Techniek
Technische analyse | Mercedes terug in topvorm in 2024?
Met bijna 450 punten achterstand op Red Bull wist Mercedes in 2023 als tweede te eindigen in het constructeurskampioenschap, ondanks een seizoen met veel ups en downs. Na een verschrikkelijke start van het seizoen besloot het team uit Brackley om de filosofie van de auto volledig te veranderen, met ruim drie grote updatepakketten om van de W14 een meer competitieve auto te maken. Dit aspect, samen met veel strategische fouten tijdens het Formule 1-seizoen, zorgde ervoor dat Mercedes moest vechten met Ferrari, Aston Martin en McLaren, zonder een overwinning te kunnen behalen tijdens een van de 22 races. Zal het team van Toto Wolff in 2024 weer in topvorm zijn?
Veel upgrades aan de W14
Sinds het begin van het seizoen had de W14 last van twee grote problemen: de instabiliteit van de achterkant van de auto (vooral op circuits met gemiddelde en lage downforce) en de hoge luchtweerstand van de auto. Mercedes begon het seizoen met de W14, die een evolutie was van de auto uit 2022 en nog steeds het 'zero-pod'-concept gebruikte. De koelinlaat was verticaal en de sidepod had een meer verlengde vorm dan de vorige versie, een teken dat de ingenieurs hadden begrepen dat de sleutel om een auto competitief te maken lag in het opdrijven van de luchtstroom naar de achterkant van de auto. Deze ontwerpkeuzes maakten de achterkant van de auto echter extreem nerveus: niet alleen in de bochten met lage snelheid, maar vooral in de bochten met gemiddelde snelheid. Bovendien had de W14 een buitensporige luchtweerstand en was hij extreem langzaam op de rechte stukken vergeleken met Red Bull Racing en Ferrari (met ongeveer 10 km/u).
Daarom had het team, zoals al verwacht bij de lancering van de auto, een ontwikkelingspad opengehouden dat gebaseerd was op de Red Bull- en Aston Martin-filosofie, voor het geval de zero sidepod-filosofie na de eerste races van het jaar nog steeds slechte resultaten zou hebben opgeleverd.
Dat is precies wat er gebeurde: na teleurstellende resultaten in de eerste vijf races van het jaar bracht Mercedes een compleet nieuwe versie van de auto naar Monte Carlo, waarbij de belangrijkste veranderingen betrekking hadden op de hele sidepod, de vloer en ook op de bovenste driehoek van de voorwielophanging. Wat de sidepod betreft, werd het horizontale profiel met daarop de achteruitkijkspiegelsteun gehandhaafd (omdat hierin de SIS (side impact spar) was opgenomen, die niet kon worden verplaatst omdat daarvoor een nieuw frame nodig zou zijn geweest), en er werd een carbon winglet toegevoegd in het onderste deel naast de koelinlaat. Deze winglet had als belangrijkste doel om de turbulentie die van de voorwielen kwam af te zwakken en naar buiten te leiden, zodat deze niet naar de achterkant van de auto werd gericht. Bovendien had de koelinlaat niet langer een verticale vorm zoals bij de vorige oplossing, maar werd deze gekenmerkt door een ronde vorm, in lijn met de filosofie van de andere teams. Hij werd precies onder de horizontale SIS-kuip geplaatst. Bovendien had de sidepod een vorm die nuttig was om het Coanda-effect te maximaliseren en de luchtstroom naar de beam wing en de achterdiffuser te leiden.
De vloer was voorzien van een kleine stromingsomleider net boven de Venturi-inlaat om een deel van de luchtstroom naar de vloerrand te leiden, die ook werd herzien. In feite had hij nu een lang 'mes-achtig' profiel dat met de hoofdvloer was verbonden door een reeks metalen steunen. Bovendien had hij aan de voorkant een verhoogd gedeelte met daarin drie metalen vortexgeneratoren, om de negatieve turbulenties onder de auto vandaan te halen die schadelijk zijn voor het genereren van downforce.
Al deze nieuwe onderdelen hebben het gedrag van de auto enorm veranderd, vooral op banen met veel downforce en in snelle bochten, waar de nieuwe vloer hielp om meer downforce te genereren. Deze upgrades hadden ook een enorme invloed op het bandenmanagement tijdens de race: de nieuwe ophanging en de nieuwe bodem maakten de W14 minder gevoelig voor bandenslijtage, waardoor hij sneller was tijdens de stints. In feite hadden zowel George Russell als Lewis Hamilton een erg goede race in Barcelona, waar ze op P2 en P3 wisten te finishen. Bovendien wist Hamilton ook in Montreal en Silverstone op het podium te komen en behaalde hij pole position in Hongarije, een bewijs dat de wijzigingen aan de voorwielophanging de auto wat 'puntiger' maakten, passend bij zijn rijstijl.
Ondanks de 'B'-versie van de auto worstelde Mercedes nog steeds met de nadelen die de W14 al sinds het begin van het seizoen had, zoals hoge luchtweerstand en instabiliteit achter op medium downforce-circuits en op tractie. Daarom besloot het team om in Spa-Francorchamps met een nieuwe update te komen om de auto sneller te maken in rechte lijnen en om dat instabiliteitseffect te minimaliseren. Wederom hadden de belangrijkste wijzigingen betrekking op de vloerrand en het hele gebied rond de sidepod. De koelinlaat kreeg een minder vierkante en meer afgeronde vorm om de luchtstroom voor de koeling van de Power Unit te vergroten. Deze nieuwe vorm, die wordt gekenmerkt door de licht naar beneden hellende onderlip, maakt het mogelijk om in het onderste gedeelte een kanaal te creëren dat bedoeld is om de diffuser te voeden. Precies om deze reden is ook het onderste zijdeel van de sidepod "uitgegraven" om de stroming zoveel mogelijk naar achteren te "leiden" en zo de aerodynamische efficiëntie te vergroten. In het bovenste gedeelte vertoont de nieuwe sidepod een lichte "waterglijbaan", handig om de lucht naar de bundelvleugel te leiden en in lijn met de filosofie die Aston Martin en McLaren al hebben toegepast. Verder heeft een kleine maar zichtbare verandering ook invloed gehad op de vloerrand, die bij de opstaande rand nu nog maar 2 metalen wervelgeneratoren heeft, als gevolg van een ander stromingsmanagement na de wijziging in de filosofie van de voorvleugel die in Silverstone is aangenomen.
Tot slot had de spiegel niet langer het kleine koolstofvezelprofiel in het bovenste gedeelte, waarvan de functie voornamelijk aerodynamisch was.
Door al deze veranderingen kon de W14 veel meer downforce produceren via de Venturi-kanalen en de carrosserie van de auto, waardoor de wagen op een lagere rijhoogte kon rijden, wat de aëro-efficiëntie ten goede kwam. Ondanks dit grote pakket hadden Hamilton en Russell nog steeds veel te lijden in Spa en Monza, maar ze kwamen terug naar podiumposities in Singapore en Qatar, waar de fouten van de coureurs in de race cruciaal waren, waardoor het team veel punten verloor. Ondanks deze goede prestaties op maximaal downforce-circuits had het team uit Brackley nog steeds te lijden in Suzuka, waar de lay-out met snelle bochten, twee lange rechte stukken en langzame bochten hen dwong om een medium downforce set-up te gebruiken, wat duidelijke problemen veroorzaakte met de achterinstabiliteit, niet alleen tijdens de kwalificatie, maar vooral tijdens de race, waarbij Hamilton en Russell bijna 15 seconden achter de twee McLarens eindigden.
Het laatste updatepakket werd op COTA gebracht, niet alleen om de prestaties van de W14 voor de laatste races van het seizoen te verbeteren en P2 te halen in het constructeurskampioenschap, maar vooral om te begrijpen of het ontwikkelingstraject voor de W15 juist was. De nieuwe oplossing werd gekenmerkt door nieuwe Venturi-inlaten en een herziene vloerrand. Op de tekening hieronder kun je alle veranderingen zien, aangegeven met blauwe pijlen. De Venturi-inlaat had een compleet nieuwe vorm vergeleken met de vorige versie, waarbij de afstand tussen de vloerrandvleugel (het grootste externe element, dat in hoogte was verhoogd) en de twee binnenste elementen was vergroot. Deze verandering werd doorgevoerd om de hoeveelheid lucht die onder de auto werd geduwd en dus werd omgezet in downforce te vergroten en om het gedrag van de auto te verbeteren, vooral in de hogesnelheidsbochten. Bovendien had de vloerrand dezelfde vorm als de vorige, maar het verhoogde deel was verder gekanteld en de twee "wervelgeneratoren" bij de uitgang waren ook veranderd, met een vierkantere ruimte, om de inkomende turbulentie van de voorbanden beter te beheersen, weg te duwen van de Venturi-kanalen en de stroming eronder zo ongestoord mogelijk te maken, met als doel een zeer laag drukgebied te genereren.
Al deze veranderingen hadden als hoofddoel om zowel de downforce die onder de auto werd gegenereerd te vergroten als de stabiliteit van de W14 achter in bochten met lage snelheid te verbeteren; deze verdieping zorgde er ook voor dat de auto op een lagere rijhoogte kon rijden. De effecten waren zichtbaar in de volgende races, want het team was erg snel in zowel de VS als Mexico, maar Hamilton en Russell hadden veel moeite in de laatste drie races van het seizoen.
Terug naar de winnende weg in 2024?
Om in 2024 weer competitief te zijn, moet Mercedes zich richten op twee belangrijke aspecten: het verbeteren van de aerodynamische efficiëntie, niet alleen om de auto sneller te maken op rechte stukken, maar vooral om niet zo ver af te staan van Red Bull en Ferrari op circuits met weinig downforce, zoals in 2023 gebeurde. Het andere belangrijke element dat ze moeten verbeteren is de stabiliteit aan de achterkant, die het hele seizoen al een achilleshiel was. Daarom moeten ze de interactie tussen de mechanica en de aerodynamica van de auto verbeteren, om een stabieler platform te creëren dat minder gevoelig is voor de lay-out van de circuits en de downforce-configuratie. Dit aspect was ook al aanwezig bij de auto van 2022 en is waarschijnlijk een negatief aspect dat verband houdt met de toepassing van de "zero-sidepod" filosofie. Als het team echter in staat is om een stabiel aerodynamisch platform te creëren in alle soorten bochten, kan het de rijhoogte verlagen en veel meer downforce produceren uit Venturi-kanalen, terwijl het ook de efficiëntie van de auto verbetert.
