Bij de eerste testraces van het jaar sprongen de boliden als dolfijnen over de weg. Wat is er aan de hand?

 

De trainingen voor het nieuwe F1-seizoen zijn weer begonnen, en de coureurs hebben klachten waar een leek niet meteen aan zou denken: ze worden misselijk onder het rijden. Het is een vorm van autoziekte, maar dan wel een die voorbehouden is aan racewagencoureurs.

De reden is namelijk dat de wagens last hebben van ‘porpoising’ (letterlijk: bruinvisgedrag) – genoemd naar de manier van zwemmen van dolfijnen die telkens opspringen uit het water. De auto's zijn gaan stuiteren.

De oorzaak van het op en neer springen ligt in een ongelukkige combinatie van nieuwe en oude regels voor de vormgeving van bolides die aan F1-races meedoen, en de uitwerking daarvan op de aerodynamica.

 

Grondeffect

Ten eerste is er het ‘grondeffect’. Door de snelle luchtstroom onder de auto door wordt deze als het ware naar beneden gezogen – op dezelfde manier als een vliegtuig door de snelle luchtstroom boven zijn vleugel omhoog wordt getild. De downforce, heet deze kracht bij auto’s. Het voordeel van de downforce is dat de auto tegen het asfalt wordt gedrukt, daardoor meer grip krijgt en harder door de bocht kan rijden.

Het probleem is echter dat er vervolgens een ongewenst terugkoppeleffect optreedt: als de onderkant van de auto te dicht bij het asfalt komt, kan er te weinig lucht onderdoor om de downforce in stand te houden en veert hij weer terug. Vervolgens is er dus wél weer voldoende ruimte voor een forse luchtstroom en gaat de auto weer omlaag. Zo stuitert de auto dan enigszins over de baan. Misselijkmakend, zeggen de coureurs. En veiliger wordt het er ook niet op.

 

Nieuwe regels

Dat het verschijnsel niet eerder optrad, komt omdat er nieuwe regels zijn voor Formule 1-races.

Vroeger werd de downforce gecreëerd met tunnels onder de auto waar de lucht goed doorheen kon stromen. Sinds dat in 1982 verboden werd, produceert de achtervleugel van de auto een groot deel van deze neerwaartse kracht. Die vleugel verstoort de luchtstroming achter de auto echter zodanig dat achteropkomende auto’s daar last van hebben. Daarom is dit jaar besloten de tunnels terug te laten keren, in de hoop dat auto’s elkaar beter kunnen volgen en de races spannender worden.

 

Vering

Er is echter na 1982 nóg iets veranderd: sinds 1994 mogen de auto’s geen actieve vering meer gebruiken. Bij deze computergestuurde vering past de ophanging zich automatisch aan, en kan de hoogte van de auto dus constant gehouden worden.   

Dit is niet het geval bij normale of passieve vering. Daarbij geldt dat de opwaartse kracht van de veer groter wordt naarmate deze verder wordt samengedrukt. Uiteindelijk versterkt dat het bruinvisseffect.

De terugkeer van de tunnels in combinatie met de afwezigheid van actieve vering veroorzaakt dus het porpoising-effect.

De raceteams zijn nu naarstig op zoek naar de beste aerodynamische vorm van hun wagens, in de hoop de porpoising het hoofd te kunnen bieden voor het wedstrijdseizoen begint. 

 

Openingsfoto: Paul Cuad, Unsplash