De Formule 1 heeft een rijke geschiedenis aan aerodynamische ontwikkelingen. Al vroeg in het beginfase van de koningsklasse van de autosport werden er uitvindingen gedaan die tot op de dag van vandaag hun dienst bewijzen. Zo ook het grondeffect, dat in de zeventiger en tachtiger jaren de boventoon voerde als bron van downforce, maar uiteindelijk werd verbannen. Waar komt deze techniek vandaan en hoe zit het met de terugkeer ervan volgend jaar? F1Maximaal zocht het uit.
In de jaren zestig begonnen de teams te experimenteren met het plaatsen van vleugels op hun auto's. Het doel was om hogere bochtensnelheden te kunnen creëren door het verkrijgen van downforce. Zoals bekend zorgen vleugels ervoor dat de luchtstroom de auto's naar de grond drukken, waardoor downforce ook wel neerwaartse druk wordt genoemd. Rond het einde van de jaren zeventig begonnen er echter nog meer experimenten om de auto's zo snel mogelijk te maken.
Colin Chapman was zo'n man die experimenteerde met de aerodynamica van zijn bolides. Hij was de team-eigenaar en oprichter van Team Lotus, dat al bekend stond om haar uitvindingen op aerodynamisch gebied in de zestiger jaren. De Lotus 49 uit 1968 was immers de eerste auto met een voorvleugel. Andere teams kopieerden vervolgens wat Chapman deed, dus moest de techneut terug naar de tekentafel om het voordeel dat Lotus had te behouden. Na een lange zoektocht kwam daar het volgende uit: het grondeffect.
Het grondeffect uitgelegd
Het grondeffect is een techniek waarbij de luchtstroom sneller beweegt aan de onderkant van de auto dan aan de bovenkant. Dit werd veroorzaakt door twee grote venturi-tunnels in de sidepods, die op hun beurt er weer voor zorgden dat de auto als het ware naar de grond werd gezogen. Je kan het omgekeerde vleugels noemen, gezien de werking ervan anders is dan de 'normale' voor- en achtervleugels. Ook werden er aan de onderkant van de auto's skirts geplaatst, die ervoor zorgden dat de luchtstroom niet kon ontsnappen. Dit waren een soort extra randjes aan de onderkant die het asfalt raakten terwijl er werd gereden.
Op deze manier vond er een gigantische toename van downforce plaats en werden ook de auto's een stuk sneller. De Lotus 78, die in zowel 1977 als het eerste deel van 1978 werd gebruikt, was de auto waarmee Chapman het grondeffect introduceerde in de sport. In het laatste jaar dat de 78 werd gebruikt, won Mario Andretti dominant het kampioenschap met 13 punten voorsprong: toen nog goed genoeg voor meer dan een hele overwinning aan puntenverschil. De titelwinst kwam echter met de Lotus 79, die midden in het 1978-seizoen werd geïntroduceerd. Deze wagen had zelfs nog langere venturi-tunnels en er werd gebruik gemaakt van een diffuser. De concurrentie begreep dat ze in actie moesten komen, anders was Lotus definitief uitgecheckt bij de top van de Formule 1.
De venturi-tunnels in de sidepods van de Lotus 79 (Foto: MagentaGreen - Wikimedia).
Lotus raakt dominantie snel kwijt
En dat gebeurde. Lotus verloor in 1979 alweer haar koppositie in het kampioenschap. De concurrentie had al snel oplossingen gevonden om het Britse team te verslaan. Ferrari, Williams, Ligier: allen zijn het teams die dat jaar het grondeffect kopieerden. Ferrari bleek het het beste te hebben gedaan, gezien Jody Scheckter ervandoor ging met zijn eerste en enige wereldtitel. De Zuid-Afrikaan was te sterk met zijn Ferrari 312T4, die een zeer compacte monocoque had om het grondeffect nog beter te benutten. Ook de betrouwbaarheid van de 12-cilindermotor was uitermate sterk dat jaar, waardoor de titelwinst van Scheckter mogelijk werd.
Toen de jaren tachtig aanbraken, bleven de teams experimenteren met vormen van het grondeffect. Eén probleem: de sport werd een stuk gevaarlijker, gezien de ontwerpers de grenzen opzochten en steeds agressievere oplossingen verzonnen. Het grondeffect werd zelfs zo sterk, dat voorvleugels af en toe compleet overbodig waren en van de auto's werden gehaald. De bochtensnelheid en G-krachten namen daarnaast dusdanig veel toe, dat de FIA de teams een halt moest toeroepen. De skirts werden verboden en er werd een minimale rijhoogte van zes millimeter ingesteld. Toch slaagde dit plan niet helemaal.
FIA brengt einde aan het grondeffect
Zoals wel vaker gebeurde, vonden de teams ook nu weer mazen in de wet. Lotus probeerde onder de minimale rijhoogte uit te komen middels het dubbele chassis van de 88-auto uit 1981. Zo zat er aan de binnenkant van de wagen nog een chassis dat niet voldeed aan de minimale rijhoogte. Er werd uiteindelijk nooit mee geracet, maar met een andere auto werd dat wel gedaan. In dit geval was het Brabham, dat met de BT49C een auto bouwde die in de pitstraat wél de minimale rijhoogte had, maar op de baan zelf weer terugzakte tot het asfalt. Nelson Piquet sr. won met deze bolide het 1981-kampioenschap.
Niet geheel verrassend was de FIA er nu wel een keertje klaar mee dat de teams alsnog manieren vonden om niet zomaar afstand te doen van het grondeffect. Daarom werd er vanaf 1983 een vlakke bodemplaat ingesteld door de overkoepelende organisatie van de Formule 1. Dit betekende dat de venturi-tunnels, die omhoog krulden richting de achterkant van de auto, niet meer goedgekeurd zouden worden. Ze waren immers niet vlak. Het markeerde het einde van het grondeffect-tijdperk van de Formule 1. Althans, tot nu toe, want in 2022 komt het terug dankzij de nieuwe technische reglementen.
Grondeffect als dé oplossing
Sinds het verdwijnen van het grondeffect werd de focus gelegd op het genereren van downforce van bovenop de bolides. Dat zorgt ervoor dat er veel 'dirty air' wordt gegenereerd van boven de bolide vandaan. Teams moeten de lucht zo veel mogelijk stabiel zien te krijgen, om zoveel mogelijk downforce te genereren. Achter de bolide zorgt dat dus weer voor instabiliteit.
Het grondeffect kwam de laatste jaren al een beetje terug, met Red Bull Racing dat het effect probeerde te genereren door een hoge 'rake' te plaatsen. Met die hoge rake probeert het team hetzelfde effect als de venturi-tunnels te bereiken, met enorm aerodynamisch gewin als gevolg. Al jaren wordt de Red Bull op circuits met een hogere downforce ongenaakbaar verklaard, mede door het gebruik van het Bernoulli-effect, ondanks dat Red Bull een vlakke vloer heeft.
Het 'klassieke' grondeffect keert terug
Voor volgend seizoen keert het 'klassieke' grondeffect weer terug, waarbij de technische groep bij Liberty Media heeft gekeken naar de grondeffect-bolides van weleer. Het uitgevonden effect van Chapman wordt in een nieuw jasje gestoken met een duidelijk doel: de bolides moeten elkaar weer goed kunnen volgen en zo min mogelijk de luchtstromen destabiliseren voor de bolide die van achter volgt.
Voor volgend seizoen zijn de vlakke vloeren weer verleden tijd. Er worden weer venturi-tunnels geïntroduceerd onder de sidepods, die ervoor moeten zorgen dat de downforce voor het grootste deel gegenereerd wordt middels de snelle luchtstromen die onder de bolide vandaan moeten komen. Een grote diffuser moet ervoor zorgen dat de lucht ordelijk naar buiten wordt gestuurd.
Kortom, minder vleugels en aerodynamica bovenop de bolide, en de vloer het werk laten doen. Dat is het plan dat de Formule 1 wat Ross Brawn en consorten moet gaan redden. Wat het chassis betreft is er overigens nog veel onduidelijk, juist omdat de teams nog volop in de ontwerpfase zitten van de bolides. Duidelijk is in ieder geval dat het grondeffect definitief terug zal keren.
Door: Terrence Riepma en Merijn Kramer
Plaats reactie
0 reacties
Je bekijkt nu de reacties waarvoor je een notificatie hebt ontvangen, wil je alle reacties bij dit artikel zien, klik dan op onderstaande knop.
Bekijk alle reacties