Twee weken geleden openbaarde de FIA radicale hervormingsplannen voor de aërodynamica van de Formule 1. Vanaf 2007 moet de Centreline Downwash Generating Wing, de CDG-achtervleugel een feit zijn. Het voorstel kreeg de goedkeuring van de F1 Commission en daarmee is een eerste stap gezet in de richting van een compleet nieuw tijdperk in de sport. 

In de afgelopen jaren is de Formule 1 meer dan ooit in beweging geweest. Zowel de procedures in het Sportief Reglement als het Technisch Reglement kregen op voorspraak van de FIA forse herzieningen. Alles om de sport veiliger te maken, kosten beheersbaar te maken en entertainment voor de fans te garanderen. Vooral dat laatste is een belangrijke drijfveer van de vorige week herkozen FIA-president Max Mosley. In samenwerking met het IT-bedrijf AMD werd door de FIA een uitgebreide enquête gehouden onder de fans en daaruit bleek dat de fans het vooral over één ding eens waren: er moet meer worden ingehaald in de races.

Een stelling die door de FIA uiterst serieus werd genomen, maar die in feite verwijst naar een probleem waarmee de Formule 1 in het afgelopen decennium in toenemende mate heeft gekampt. Door de sterk toegenomen aërodynamische efficiëntie van de auto's is het moeilijk om bij hoge snelheid een andere auto dicht te benaderen. De lucht die over de achtervleugel wordt geleid en de luchtstroming die onder de auto vandaan door de diffuser wordt afgevoerd zorgen voor een werveling van de lucht achter de auto. Die lucht wordt omhooggestuwd, wat directe nadelige gevolgen heeft voor de aërodynamica van een directe achtervolger. Die ondervindt binnen een straal van tien meter daarachter een directe afname van neerwaartse druk op de voorvleugel van ruim tien procent. Een getal dat doortelt, omdat de lucht via de voorvleugel over en langs het chassis wordt geleid. Het tekort aan downforce zorgt op dat moment voor zoveel instabiliteit dat inhalen in veel gevallen onmogelijk wordt.

In het afgelopen jaar heeft de FIA met verregaande restricties op het aërodynamicapakket geprobeerd de downforce die een auto genereert drastisch te verlagen. Op die manier moesten de snelheden worden teruggebracht. Het inhaalprobleem werd daarmee echter niet verholpen. Langzaam raakte men ervan doordrongen dat alleen een radicale aanpassing van de afvoer van de lucht achter een auto uitkomst kon bieden. Door middel van simulaties uitgevoerd in samenwerking met AMD kwam men tot een wel zeer radicale oplossing: een week na het einde van het seizoen 2005 presenteerde de FIA het concept van de Centreline Downwash Generating (CDG)Wing.

In dit concept wordt de conventionele achtervleugel vervangen door twee kleine vleugels boven de achterwielen. De diffuser zoals we die nu kennen verdwijnt, waardoor een compleet open ruimte ontstaat tussen de beide achterwielen. Dit heeft tot gevolg dat de downforce van een auto met 50% afneemt, maar nog evidenter is dat de centrale luchtstroom die via het bodywork tussen de beide achterwielen wordt geleid achter de auto naar beneden afbuigt (zie bijlage). In plaats van het huidige nadelige effect zou een achtervolger de auto veel dichter kunnen naderen en daarmee een betere uitgangspositie hebben voor een inhaalpoging.

Het is daarmee het meest radicale voorstel in jaren, want het verdwijnen van de conventionele achtervleugel en de gevolgen die dat heeft voor de neerwaartse druk grijpen direct in op alle andere elementen van de auto. Voor de aërodynamici van de teams zal het een zware klus zijn om compensatie te zoeken voor de halvering van de neerwaartse druk op de achterkant. De focus zal er vooral op komen te liggen zoveel mogelijk lucht naar de kleine vleugels boven de achterwielen te leiden. Om de ontwerpers tegemoet te treden in de noodzakelijke strijd om grip vulde de FIA het voorstel aan met de herintroductie van slicks en een verbreding van de banden.

Hoewel het concept vooralsnog uitsluitend op basis van computersimulaties is getest, werd het voorstel van de FIA in de vergadering van 24 oktober verrassend genoeg zonder veel tegenstand overgenomen door de F1 Commission. Een opvallende situatie, vooral ook omdat de teams hiermee een van de meest waardevolle onderdelen op de auto prijsgeven en toestemmen met radicale veranderingen, die nog niet aan enige praktijktests zijn onderworpen.

Een belangrijke kritische noot van een aantal experts is dan ook dat de FIA in een computersimulatie onmogelijk alle effecten heeft kunnen overzien. Voormalig Jordan-ontwerper Gary Anderson stelde dat de beweging van de achterwielen niet zou zijn doorberekend in de computersimulatie van de FIA. Die zou een werveling veroorzaken die de effectiviteit van de luchtstroming achter de CDG vleugels dramatisch zou beïnvloeden en daarmee ook de effectiviteit van de luchtstroom langs de centreline van de auto aantasten.

Voormalig Jaguar-ontwerper Mark Handford is eveneens kritisch. De aërodynamica-expert stelt dat het downwash effect relatief is aan de omringende luchtstromen. De essentie van het concept zit volgens hem in de symmetrische situatie, waarbij de beide CDG-vleugels een vereffenend effect hebben op de wervelingen die ontstaan bij het passeren van luchtstromen langs de wing endplates. De tegengestelde wervelingen heffen elkaar op, waardoor de centrale luchtstroom zonder werveling naar achteren wordt geleid en als gevolg van het drukverschil naar beneden afbuigt. Handford stelt hierbij echter dat er door de opstaande elementen van de CDG-vleugels en de luchtstroming afkomstig van onder de auto altijd opwaartse luchtstromen zullen blijven, waardoor getwijfeld mag worden aan de effectiviteit van het downwash idee.

Handford is bovendien bedacht op de dynamische implicaties van het concept. Wat zijn de gevolgen voor een achtervolgende auto wanneer een coureur van lijn verandert? Omdat er sprake is van totaal verschillende luchtstromingen; de neerwaartse door het centrum van de auto én de opwaartse die over de CDG-vleugels worden geleid, zou een verandering van lijn een abrupte verandering in de verdeling van neerwaartse druk op de voorvleugel van de achterliggende auto tot gevolg kunnen hebben. "Wanneer dat bij hoge snelheid gebeurt, zou dat zo'n instabiliteit tot gevolg kunnen hebben dat het downwash effect teniet wordt gedaan en zelfs dat een coureur de controle zou kunnen verliezen over de auto. Een belangrijke implicatie van een inhaalactie is juist dat de achterliggende coureur een andere lijn kiest dan zijn directe tegenstander, waardoor zo'n verandering in aërodynamica onvermijdelijk is. Zo'n verandering in lijn kan erin resulteren dat zo'n achtervolger onbestuurbaar op de achterkant van zijn tegenstander klapt", aldus Handford.

Zelf geeft Handford de voorkeur aan een venturi-vleugel onder de auto en kleine voor- en achtervleugels om op die manier de hoeveelheid te genereren downforce te verlagen. Een oplossing die volgens hem in combinatie met grote slicks minder gevoelig is voor verstoring van de luchtstroming.

Behalve voor het gedrag van de auto hebben de nieuwe, kleinere CDG wings nog een aantal andere nadelige praktische implicaties. Doordat de vleugels, in tegenstelling tot nu, pal boven het achterwiel worden geplaatst ontstaan er  zichtproblemen voor de coureur. Op dit moment heeft de coureur via de zijspiegels zicht over de achterwielen. De CDG wings zouden dit zicht belemmeren en het uiterst lastig maken de situatie achter de auto te overzien.

Een ander punt wordt voorlopig gevormd door de aërodynamische druk die komt te staan op de kleine vleugels. In de huidige ontwerpen van de FIA heeft elk van de twee CDG-vleugels maar één bevestigingspunt, waar het enorme krachtenspel volledig op neerkomt. Een risicovol uitgangspunt, omdat bij het falen van de vleugel de downforce aan één kant van de auto volledig wegvalt. Een coureur verliest dan vrijwel zeker de controle over de auto.

Bovendien is het zo dat wanneer de achtervolgende auto daadwerkelijk in het voordeel is vanwege minder wervelende lucht achter zijn directe tegenstander, de aërodynamicateams alle mogelijke hiaten in het technisch reglement zullen aangrijpen om dat voordeel ongedaan te maken. Een subtiele plaatsing van geleidende, opstaande gurney flaps kan het downwash effect compleet teniet doen en dus lijkt de FIA genoodzaakt tot nog strengere aërodynamica beperkingen. Iets wat de technologische vooruitgang in de sport zou doorkruisen.

Men zal bij de totstandkoming van de nieuwe reglementen ongetwijfeld hebben teruggedacht aan de tijd, waarin de auto's nog weinig geavanceerd waren en waarin de coureurs heroïsche duels uitvochten. Ironisch genoeg is één van die oud-coureurs juist erg kritisch over de nieuwe plannen van de FIA: Nigel Mansell gelooft dat de FIA het probleem totaal verkeerd benadert. "Ze kijken er op de verkeerde manier naar. Als je meer inhaalacties wilt, moet je de rijders meer inbreng geven. Laat ze zelf schakelen wanneer zij dat willen. Als ze het verkeerd doen, heb je een gelegenheid om in te halen. Neem traction control weg. Als je dan een onbalans hebt, glijd je weg en moet je afremmen; nog een inhaalmogelijkheid".

"Wat ze hebben gedaan is het zo te steriliseren met hulpmiddelen dat coureurs geen fouten meer maken. Geef de sport terug aan de coureurs en je hebt dit soort onzin niet nodig".

Onzin of niet, zeker is wel dat er nog veel onderzoek zal moeten worden verricht, voordat de CDG-vleugel daadwerkelijk kan worden ingevoerd. De FIA heeft inmiddels een 'denktank' opgezet, waarin technici van de verschillende teams in de Technical Working Group onderzoek doen naar de exacte implicaties van de nieuwe toepassing. "De goedkeuring van de Technical Working Group is nodig, maar iedereen die het ontwerp heeft gezien, is erg enthousiast. Dus tenzij er onvoorziene problemen blijken te zijn, gaat het allemaal door", aldus een tevreden Max Mosley. Omdat de invoering van de CDG Wing al voor 2007 op de rol staat, is haast wel geboden. Het voorstel moet daarvoor uiterlijk op 31 december aanstaande worden goedgekeurd. Een zeer korte tijdspanne, waarin het vrijwel uitgesloten is dat een van de teams al een prototype zou kunnen testen.

Niettemin is het vertrouwen in de nieuwe oplossing groot. De teams gingen zonder de geregeld zo verhitte discussies akkoord met de invoering. Dat is opvallend, want de conventionele achtervleugel is tot op heden een van de meest in het oog springende onderdelen van het chassis en daarmee een waardevolle plek voor sponsoring. Dat de teams bereid zijn om dat op te geven tekent wel dat de verwachtingen hooggespannen zijn. De komende maanden moet duidelijk worden of dat inderdaad terecht is en we vanaf 2007 spannendere races mogen verwachten dan ooit óf dat de Formule 1 zelf is ingehaald door haar eigen ambities...

FIA-president Max Mosley pleitte voor betere inhaalmogelijkheden na de FIA-enquête onder de fans.

De huidige aërodynamische efficiëntie van de auto's zorgt voor grote turbulentie achter de auto's, wat inhalen bemoeilijkt.

In de huidige situatie neemt de downforce van een achtervolgende auto met ruim 10% af door de werveling achter de voorste auto.

De oplossing volgens de FIA: de Centreline Downwash Generating Wing.

In het centrale deel tussen de beide vleugels zou een neerwaartse luchtstroom ontstaan, die mogelijkheden biedt tot inhalen.

Volgens Gary Anderson zou de FIA de turbulentie veroorzaakt door de achterwielen over het hoofd hebben gezien.

Dr. Mark Handford zet vooral vraagtekens bij de effecten wanneer een achterliggende auto van de lijn afwijkt.

Het zicht van de coureur zou door de vleugels boven de achterwielen drastisch worden beperkt.