Formule 1 Voor coureurs in de Formule 1 is het steeds lastiger geworden elkaar in te halen. De boosdoener: dirty air. Wat is dat, en wat valt eraan te doen?
Foto links: Charles Leclerc van Ferrari (links) achtervolgt Oscar Piastri en Lando Norris (McLaren) op het circuit van Spa-Francorchamps, afgelopen zondag.
Wie in de bioscoop de pas verschenen film F1 heeft gezien, waarin Brad Pitt spectaculair de ene na de andere auto inhaalt, kan weleens teleurgesteld worden bij het bekijken van een echte Formule 1-race. Daarin is inhalen de afgelopen jaren steeds lastiger geworden – met het huidige seizoen als dieptepunt.
Kijk maar naar de door Max Verstappen gewonnen sprintrace vorige week in Spa: na de eerste ronde vonden er nog welgeteld drie inhaalacties plaats. Toen Verstappen eerder in het seizoen won, tijdens de Grand Prix van Japan, had hij de hele race de snellere McLarens aan zijn staart hangen, die hem met geen mogelijkheid voorbij kwamen. Dit weekend zal inhalen in Hongarije vermoedelijk opnieuw niet eenvoudig worden.
Het probleem heeft een naam: dirty air. Een fenomeen dat zich al decennia voordoet in de Formule 1, en waar de sport zich maar niet aan kan ontworstelen. Ook dit jaar klagen coureurs er geregeld over. Wat is het, en waarom wordt inhalen er zo moeilijk door?
De term ‘dirty air’ – ‘vuile lucht’ – doet in F1-context misschien denken aan uitlaatgassen en vervuiling, maar slaat op iets heel anders. Het is lucht die wervelt doordat een auto erdoorheen is gereden – zoals het deinende en klotsende water in de hekgolf achter een boot die over een glad meer vaart. F1-auto’s trekken een onzichtbare, driedimensionale staart van turbulente lucht met zich mee, die vlak achter de auto nog smal is, maar zich daarna opzij en naar boven uitspreidt.
Een coureur die de staart in rijdt, merkt direct de gevolgen. De vleugels drukken de auto van de achtervolger minder krachtig tegen het asfalt, zodat hij minder grip heeft en in de bochten begint te glijden. Dat kost tijd en zorgt voor bandenslijtage. Coureurs merken het effect van dirty air al honderden meters achter een andere auto. En wie niet vlak achter een voorganger kan komen, kan ook niet naar hem toe rijden voor een inhaalpoging.
Waarom werken de vleugels niet goed in dirty air? Omdat die turbulente lucht veel minder „energie” bevat, zegt Willem Toet. De Brits-Australische aerodynamicus was decennialang actief in de Formule 1, waar hij in de jaren negentig bij Benetton werkte aan het ontwerp van de kampioensauto’s van Michael Schumacher. Later werkte hij bij Ferrari en Sauber. Nu doceert de in Nederland geboren Toet (73) aan de universiteit van Bolton in het Verenigd Koninkrijk.
Een F1-wagen werkt het best als hij door stilstaande lucht rijdt, legt Toet via Zoom uit. Dan is het snelheidsverschil tussen de luchtmoleculen en de auto het grootst. De luchtmoleculen botsen harder tegen de vleugel, en die energie duwt de auto omlaag (downforce). Bovendien is bij een groter snelheidsverschil de luchtdruk onder de vleugel lager - wat ook weer extra neerwaartse zuiging oplevert.
Vlak achter een rijdende auto is de situatie heel anders. „De lucht wordt meegesleept door de auto”, zegt Toet. „Dus als je iemand volgt, rijd je in lucht die al met jouw snelheid beweegt. Daar heb je niets meer aan.”
Nieuw is dirty air geenszins. In mei 1969, amper een jaar nadat er voor het eerst vleugels op een F1-wagen waren verschenen, publiceerde het Britse blad Autosport een open brief van coureur Jochen Rindt, geen liefhebber van vleugels. Dirty air zorgde ervoor dat diens Lotus zich „erg raar en compleet onvoorspelbaar” ging gedragen, schreef de Oostenrijker. „De man voor je kan langzamer zijn dan jij, maar je kunt hem niet inhalen, want als je hem nadert, stoppen je vleugels met werken. [...] Dit verpest het racen behoorlijk.”
De auto’s waarmee Rindt en zijn collega’s reden, waren in vergelijking met de huidige wagens oneindig veel simpeler: sigaarvormige voertuigen, waaraan met dunne pootjes één of twee eenvoudige, platte vleugels bevestigd waren. Ruim zestig jaar later is de kennis over aerodynamica in de Formule 1 enorm toegenomen. Elke centimeter van de auto’s is nu speciaal gevormd om zo veel mogelijk downforce te genereren. Neem alleen al het verschil met de Benettons waaraan Toet werkte. „Die hadden zo’n 70 procent van de downforce van de huidige auto’s.”
Het probleem: hoe meer teams erin slagen extra downforce uit hun ontwerpen te persen, hoe meer dirty air die produceren.
Formule 1-auto's, zoals deze van Mercedes van Kimi Antonelli, creëren een staart van turbulente lucht die achtervolgers hindert. Foto Darko Bandic
Dat heeft alles te maken met het kerndoel dat ontwerpers voor ogen hebben bij het creëren van alle vleugels, rijwindgeleiders en andere nauwkeurig gevormde onderdelen van een F1-wagen. Namelijk: rustige, netjes rechtdoor stromende lucht op de plekken krijgen waar ze die willen – met name bij de achtervleugel en in de lagedruktunnels onder de auto. En tegelijk de chaotische wervelingen die de ronddraaiende voorwielen opwekken, daar juist weghouden. Zulke turbulentie is immers niet goed voor de werking van de vleugels.
Vooral in de afgelopen twintig jaar hebben de ontwerpers allerlei slimmigheden bedacht om dat voor elkaar te krijgen. Ze gebruiken de voorvleugel niet alleen om downforce te produceren, maar ook om vortices op te wekken: draaikolken van lucht, die als een soort onzichtbare barrières de luchtstromen langs de auto begeleiden en van elkaar scheiden. En in het geval van de ongewenste turbulente lucht: zo ver mogelijk naar buiten duwen, van de auto af.
Dat laatste fenomeen, outwash in vaktermen, draagt enorm bij aan het dirty air-probleem, want het maakt de staart van wervelende lucht achter een auto een stuk breder.
In de loop van de jaren heeft autosportbond FIA een paar keer geprobeerd om via wijzigingen van het technisch reglement het probleem in te dammen; uiteindelijk telkens tevergeefs. De laatste poging was in 2022, toen het huidige reglement in werking trad. Dat voorzag onder meer in een drastische versimpeling van de voorvleugels, die moest afrekenen met de grootste dirty-air-boosdoener: de zogeheten Y250-vortex, een krachtige draaikolk die een brede waaier van outwash op achterliggers afvuurde.
Aanvankelijk werkte het. Het gemiddeld aantal inhaalacties per race steeg volgens statistiekwebsite F1BigData van 36 in 2021 naar 44 in 2022. Maar vorig jaar waren het er nog slechts 38. Een verbetering dit jaar lijkt, gezien alle klachten over dirty air, onwaarschijnlijk.
Dat het de FIA niet lukt dirty air onder controle te houden, verbaast Toet niets. „Het ontwerpen van de regels voor 2022 was een taak waar een jaar lang 15 voltijdsbanen mee gemoeid waren. Toen gingen de teams met het reglement aan de slag. Zij zetten er ieder 150 man op, die allemaal de mazen in de wet probeerden te vinden.” Zo vonden de teams al snel manieren om tóch weer outwash te creëren.
De ongelijke race tussen de FIA en de teams krijgt volgend jaar een vervolg. Dan gaat het technisch reglement totaal op de schop, waarbij het beperken van dirty air opnieuw een speerpunt is.
Maar ook nu werkten er bij de FIA relatief weinig mensen aan de nieuwe regels. Bovendien bevat elk reglement speelruimte, zegt Toet, die de 2026-regels met zijn studenten bekeken heeft. „Loopholes everywhere. Op het laatste moment zijn veel van die mazen gedicht. Maar er zullen alsnog zaken zijn waarvan teams denken: dat heeft misschien niet iedereen gezien.”
Is een echte oplossing mogelijk? Auto’s ontwerpen die beter overweg kunnen met dirty air bijvoorbeeld? Lastig, zegt Toet: „Je mag niet twee modellen tegelijk in de windtunnel zetten. En als je twee auto’s simuleert in de computer, kost dat meer rekentijd, terwijl die reglementair beperkt is.” Een auto optimaliseren voor verstoorde lucht, maakt hem bovendien minder effectief als hij in zijn eentje rijdt.
De FIA zal creatief moeten zijn, denkt Toet. Bijvoorbeeld door een eigen team op te richten, net zo groot en vindingrijk als de bestaande F1-teams, dat zich in dezelfde zoektocht stort naar gaten in de regels, maar niet meedoet aan de races. „Hun race is om inhalen makkelijker te maken.” Toet ziet nog een optie: een zo klein mogelijke staart van verstoorde lucht als uitgangspunt van het reglement nemen, en het verder aan de teams laten hoe ze dat voor elkaar willen krijgen.
Toet verwacht vanaf 2026 een herhaling van zetten. „Binnen drie jaar wordt het weer moeilijk om in te halen. En dan zal de FIA denken: we moeten dit anders gaan aanpakken.”
Source: NRC