Het zwarte goedje (deel 1)
Door Ramses Bossuyt, 21 March 2004
Een van de meest bepalende factoren in de F1, naast de aërodynamica, zijn de banden. Volgens insiders bepalen de banden een kwart van de prestaties van een F1-wagen. Vandaar deze feature die het zwarte goedje even in de schijnwerper zet.
Om een betere kijk op een F1-band te hebben is het best eerst eens even naar de band van een gewone wagen te kijken. Een band bestaat niet enkel uit rubber, zoals de onderstaande tekening laat zien. Zo is er het karkas, dat de band zijn sterkte geeft en vermijdt dat deze te zwaar gaat vervormen. Het karkas bestaat uit textielvezels in rubber gedrenkt en eventueel aangevuld met stalenvezels. Onderaan het karkas zit een dikke stalen hielband. Deze moet er voor zorgen dat de band goed vast blijft zitten op de velg.
Boven op het karkas zitten verschillende gordellagen van staaldraadjes of duurdere textielvezeltjes. Deze gordellagen moeten het loopvlak extra sterkte geven, zodat dit steeds zo vlak mogelijk blijft liggen. Uiteindelijk belanden we dan aan bij hetgeen we dagelijks zien: het rubberen loopvlak. Dit vlak staat in contact met het wegdek en moet voor voldoende grip zorgen. Om ook voldoende grip op een natte baan te garanderen zijn er afvoerkanalen (de groeven) in het loopvlak gemaakt om het water af te voeren. Moesten zij er niet zijn, zou er water tussen het loopvlak en het wegdek stromen, waardoor de grip drastisch daalt.
Een F1-band is een geavanceerde versie van een autoband, maar waarin verschilt deze nu van het rubber dat onder je wagen ligt? Ten eerste moet een F1-band aan een totaal andere reglementering voldoen, deze legt limieten op voor de diameter en de breedte van de band en zijn loopvlak. Vooral die laatste regel zal nog wel in je geheugen gegrift staan met het relletje in de bandenwereld tegen het einde van vorig seizoen.
Sportwagens hebben laagprofielbanden, die met hun hogere zijdelingse sterkte beter bestand zijn tegen gieren. Je zou dus deze band ook verwachten op een F1-wagen. Niets is minder, een F1-band heeft een hoog profiel, aangezien de reglementen een laag profiel niet toelaten omdat de diameter van de velg tussen de 328 en 322 mm moet liggen. Naast dit zichtbaar verschil merk je ook op dat een F1-band (toch de droogweerbanden) enkel over 4 groeven beschikt. Deze zijn ook reglementair bepaald en in 1998 verplicht ingevoerd door de FIA in een poging om de snelheid van de wagens te reduceren en meer inhaalmanoeuvres aan te wakkeren, wat echter niet bleek te lukken. Moest deze groefregel niet zijn ingevoerd, reden de F1-wagens nu nog steeds rond op slicks. Dit zijn banden zonder groeven, waardoor de band een groter contactoppervlak heeft met het wegdek en dus meer grip kan bieden. Buiten de groeven is het loopvlak van een F1-band ook nog ‘ns dunner, om zo de opwarming van de band binnen de perken te houden.
Naast de zichtbare verschillen staat het rubber uit de F1 op een hoger schavotje als het rubber dat onder uw wagen ligt. Zo zitten er maar liefst 220 verschillende materialen in een F1-band. 80 van deze materialen zijn verschillende (synthetische) rubbersoorten. De andere zijn hoogwaardige staaldraden en allerhande textielvezels. Een van de belangrijkste materialen voor de vezels van de gordellagen is Kevlar, een zeer sterk en toch licht materiaal, maar wel zeer duur, uiterst geschikt voor de F1 m.a.w.
Nu we toch zijn aanbeland bij de verschillende materialen van een F1-band, kunnen we het ineens hebben over de compound van het rubber. Het compound van de F1-band is vele zachter als dat van een gewone autoband, want het F1-rubber moet nu eenmaal geen enkele 10.000 km meegaan. Het voordeel van een zachte compound is dat deze beter aan de baan plakt (en dat mag je letterlijk nemen) met als gevolg beduidend meer grip. Natuurlijk is er een keerzijde aan de medaille: de grotere slijtage van de band. Zo zal de allerzachtste compound maar 80km mee kunnen gaan en de allerhardste zo’n 200 km. De rijders kunnen voor de kwalificatie hun compound verkiezen met dewelke ze de rest van het weekend zullen afmalen. De perfecte keuze hangt natuurlijk samen met de racestrategie, het soort asfalt, het type circuit, de asfalttemperatuur, de afstelling van de wagen, enz.
Waarom moet het bandenmateriaal nu zo hoogwaardig zijn? De reden hiervoor ligt in het feit dat een F1-band vele hogere krachten ondergaat als jouw banden. De prentjes bovenaan onderstaande tekening verduidelijken dit. De F1-banden moeten ten eerste tot bijna 900pk vermogen naar het wegdek doorgeven. Daarenboven moeten ze bij hoge snelheden aan de aërodynamische downforce (zie features over de aërodynamica) en zeer hoge centrifugale traagheidskrachten weerstaan. “Mmm, centrifugale traagheidskrachten, wat voor beesten zijn dat?” denken sommige onder jullie nu misschien. Dit zijn de krachten die ervoor zorgen dat bij een sneldraaiend wiel de band naar buiten wordt gedrukt en daardoor gaat vervormen. Om dit beter te begrijpen kun je volgen experiment doen: neem een emmer, doe deze halfvol met water en breng hem aan het draaien (dit moet zelfs niet snel). Je zult zien dat het water zich naar de buitenkant van de emmer zal bewegen, dit is onder invloed van de centrifugale kracht.
Tekening: Allianz (klik om te vergroten)
Een F1-wagen, F1-rijder en ook F1-band ondergaan ook enorme g-krachten. Zijdelingse g-krachten kunnen tot iets meer als 3g oplopen, terwijl bij het afremmen de g-krachten tot zelfs 5g opgemeten kunnen worden! Om dit even in perspectief te kunnen plaatsen; een normale personenwagen is niet tot g-krachten groter als 1g te brengen. Je moet al over een sportwagen beschikken wil je lateraal meer als 1g bereiken. En die sportwagen moet over een goede reminstallatie beschikken wil je bij het remmen aan 1,2g geraken. Je kunt je nu dus wel voorstellen wat een enorme g-krachten zich in de F1 afspelen. Bij remmanoeuvres van 5g vertroebelt zelfs het beeld van een F1-rijder. Je ziet het, F1 is een klasse apart.
Deze portie bandentechniek is waarschijnlijk voorlopig voldoende, morgen volgt deel 2.
Facebook
NuJij
eKudosF1 merchandise
Een hele winkel vol F1 modellen en spullen tegen scherpe en interessante prijzen. Kom zeker eens kijken!