F1 Techniek | Hoe Red Bull de concurrentie te slim af was met upgradeplan

Het is altijd interessant na afloop van een seizoen, en voor het nieuwe seizoen van start gaat, om eens terug te kijken naar de prestaties van de teams op technisch gebied. Wie bracht de beste veranderingen en wijzigingen, wie deed het minder, en waarom? Aan de hand van een drietal races uit 2022 en 2023, geselecteerd aan de hand van races zonder extreme weersomstandigheden of extreme uitval door incidenten, kijkt F1Maximaal terug op de groei in prestaties, en waar de techniek het verschil heeft gemaakt.

Om een redelijke vergelijking mogelijk te maken, hebben we gekozen voor een race aan het begin van het seizoen, een aan het eind, en een daartussenin, waarbij we ook gelet hebben op variatie in circuits en ook rekening gehouden hebben met veranderingen in upgrades of updates aan de auto’s, om zodoende een beter beeld te krijgen van veranderingen in de prestaties die de teams teweeg hebben weten te brengen. De races die met deze voorwaarden uiteindelijk op de lijst terechtkwamen, zijn daarom de GP van Bahrein, Hongarije en Abu Dhabi.

Dit levert tegelijkertijd een gevarieerde setje aan circuits op, wat het ook mogelijk maakt te kijken naar resultaten op bijvoorbeeld langzamere en snellere circuits. Daarnaast hebben we hier zowel gekeken naar de kwalificaties voor deze races, en de races zelf, omdat er nu eenmaal een aantal auto’s zijn die het goed doen over een enkele snelle ronde, en andere die over een hele race een betere prestatie leveren. Omdat we hier naar racebolides kijken en niet zozeer de coureurs, hebben we telkens de snelste tijden gekozen voor elk onderdeel per team. Dit houdt in dat we voor elk raceonderdeel de tijd hebben gekozen van de coureur in het team die het beste resultaat neerzette in de raceweekends van onze keuze.

Red Bull en Aston Martin verrassen in Sakhir

Aan het begin van het nieuwe seizoen zijn er altijd eerst de testdagen, en daar liet met name Red Bull een overweldigende indruk achter. De eerste echte resultaten zouden we echter pas zien in de eerste race van het seizoen, gehouden op hetzelfde circuit, te weten in Bahrein. Hieronder volgen een tweetal tabellen, waarbij de tijden van 2022 en 2023 naast elkaar gelegd worden, met een caveat. De vakjes in lichtpaars geven een gecorrigeerde tijd aan, vanwege DNFs van de coureurs, of vanwege het feit dat ze één ronde of meer achterlagen. Voor het gemak zijn dan de tijden uitgewerkt alsof het team een volledige race gereden heeft. Dit geldt overigens voor alle tabellen, behalve de laatste twee.

We wisten al op voorhand dat Red Bull een sprong zou maken, al is het nooit zeker hoeveel dat zou zijn. Tegen het eind van 2022 had het team al een kilo of vijftien weggewerkt van de ruim 35 kilogram die de bolide nog te zwaar was. De grootste winst lag echter in het nieuwe monocoque-chassis, dat wel al gereed was, maar nog niet toegepast in verband met de budgetlimieten, die Red Bull gezien het onplezierige saga van 2021 niet nogmaals wilde overschrijden. Deze oplossing werd dus pas begin 2023 toegepast, inclusief een aantal andere gewichtbesparende aanpassingen, met als resultaat dat de auto nog maar ongeveer drie kilo boven het minimumgewicht zat.

Ondanks het feit dat de RB19 niet gebouwd is voor langzame bochten, waarvan er een behoorlijk aantal zijn op het Bahrain International Circuit, zij het ook met snelle bochten en maar liefst vier rechte stukken, was te verwachten dat de RB19 het hier beter zou doen dan in 2022, en dat gebeurde ook, zowel in de kwalificatie als in de race. In het laatste geval is het zelfs zo dat de cijfers conservatief zijn, omdat beide Red Bulls natuurlijk uitvielen tegen het einde van de race in 2022. Behalve updates voor verlaging van het gewicht kwam Red Bull ook met alternatieve oplossingen met het oog op de verplichte technische wijzigingen voor 2023.

Waar de meeste teams aerodynamische verbeteringen al in 2022 probeerden toe te passen aan of net boven de vloerrand, deed Red Bull dat juist net onder de vloer, met een mini-vleugeltje, vlak voor de achterband. Echter, met de verplichte verhoging van de rijhoogte en diffuserhoogte, was dat minder effectief. Daarom is nu die mini-vleugel verplaatst naar de bovenkant van de rand, en creëerde een verdere uitsnijding van de vloer voor betere geleding van luchtstromen richting de onderkant van de vloer. Dit was ook iets totaal nieuws, en nog niet eerder gezien, en geeft een beter grondeffect, en dus meer downforce. Het is deels zichtbaar in foto 1, maar het is helaas moeilijk hier een goede foto van te vinden. Voor meer, zie hier: Tech Tuesday 2023-03-07.

Al met al was het resultaat dat de RB19 iets beter was in de kwalificatie, en een goede sprong maakte in bochtensnelheid. De teamleden van Red Bull waren echter niet de enigen die het goed deden. Aston Martin verbaasde iedereen door een enorme sprong te maken, met een concept dat zelfs de groene Red Bull werd genoemd. Een aantal toppersonen waren overgekomen van Red Bull, en het ziet ernaar uit dat zij heel snel hun stempel hebben weten te drukken op de ontwikkeling van de AMR23, de bolide van Aston Martin voor het 2023-seizoen.

Het resultaat mocht er zijn in Bahrein, met de beste positie in groeicijfers voor de kwalificatie, en een gedeelde plek met Red Bull, qua groeicijfers in ieder geval, zie Tabel 1 en 2. Let wel dat deze cijfers enigszins geflatteerd zijn door de vertragingen in de race van 2022. De schatting is dat ze ongeveer twee procent hoger uitvielen dan de werkelijkheid. Overigens geeft de rangorde geen race- of poleklasseringen aan, maar puur de rangorde op gemaakte groei ten opzichte van 2022. Er zijn door de verschillende bolides met name winsten gemaakt voor de racetrim, en in mindere mate voor de kwalificatie.

Er zijn wat problemen geweest in de race van 2022, waaronder een safetycar die wel wat extra tijd gekost heeft, maar het heeft maar enkele minuten toegevoegd aan de race, dus hebben we deze toch nog meegenomen, mede ook omdat het de eerste race was. Al met al geeft het feitelijk aan dat alle teams in staat zijn geweest om downforce door grondeffect redelijk te verbeteren Hierdoor is er minder drag, en dat komt met name ten goede aan de race, waar je, in tegenstelling tot de kwalificatie, het grootste deel van de tijd met gesloten achtervleugel, zonder DRS dus, rondrijdt. De grote tegenvallers aan de top waren feitelijk Ferrari en Mercedes, die een stuk minder voortgang boekten dan Red Bull.

McLaren stormt naar voren

McLaren begon het 2023-seizoen niet erg goed, en bungelde ergens onderaan in de ranglijst. Het team vond dat ze erg benadeeld waren door het verplicht moeten omhoogschroeven van de rijhoogte voor 2023, en de resultaten waren er ook naar. Hun tunnelprofiel van de vloer was namelijk gebouwd rond erg ver naar achteren geplaatste vortexgeneratoren en uitsnijdingen van de vloerrand. De vloer kreeg hierdoor door de verhoging van de rijvloer niet genoeg lucht aangevoerd voor het creëren van een betere downforce door het grondeffect.

In Bakoe en Miami kwam het team met kleinere updates, met een nieuwe, verbeterde vloer om de luchtstromen onder de vloer aan te passen voor die betere downforce. Eenzelfde soort aanpassingen werden ook gedaan aan de carrosserie, om de lucht eerder onder de vloer te krijgen. Het idee was echter dat het nog niet genoeg was, en verdere upgrades werden geïntroduceerd in Canada en Oostenrijk, met de grootste aanpassing in Engeland, op Silverstone. Op het oog leek vooral de voorvleugel enorm aangepast te zijn, met een grote bolling vlak bij de end plates, om de outwash te vergroten, en daarmee downforce en drag te verminderen bij hoge snelheid.

Zo’n aanpak wordt gebruikt om meer lucht langs de zijkanten van de auto te krijgen, om zowel een scherm te vormen om de lucht onder de vloer daar te houden, en om bij samenkomst met de lucht van de diffuser meer zuigkracht te genereren voor de vloer. De grootste veranderingen zullen echter onzichtbaar zijn, omdat dat wijzigingen aan de vloer zelf zullen zijn. Niemand had verwacht dat McLaren zo’n grote stap kon maken, en vanaf dat moment waren zij feitelijk de grootste uitdager van Red Bull. In Hongarije was dit effect natuurlijk ook zichtbaar, zie Tabel 3 en 4.

Op dit moment, voor de zomervakantie, deed iedereen wat de verwachting was na Bahrein, met uitzondering van McLaren dat een hele grote stap had gemaakt. Zij waren echter nog steeds niet op dezelfde hoogte als Red Bull, voornamelijk Max Verstappen in ieder geval. De vooruitgang in Boedapest, was gelijk aan die van Red Bull tijdens de kwalificatie, en een half procent meer in de race, maar als je fors achterliep, en je tegenstander maakt vergelijkbare progressie, dan is het duidelijk nog steeds moeilijk, zo niet onmogelijk, om hem te verslaan.

Kijken we naar het circuit, dan zijn er een aantal langzame bochten, al zijn die behoorlijk ideaal voor het inhalen. Red Bull bracht hier haar tweede grote update mee, met een significante verandering van de luchtinlaten voor de koeling, die lucht naar de radiator geleiden. Ze zijn breder en lager gemaakt, en de radiator zelf groter. Deze wijziging maakt ook de luchtstroom langs en onder de sidepods, die breder en platter zijn, naar de achterwielen toe robuuster en stabieler bij het veranderen van richting. Dat gebeurt bij het insturen en in bochten dus.

Dit geldt in het algemeen als de hoek van de auto verschilt van de richting waarin deze zich voortbeweegt, van de verticale richting om het zo te zeggen. Hiermee wordt een pointy of oversturende auto dus stabieler. Op zijn beurt maakt dit het bochtenwerk beter, en feitelijk is dat de reden waarom de RB19 het dit keer relatief gezien een stuk beter doet op een circuit als de Hungaroring, waar eerder door de langzame bochten deze auto toch meer moeite had. Met een goede afstelling zal de RB19 hier dan ook weer snel zijn. Dat is iets wat je ook terugziet in de cijfers, al wist Lewis Hamilton Verstappen nog te verslaan met drie duizendsten van een seconde in de kwalificatie.

Het is natuurlijk wel zo dat de vooruitgang die Mercedes maakte, bij lange na niet is wat ze er zelf van verwacht hadden. De race in Brazilië in 2022, waar George Russell won, was een toevalstreffer, een gelukje, waar het team de beslissing op gebaseerd heeft met het zogenaamde zeropods-concept door te gaan. Dat was duidelijk de verkeerde beslissing, gezien de prestaties in 2023, waar Mercedes voor het eerst in een hele lange tijd geen enkele overwinning heeft weten te scoren. Het is ondertussen ook wel duidelijk dat Mercedes een volledig nieuwe auto aan het bouwen is voor 2024, van een heel ander ontwerp. Hun zeropods-concept heeft in ieder geval bijgedragen aan het feit dat porpoising zelfs met de verhoogde rijvloer nooit helemaal opgelost is, al gold dit ook in mindere mate voor enkele andere bolides.

Aston Martin valt terug, McLaren blijft goed gaan

Net voor en tijdens de zomervakantie nam de FIA eindelijk actie op basis van de klachten van een aantal teams over flexibele vleugels, voor en achter, op basis van de eerste helft van het seizoen. Dit resulteerde in het uitvaardigen van een nieuwe, zeer strikte Technical Directive of TD, de TD018 (een verplichte technische richtlijn, red.) met betrekking tot toegestane bewegingen van chassis- en carrosserie-onderdelen. Dit is gedaan omdat een aantal teams blijkbaar de grenzen opzochten, en mogelijk overschreden. Tegelijkertijd is er gepoogd om meteen een aantal andere zaken aangaande beweeglijkheid van onderdelen buiten alleen vleugels aan te pakken.

Deze richtlijn ging in principe in op 31 augustus 2023. Het is nooit duidelijk met dit soort zaken wie er het meest last van heeft, al werd gelijk met de vinger gewezen naar Red Bull, terwijl in het verleden andere teams (Mercedes bijvoorbeeld, in 2021) hier de trukendoos open hadden getrokken, en daar soms ook voor bestraft zijn. Als we dan kijken naar de prestaties van de teams in Monza, begin september 2023, kunnen we mogelijkerwijs een aantal conclusies trekken met betrekking tot de invoering van deze richtlijn. We zien dan daar al dat met name Aston Martin het opeens een stuk slechter doet, ondanks de upgrades die ze hadden meegebracht voor Zandvoort, twee weken daarvoor.

Omdat het moeilijk is een race te vinden in de tweede helft van het seizoen die zowel in 2022 als in 2023 als representatief kan worden gezien, vanwege veranderende weersomstandigheden of safetycars en dergelijke, zijn we daarom gelijk doorgegaan naar de laatste race van het seizoen, die in Abu Dhabi op het Yas Marina Circuit. Hiermee zien we dan gelijk een mooie opsomming van het seizoen dat gelijk de basis is voor elke auto waarop voortgebouwd wordt voor 2024.

Aston Martin heeft ondertussen met de laatste updates een klein beetje weten terug te krijgen qua aerodynamica voor de AMR23. De teammanager, Mike Krack, gaf aan dat ze ‘het verkeerde pad opgestuurd werden door hun simulatiesoftware’, en dat ze dat nu gecorrigeerd hebben. Effectief betekent dit dat ze in ieder geval een gedeeltelijke oplossing hebben weten te vinden voor het fiksen van de flexibele vleugelproblemen. Het resultaat lijkt in ieder geval te zijn dat hun topcoureur, Fernando Alonso, net iets betere resultaten wist neer te zetten na de laatste upgrades.

Met het oog op het ontslag van Günther Steiner bij Haas, is het wel opvallend dat de auto best progressie gemaakt heeft tijdens het seizoen. In Abu Dhabi is dat duidelijk, zowel aan de kwalificatie- als aan de racekant van de medaille. Gezien de achterstand die ze hadden, is dat echter bij lange na niet genoeg om in het midden van het veld mee te doen. AlphaTauri heeft het ook goed gedaan in de upgrade-race in de tweede helft van het seizoen, en dat zien we ook terug in Abu Dhabi, maar ook hier is het bij lange na niet genoeg, ofschoon de verschillen niet meer zo groot zijn als in 2022.

Het Yas Marina Circuit heeft ook van alles wat, dus als een auto daar goed presteert, betekent dat zeer waarschijnlijk dat zo’n bolide in de meeste scenario’s aardig mee zou moeten kunnen. Het lijkt er dus op dat de auto’s toch langzamerhand aan het convergeren zijn. Als je kijkt naar de kwalificatie- en race-verbeteringen is het duidelijk dat de traditionele top drie veel minder wint hier dan de rest, met uitzondering van Alpine. Gezien dat Ferrari al sinds Suzuka, Japan met een nieuwe, verbeterde vloer rondrijdt, en toch weer wat duidelijker mee lijkt te doen dan in het begin van het jaar, is dat toch verrassend.

Wel of geen convergentie, Red Bull of Verstappen?

Dit brengt ons gelijk naar onze poging om te zien hoe de teams het gedaan hebben met hun upgrades over het hele jaar heen. Zijn ze ingelopen ten opzichte van de snelsten of niet? Of hebben de snelsten zich weer verder gedistantieerd van het middenveld en de langzaamste? Daarvoor hebben we gemiddelden genomen onze selectie van drie raceweekends voor zowel de kwalificaties als de races zelf, zie Tabel 7 en 8. We kunnen dan constateren dat in de kwalificaties zowel Aston Martin als Haas er goed voor staan met hun winst, alleen worden voor de kwalificatie geen punten uitgedeeld.

Het is wel zo dat de top vier de minste progressie geboekt hebben, al is het verhaal voor McLaren natuurlijk enigszins misleidend, omdat zij pas sinds Silverstone een competitieve auto hebben. De werkelijke slag die zij gemaakt hebben zal waarschijnlijk anderhalf tot dubbel zo hoog liggen. Alpine doet het dan eigenlijk wel slecht, terwijl AlphaTauri het waarschijnlijk ook aanzienlijk beter doet dan de cijfers die we zien, omdat ze pas echt progressie begonnen te boeken met de upgrades van de tweede helft van het seizoen.

Als we dan echter naar de races kijken, zien we een ander verhaal, omdat de enige die echt aan het inlopen is op de kampioen, McLaren is. En de situatie is geflatteerd, wederom omdat McLaren pas later in het seizoen een competitieve bolide wist te creëren met zijn upgrades. Haas en Aston Martin wisten ook aanzienlijk sneller te worden, maar Red Bull groeide net zo hard, en per saldo is het verschil tussen team nummer één op de ranglijst en de laatste tijdens de race net zo groot gebleven als in het seizoen van 2022.

Het gevoel dat blijft hangen na deze analyse van de door de teams doorgevoerde upgrades in 2023, is dat er inderdaad convergentie lijkt op te treden voor kwalificatiesessies, wat mogelijk de eerste stap kan zijn voor totale convergentie. In onze kwalificatie-analyses hebben we ook al vaker geconstateerd dat de tijden van coureurs en teams inderdaad veel dichter bij elkaar liggen dan ooit tevoren. Tegelijkertijd lijkt het ook zo te zijn dat slechts enkele teams in staat lijken te zijn om dichter bij de kampioen op de lijst te komen tijdens de races in racetrim in plaats van kwalificatietrim.

Interessant om je af te vragen is natuurlijk ook in hoeverre de prestaties van de huidige en drievoudige wereldkampioen, Max Verstappen, ook niet voor een groot deel zorgen voor deze resultaten. Als je hem uit de vergelijking haalt, lijkt het erop dat de teams, en de rijders, allemaal veel dichter bij elkaar zitten op de lijsten, zie ook Grafiek 1. Dat uitwerken is echter iets voor een andere keer. Waarschijnlijk zou er dan echter een grotere mate van convergentie optreden.

Door: Wim G. Vandebilt