Als er één sport is waar de tijd niet blijft stilstaan is het zeker Formule 1. De evoluties zijn indrukwekkend te noemen. Mercedes-AMG Petronas Formula One Team legt ons het één en ander uit!
Hoeveel is de motortechnologie in deze auto’s geëvolueerd sinds 2011?
Ze zijn compleet veranderd. De motor van 2011 was een atmosferische 2,4-liter V8 die tot 18.000 tpm draaide en minstens 95 kg woog. Het omvatte vroege hybride technologie met de KERS-eenheid, die kinetische energie oogstte van de auto tijdens het remmen. Dit gaf de bestuurder 80 pk extra gedurende 6,7 seconden per ronde, die hij kon inzetten als dat nodig was. KERS verhoogde het piekvermogen van de motor tot ongeveer 815 pk.
Snel vooruit naar het heden en de krachtbron van een F1-auto is opmerkelijk anders. Sinds de introductie van hybride voorschriften in 2014, heeft de sport 1.6-liter V6-motoren met turbocompressor gebruikt die de weegschaal bereikten van 145 kg (minimaal gereguleerd gewicht) en toeren tot 15.000 tpm. Het piekvermogen is aanzienlijk hoger, aangezien de huidige PU’s meer dan 100 pk meer produceren dan die van 2011, terwijl ze tegelijkertijd veel efficiënter zijn. Een F1 Power Unit behaalt in 2020 een thermische efficiëntie – de hoeveelheid brandstofenergie die wordt omgezet in nuttig werk – van meer dan 50 procent, vergeleken met ongeveer 30 procent in 2011.
De motoren van vandaag moeten ook veel betrouwbaarder zijn: in 2011 had elke auto acht motoren om te gebruiken in de 19 races. Tegenwoordig zijn teams beperkt tot een veel kleinere toewijzing van elk onderdeel van de aandrijfeenheid gedurende een seizoen, met drie interne verbrandingsmotoren en turbochargers.
Wat is er nog meer veranderd onder de huid van de auto’s?
Iets dat niet zo duidelijk is, is de elektronica in de auto, waar de technologie het afgelopen decennium een grote vooruitgang heeft doorgemaakt. Een voorbeeld van hoeveel de elektronica in de auto is geëvolueerd, is het kijken naar gegevens. In 2011 logden F1-auto’s ongeveer 500 datakanalen. In 2020 zijn auto’s beperkt tot 1.500 high-rate kanalen en ook vele duizenden achtergrondkanalen. De toegenomen datalogging heeft ook een impact op de hoeveelheid gegevens die een enkele auto tijdens een raceweekend verzamelt. In 2011 zou het Turkse Grand Prix-weekend ongeveer 18 GB per auto bedragen. Vandaag zal dit dichter bij 70 GB liggen.
De elektronische lay-out van de auto is ook veel veranderd, met een toenemend gebruik van kleine sensorknooppunten rond de auto. Deze zijn allemaal in staat om gegevens van vele sensoren te verzamelen en terug te communiceren met een centrale datalogger. De draadloze sensortechnologie heeft een enorme verbetering ondergaan, waardoor er meer gebruik kan worden gemaakt van kleine, draadloze knooppunten voor het verzamelen van gegevens en het draadloos overzetten van gegevens die zijn gegenereerd op test- of oefendagen. Een voorbeeld hiervan zijn de bandenspanningscontrolesystemen, die in 2011 behoorlijk omvangrijk waren en in het 400 MHz-bereik werden uitgezonden. Tegenwoordig zijn de sensoren kleiner, met een hogere frequentieoverdracht en een lager batterijgebruik – een evolutie die onze elektronica-afdeling vergelijkt met de overgang van een portofoon naar een smartphone!
Een ander voorbeeld is de manier waarop de teams informatie over de bandentemperatuur verzamelen. In 2011 hebben we grote, externe infraroodcamera’s gebruikt. Nu zijn de sensoren volledig geïntegreerd en geven bestuurders te allen tijde toegang tot meervoudige bandentemperatuurinformatie.
Hoe vergelijken de auto’s zich als het gaat om pure cijfers?
Wijzigingen in de regelgeving door de jaren heen hebben geleid tot de aanzienlijk zwaardere F1-auto’s waarmee in 2020 werd geracet. Ze meten nu meer dan 5.000 mm lang, vergeleken met 4.800 mm in 2011. De huidige auto’s zijn ook breder en nemen meer spoorbreedte in beslag met 2.000 mm vergeleken met 1.800 mm in 2011. Ze zijn ook zwaarder, mede door het hogere gewicht van de hybride aandrijfeenheden. F1-wagens bereikten de weegschaal met 640 kg in 2011, terwijl wagens met 2020-specificatie nu minstens 746 kg wegen.
Maar de auto’s zijn niet alleen groter geworden, ze produceren ook aanzienlijk meer downforce. Dat betekent dat de bandenbelasting enorm is toegenomen. Rond een ronde door Istanbul Park verwachten we dat de voor- en achterbanden ongeveer 50% meer belasting zullen zien dan in 2011. En als je je specifiek op bocht 8 concentreert, hebben de banden rechtsvoor en rechtsachter een 40% meer belasting.
Het is ook vermeldenswaard dat de banden ook aanzienlijk zijn veranderd. De laatste Turkse GP vond plaats in Pirelli’s eerste seizoen als F1’s enige bandenleverancier, dus de constructie en structuur van de banden is sindsdien veranderd. De banden zijn nu ook breder en zijn met ongeveer 25 procent in omvang toegenomen door de introductie van de wijziging van de regelgeving van 2017. Met een groter contactvlak op de grond kunnen de banden meer grip en dus snellere rondetijden genereren.
Wat betekent dit allemaal in termen van rondetijden?
In 2011 pakte Sebastian Vettel pole position voor Red Bull tijdens de Turkse GP met een 1: 25.049. We verwachten dat de 2020-auto’s met hun toegenomen vermogen en hogere downforce ongeveer vier seconden sneller zullen zijn in de kwalificatie. En hoewel het sessie-formaat zelf niet veel is veranderd sinds 2011, zijn sommige regels en technologie rond kwalificatie dat wel.
De rondetijd van Vettel in Istanbul Park in 2011 was bijvoorbeeld vastgesteld met onbeperkt DRS-gebruik, terwijl er vandaag slechts twee aangewezen DRS-zones op de baan zijn. Chauffeurs hadden echter minder energie-inzet van KERS (slechts 6,7 sec per ronde) in 2011. Snel vooruit naar 2020 en de energie-inzet van het ERS-systeem wordt gedurende de hele ronde gebruikt.
Wat kunnen we verwachten van het Turkse GP-circuit in 2020?
De hogere snelheden in de bochten en de daaropvolgende hogere laterale g-krachten zullen de baan dit jaar een fysiek zwaardere uitdaging voor de coureurs maken. Remmen en bochten nemen kan oplopen tot 5 g, terwijl het negen jaar geleden ongeveer 4 g was, en die sterkere g-krachten kloppen echt.
Met de huidige specificaties van Pirelli-banden, waar we de drie moeilijkste compounds in het assortiment in Turkije hebben, verwachten we dat het lastig zal zijn om de banden op temperatuur te krijgen met deze moderne auto’s – wat het tegenovergestelde is van wat hebben we in 2011 in Turkije meegemaakt.
Door de verhoogde downforce-niveaus zal de iconische Turn 8 minder aandacht krijgen dan voorheen. Het was vrijwel flat-out in de auto’s van 2011, maar het zal nog minder een uitdaging worden in deze 2020-machines. Teams hoeven er dus niet zozeer voor in te leveren.
In tegenstelling tot sommige van de andere onbekende races op het 2020 F1-schema, hebben we eigenlijk enkele historische gegevens voor de Turkse Grand Prix. Omdat de auto’s echter zo veel zijn veranderd en de baan onlangs opnieuw is opgedoken, zijn de historische gegevens alleen nuttig als referentie.
Foto: Mercedes-AMG Petronas Formula One Team
