McLarens foefje onder de loep: Red Bull heeft mogelijk gelijk dat dit niet alleen met luchtkoeling kan

'Zodra de banden oververhit raken, hebben zij een enorm voordeel. Dan doen wij allemaal iets verkeerd... Behalve McLaren dan', zei Max Verstappen tijdens het raceweekend in Miami. McLaren was wederom superieur op de banden, wat in Bahrein en Jeddah ook al te zien was. Red Bull Racing vertrouwt het niet helemaal en ging aan de slag met een warmtecamera. Hoe kan McLaren zó goed haar banden managen? F1Maximaal.nl duikt er ook in.

Gewapend met een warmtecamera deed Red Bull haar best om bewijs te verzamelen dat McLaren iets aan het doen is dat niet mag. De beelden van die camera gaven 'opvallend veel blauwe, koele vlakken aan' bij de banden en de remtrommels, wat bij andere teams rood of oranje was. De Oostenrijkse renstal trok een conclusie: dit is niet met alleen luchtkoeling mogelijk. Een oude theorie werd van stal gehaald, namelijk dat McLaren water in de banden zou stoppen.

Volgens Pirelli en de FIA is dit niet mogelijk. Vorig jaar werd McLaren hier ook op gecontroleerd, en toen vonden de FIA-ingenieurs niets. Waar men ook aan terugdacht, was het gedoe met de remtrommels in Oostenrijk. McLaren moest toen een gaatje afplakken waar tijdens de sessies een sensor in paste. Die sensor zou de bandentemperaturen tijdens het rijden meten. Voor de zekerheid moest er een plakbandje over tijdens de race.

Overigens zijn dit natuurlijk geen echte remtrommels zoals auto's deze vroeger hadden, maar deksels voor bescherming van de banden tegen te veel oververhitting en voor het mogelijk maken van koeling van de remmen en om oververhitting van de banden en velgen enigszins tegen te kunnen gaan. Omdat dit geen echte remtrommels zijn in de klassieke zin van het woord, worden ze in de Formule 1 dan ook wel aangeduid als 'cake tins', koekblikken dus, qua vorm een beetje een koekblik waar je een tulbandcake mee bakt.

McLaren is al anderhalf jaar bezig met het perfectioneren van haar concept en heeft nu een dominante positie in handen. Het is zeer goed mogelijk dat de Britse renstal al een lange tijd bezig is met het updaten van het remsysteem en het koelingssysteem van de banden om Red Bull op dat gebied in te halen. Op dit moment is de MCL39 uiteraard een superefficiënte bolide, en dat is de RB21 niet. Als Red Bull haar bandenbeheer op orde heeft, met Verstappen achter het stuur, zal het gat een stuk kleiner zijn.

De tekst gaat verder onder de afbeelding.

Het 'foefje' van McLaren

In een eerdere analyse van F1Maximaal.nl werden de remsystemen van beide teams al eens onder de loep genomen. Al vanaf het begin van het seizoen was te zien dat McLaren zeer efficiënte covers en remtrommels heeft, waardoor luchtstromen op een slimme manier via kanalen naar de remmen worden geleid. De temperatuur van de remmen, ofwel, wat er achter die remtrommel gebeurt, heeft vanzelfsprekend veel invloed op de bandentemperaturen.

Technisch analist Buchan Motorsport heeft in een video een poging gedaan om een kijkje te nemen achter de remtrommel van McLaren. Bij elke wielhoek zit een remschijf en een remtrommel, eigenlijk een deksel dus, de 'cake tin'. De rem heeft koele lucht nodig en verwarmt die lucht met zijn hitte. De warme lucht moet worden afgevoerd. De trommel, die het dichtst bij de velg zit, kan eerst opwarmen om de banden op temperatuur te brengen en later koel blijven om verdere opwarming van de velg, en dus de banden te voorkomen.

Deze luchtstromen zijn meestal gescheiden, maar het is mogelijk dat McLaren deze luchtstromen combineert: hete lucht van de remmen verwarmt de remtrommel en daarmee de banden. Als de banden de perfecte temperatuur bereiken, wordt dit proces omgekeerd. Koele lucht stroomt dan eerst langs de trommels en gaat daarna pas naar de remmen. De remmen zijn zo heet dat een iets hogere inlaattemperatuur de temperatuurdaling en dus de koelprestaties nauwelijks beïnvloedt. Dat zou er zo uit kunnen zien:

De tekst gaat verder onder de afbeelding.

Het systeem dat is geschetst door Buchan Motorsport heeft twee inlaten (waardoor de koele lucht, dus de blauwe pijlen, gaat), één uitlaat (voor warme lucht, dus de gele pijlen), en twee bimetaalstrips (de groene onderdelen) ertussen. Eerst stroomt de lucht door de remmen en verwarmt de remtrommel. Later, als de remtrommel heet is, is het proces om te keren en kan de lucht eerst de remtrommel koelen en daarna de remmen. Het zou een eenvoudig systeem zijn binnen de wielconstructie, dat moeilijk is te zien voor buitenstaanders en geen water nodig heeft.

De tekst gaat verder onder de afbeelding.

Faseveranderende materialen

Het probleem met dit systeem is dat de bimetaalstrips moeten worden 'aangedreven' door de temperatuur van de trommel, legt Buchan Motorsport uit. 'Aan de andere kant houden ook andere teams de hete remlucht gescheiden en hebben ze een koellaag tussen de remmen en de trommel, maar raken hun banden nog steeds oververhit. Zoals Red Bull zegt: het is moeilijk om zulke koelprestaties met alleen lucht te bereiken. Nu komt een andere technologie in beeld: faseveranderende materialen, ook wel PCM (phase changing materials).'

Wanneer materialen van bijvoorbeeld vaste stof naar vloeistof overgaan, is daar enorm veel energie voor nodig. Tijdens dat proces blijft de temperatuur constant, ondanks dat er veel warmte wordt opgenomen. Dit materiaal is op verschillende manieren toe te passen. Door een soort materiaal te kiezen bepaal je de temperatuur waarbij de faseverandering plaatsvindt. Door de hoeveelheid te kiezen wordt bepaald hoeveel warmte wordt opgenomen:

Het kan zijn dat McLaren faseveranderende materialen in de remkappen zelf heeft gemonteerd om de oppervlaktetemperatuur te regelen. Als de kappen te veel warmte opvangen, begint het materiaal zijn overgang en houdt het de temperatuur optimaal, terwijl de remkappen in de trommels van de concurrentie, in dit geval Red Bull, te heet worden en de banden oververhitten. De buitenkant van de trommels is gereguleerd, de binnenkant niet.

De tekst gaat verder onder de afbeelding.

Het is wel opvallend dat er weinig foto's zijn van de remassemblage van McLaren. Als de remtrommels eraf zijn, maakt het McLaren vanzelfsprekend niet uit om de constructie te laten zien, omdat die lijkt op die van de andere teams. Tijdens het opbouwen van het geheel zelf wordt de remassemblage afgeschermd, omdat ze niet willen dat anderen het gaan kopiëren. Zoals al gezegd is het mogelijk dat McLaren zo'n systeem, met faseveranderende materialen, hanteert, en is het niet bevestigd dat dit hét systeem is dat McLaren gebruikt.

Dan komt de vraag, mocht McLaren zo'n systeem hanteren, is dat dan legaal? Ja, dat is legaal, mits het een passief systeem is, wat betekent dat het niet van buitenaf door elektrische componenten, hydraulica of mechanica wordt aangestuurd. Het reageert automatisch op fysieke eigenschappen zoals temperatuur. De binnenkant van de trommel is vrij qua ontwerp en materiaal. Zolang de vorm van de buitenkant van de trommel voldoet aan de reglementen, is het ook conform de technische richtlijnen. Voor de concurrentie zit er dan niets anders op dan ook zo'n systeem ontwikkelen.