artikel

Bultje op de Bull: wat doet de S-duct op de F1-auto van Max?

Techniek 10308

Het is je mogelijk nog niet opgevallen maar de RedBull heeft een bultje op zijn neus. Nee, de auto van Max heeft geen jeugdpuistjes. En nee, het is ook geen uitslag die je krijgt van energiedrankjes. Wat is het dan wel en waarvoor dient dat bultje?

Bultje op de Bull: wat doet de S-duct op de F1-auto van Max?
Waar dient dat bultje daar op de neus van de Red Bull voor?

Eigenlijk is dit bultje geen noviteit, het is een deel van de S-duct en die wordt al sinds 2012 gebruikt. “Wat is nu een S-duct?”, hoor ik je denken. Daar gaan we graag dieper op in.

 

Platte S

S-duct, is dat zoiets?

De naam S-duct is afgeleid van de vorm van die duct. Een duct is een buis, dus een S-duct is S-vormige buis. Eén zijde van die buis (de inlaat) zit net onder de neus van de auto. De andere zijde (de uitlaat) eindigt boven op de neus van de F1-auto. Oh en die S-vorm, die moet je niet al te letterlijk nemen. Het is meer een afgeplatte S.

Het gaat om de bodem

Ok, tot zover de naam. Wat doet die S-duct nu feitelijk? Dat begrijpen vraagt wat kennis van de  aerodynamica van een F1-auto. De luchtstroom over zo’n bolide is belangrijk, maar de luchtstroom onder de auto door is nog veel belangrijker. Door de bodem en de diffuser aan de achterkant daarvan wordt het merendeel van de downforce opgewekt. Die downforce is de neerwaartse kracht die de auto nodig heeft om sneller door de bocht te kunnen of om extreem hard te kunnen remmen.

Nou nee, neem die S niet al te letterlijk. Met een beetje goede wil kun je er hooguit nog net een hele platte S in zien.

Laminair voeden

De ontwikkelaars van F1-auto’s proberen die bodem en diffuser zo efficiënt mogelijk te ‘voeden’, voor maximale downforce. Dat voeden gaat beter met een laminair luchtstroom dan met turbulente lucht.

De theorie

Om te begrijpen wat er precies gebeurt, zetten we even een stapje terug. Lucht die over een oppervlakte stroomt, wordt afgeremd en verliest dus energie. Dit gebeurt in de zogenoemde boundary layer. Dat is de overgangslaag tussen de lucht die met een bepaalde snelheid stroomt en het oppervlak zelf, waarop de lucht stilstaat. Naarmate je verder van het oppervlakte vandaan gaat, is er een verandering zichtbaar in de flow van de luchtstroom. In eerste instantie is die flow nog laminair, daarna wordt de luchtstroom turbulent.

Naarmate je verder van het oppervlakte gaat, is er een verandering zichtbaar in de luchtstroom. In eerste instantie is de flow nog laminair daarna wordt hij turbulent. (Bron: nuclear-power.net)

Geen turbulente lucht!

Nu weer naar de F1-auto. Die heeft een lage neus. Dat schrijft de technische reglementering nu eenmaal voor. De lucht die over de voorvleugel stroomt, en vervolgens via de zogenoemde ‘keel’ onder en langs de auto stroomt, wordt  door de afstand tot een oppervlak turbulent. En we weten, de ontwikkelaars willen hun bodem en diffuser niet met turbulente lucht voeden.

Klein detail dat niets met S-duct te maken heeft. Die plaatjes die je midden op de voorvleugel ziet, zijn eigenlijk afsluitbare koffertjes. Het team plaatst er ballast in om de gewichtsverdeling (en daardoor het rijgedrag) van de auto te verbeteren.

Luchtstromen sturen

De S-duct biedt daar een oplossing voor. Hij schraapt die turbulente lucht uit de boundary layer van de voorvleugel af en voert die via de S-duct naar de bovenzijde van de neus van de auto. Daar wordt deze lucht gelost en nog gebruikt om andere luchtstromen op die plaats te helpen sturen.

Via de NACA naar binnen

De inlaat van de S-duct heeft een bijzondere vorm. Die vorm wordt NACA-duct of NACA-inlaat genoemd,

De NACA-inlaatvorm kennen we al heel lang. Kijk maar naar de Ferrari F40.

en is oorspronkelijk ontwikkeld door de National Advisory Committee for Aeronautics, de voorganger van ruimtevaartorganisatie NASA. Een typische eigenschap van zo’n NACA-inlaat is dat die  de lucht zonder veel extra turbulenties te veroorzaken naar binnen trekt. Heel efficiënt dus.

Meer ducten

Red Bull gebruikt drie afzonderlijke inlaten op de RB15, maar je ziet ook enkelvoudige of dubbele S-duct-inlaten. Inwendig, in de neus zelf, kun je de duct ook zien. Deze kan uit meerdere kanalen bestaan. Het kunnen er een, twee of, zoals bij de Red Bull, zelfs vier zijn. Soms kruisen ze ook, dan is de linker inlaat verbonden met rechter uitlaat en omgekeerd.

Red Bull gebruikt drie seperate inlaten op de RB15.

En dat bultje dan?

Goed, de S-duct inlaat kennen we nu. En de uitlaat? Bij de meeste teams zit die een beetje verzonken in de neus, en valt daardoor niet zo op. Bij de Red Bull wel.

Bij de meeste teams zit de S-duct-uitlaat een beetje verzonken in de neus, en valt daardoor minder op.

Red Bull designer Adrian Newey heeft iets unieks aan die S-duct-uitlaat toegevoegd. Hij heeft er een spoilertje opgezet. Dat vormt een venturi. Autotechnici kennen die uit de aloude carburateur en weten dat zo’n venturi voor onderdruk zorgt. Het spoilertjes veroorzaakt dus een onderdruk op de uitlaat. Die zuigt de lucht uit de S-duct zodat die aan de inlaatkant nog meer van die ongewenste turbulente lucht van de voorvleugel afschraapt.

Dit spoilertje zorgt voor onderdruk op de uitlaat van de S-duct.

Meer bochtsnelheid

Kortom, zo’n simpel bultje helpt de Red Bull van Max aan net weer een beetje extra downforce. En in de topsport beslissen hele kleine beetjes vaak tussen winst of verlies. Dus wie weet staat Max komend weekend op het podium in Monaco, mede mogelijk gemaakt door een bultje op zijn neus.

Reageer op dit artikel