Tijdens het sluiten van de achtervleugel werkt het mechanisme vanzelfsprekend andersom. De achterrand wordt naar achteren geduwd, terwijl de voorrand naar voren wordt getrokken. Op dat moment neemt de invalshoek van de flap – de hoek waarin de flap staat ten opzichte van de lucht die erlangs stroomt – enorm toe, van praktisch 0 graden naar ongeveer 40 tot 45 graden.

Daardoor ontstaat juist aan de onderzijde van de flap, het deel dat naar voren moet bewegen om de vleugel te sluiten, een enorme aerodynamische weerstand, die ervoor zorgt dat de vleugel minder makkelijk sluit.

De tekst gaat verder onder de afbeeldingen van de luchtstroom op de achtervleugel van de auto in Straight en Corner Mode.

De negatieve effecten

Wanneer de vleugel niet volledig sluit, zelfs al blijft die maar een minimaal stukje openstaan, ontstaan er direct twee negatieve effecten. Aan de ene kant blijft de bovenrand van de flap onder een te grote invalshoek staan, waardoor er meer drag en meer turbulente lucht worden gegenereerd. Tegelijkertijd zorgt de kleine opening aan de onderkant van de flap ervoor dat er downforce verloren gaat.

Zoals je in de schetsen hierboven kunt zien, is de luchtstroom richting de achtervleugel drastisch anders wanneer de vleugel open of dicht is. Als de vleugel niet volledig gesloten is, wordt de bedoelde luchtstroom niet gecreëerd. En gezien hoe delicaat F1-auto's zijn, zorgt iedere kleine verandering ten opzichte van de normale situatie voor een enorm effect.

Op het rechte stuk is dit geen probleem; een coureur zal mogelijk merken dat de auto een wat minder stabiele achterkant heeft. In de bochten verandert de situatie echter ingrijpend. Daar speelt namelijk de verandering van richting een rol, ook wel de laterale versnelling, tijdens het nemen van de bocht. Met andere woorden: het was niet turbulentie die ervoor zorgde dat de auto van Verstappen instabiel en onbestuurbaar werd.

Wanneer een coureur met hoge snelheid een scherpe bocht induikt, zoals Verstappen deed bij Stowe, willen de g-krachten de auto het liefst recht naar de buitenkant van de baan duwen. De achterbanden moeten op dat moment keihard werken: ze moeten de auto niet alleen vooruit stuwen bij het gas geven, maar tegelijkertijd vechten tegen de zijwaartse krachten om te voorkomen dat de achterkant uitbreekt.

Zodra de beschikbare grip wordt overschreden, verliest de achteras abrupt zijn stabiliteit. Het gevolg is plotseling snap-overstuur, waardoor de wagen abrupt uitbreekt. Zodoende eindigde Verstappen op Silverstone uiteindelijk in de grindbak.