Wat heeft het achterlicht van een Formule 1-raceauto te maken met de allereerste overwinning van Max Verstappen? De meeste mensen zouden zeggen: eh… niks? Nou, dat speelde wel degelijk een rol. F1-liefhebber en -expert Robby Camps schijnt zijn licht op deze kwestie.
Auteur: Robbie Camps / Foto’s: Shutterstock
2016, Circuit van Barcelona: Hamilton staat op pole, Rosberg er vlak naast. Bij de start gaat Rosberg hem voorbij. In de lange derde bocht begint Rosbergs achterlicht plots te knipperen en Hamilton sluit weer aan. Maar dan… de auto’s raken elkaar en ze crashen beide roemloos in de grindbak.
Waarom knipperde dat achterlicht? Lijkt een gemakkelijke vraag, maar er zit meer achter dan je denkt. En nee, het was niet omdat Rosberg remde.
Zichtbaarheid
In de F1 is sinds 1972 één achterlicht verplicht. Destijds een 15 W lampje dat alleen gebruikt werd om bij regen de zichtbaarheid te verhogen. Sinds 2014 zijn er functies bijgekomen. Daar zo meer over. Het halogeenlampje werd vervangen door leds. Vanaf 2019 kreeg het centraal geplaatste led-achterlicht een aanvulling met verticale led-strips: de ‘rear endplate lights’. Deze verhogen de zichtbaarheid.
Regenrace
De achterlichten hebben verschillende functies, maar de belangrijkste is het vergroten van de zichtbaarheid in regenachtige omstandigheden. Door de diffuserwerking en de niet afgeschermde wielen worden regendruppels als een fontein omhoog gesproken. Die spray van water beperkt het zicht van de achterliggende coureurs. In die omstandigheden knipperen de achterlichten continu met een frequentie die toeneemt met de snelheid. In (haarspeld)bochten knipperen ze dus trager dan op een recht stuk.
In de pitstraat is de pitlimiter actief. Die zorgt dat de maximaal toegestane pitlanesnelheid niet overschreden wordt. Dan knipperen alle drie de achterlichten continu met een frequentie van ongeveer 2 Hz. Als de pitlimiter deactiveert op het moment dat de auto het circuit weer op rijdt, worden de achterlichten uitgezet. Dan zie je dat de lichten tijdens racerondes op bepaalde ogenblikken even geactiveerd worden. Het zogenoemde knipperen waarmee dit artikel begon. Maar wat gebeurt er dan?
De exacte locatie van de drie lichtpunten op de auto is vastgelegd in het technisch reglement. De achterlichten kunnen door de coureur zelf geactiveerd worden vanuit de cockpit.
Hybride systemen
Om dit te begrijpen moet je weten hoe de aandrijving van een F1-auto werkt. Naast een verbrandingsmotor, heeft een F1 twee hybridesystemen aan boord. Elk met zijn eigen bijzonderheden en samenwerking met de verbrandingsmotor. Met die hybride systemen kan je energie opslaan (in een batterij) en afgeven (vermogen voor de aandrijving). Hiervoor worden elektromotoren gebruikt die ook als generator kunnen werken; MGU’s of ook wel Motor Generator Units. Het ene hybride systeem gebruikt kinetische energie (MGU-K), het andere warmte-energie (MGU-H). De werking van de MGU-K kan je vergelijken met die van een hybride personenauto. Je slaat remenergie op in de batterij tijdens het afremmen en gebruikt die weer tijdens accelereren.
MGU-H daarentegen haalt energie uit de (rest)warmte van de turbo en kan hierdoor de batterij opladen. Maar deze energie kan ook doorgegeven worden naar de MGU-K als extra aandrijfkracht. Met de opgeslagen energie in de batterij kan je ook de MGU-H elektrisch bekrachtigen. Dan wordt de turbo elektrisch op toeren gebracht, voornamelijk bij lagere motortoerentallen voor een maximale turbodruk.
Energiereglement
De hoeveelheid energie die de MGU-K mag afgeven per ronde is reglementair beperkt: 120 kW (163 pk) met maximaal 200 Nm gedurende ongeveer 33 seconden. Dit komt overeen met 4 MJ. Je kan tijdens een ronde dus beperkt gebruik maken van deze energie. De meeste tijdswinst boek je tijdens de acceleratiefase. Dan wil je de extra kracht benutten om zo snel mogelijk op snelheid te raken.
Mapping
De aansturing van de verbrandingmotor in combinatie met de twee MGU’s ligt vast in een mapping. Die bepaalt welke MGU ondersteuning geeft aan de motor. Afhankelijk van die mapping zal de extra elektrische aandrijfkracht van de MGU’s op een bepaald punt weggenomen worden. Dan wordt de F1 alleen aangedreven door de V6-verbrandingsmotor met een turbo voor extra vermogen. Op dát moment, wanneer die ondersteuning stopt, knipperen de achterlichten even.
Nee, je ziet geen richtingaanwijzer. De mapping van de aansturing van de achterlichten kan motorconstructeur-afhankelijk zijn. De Red Bull-motoren sturen soms maar één verticale led-strip aan.
Aandrijfmapping
Het knipperen is dus afhankelijk van de mapping en kan in het midden of op het einde van een recht stuk zijn, maar evenzeer tijdens de remfase. De achterlichten kunnen dus onafhankelijk van gas- en rempedaalstand oplichten. Bij een opwarmronde tijdens de kwalificatie wordt, via een oplaadmodus, de HV-batterij maximaal opgeladen. Tijdens zijn snelle ronde kan de coureur deze opgeslagen energie volledig benutten en trekt hij de batterij helemaal leeg. Dan gebruik je de kwalificatiemodus met weinig tot geen opladen van de batterij. Zo zie je verschillend knippergedrag tijdens de kwalificatierondes, maar ook tijdens de race zelf. Als de achterlichten even knipperen, informeert dit de achterliggers dat de wagen zo’n 160 pk minder aandrijfkracht heeft en ineens minder snel kan rijden. Enerzijds is het een veiligheidsitem, anderzijds kan de achtervolger daarop anticiperen. Wanneer deze de MGU-K later uitschakelt en hij dus 160 pk meer heeft, kan hij het gat naar de voorganger verkleinen. Veel zal je dit niet zien. Meestal zijn die uitschakelpunten van de MGU’s redelijk gelijk tussen de verschillende wagens. Dat uitschakelen of knipperen zie je dan op ongeveer hetzelfde punt op het circuit, bijvoorbeeld wanneer twee auto’s kort achter elkaar rijden. Een team van ingenieurs bepaalt (circuitafhankelijk) de ideale momenten voor activatie en de-activatie van deze hybride systemen. Die 4 MJ energie wordt per ronde op de meest ideale momenten verdeeld.
Achterlicht-weetjes
Oké, we weten nu wat ze doen, zijn er meer nice-to-knows over de achterlichten? Jazeker. De verticale led-units wegen slechts 25 gram en worden aangestuurd via een CAN-interface waarmee je helderheid en de knipperfrequentie kan instellen. De FIA denkt erover na om het aantal kleuren van de achterlichten uit te breiden. Bijvoorbeeld geel om tijdens een gelevlagsituatie achterliggers te informeren.
Rest de vraag waarom Hamilton kon aansluiten. Antwoord: hij gebruikte een andere mapping dan Rosberg bij de start van de race. Daardoor schakelde de extra elektrische ondersteuning bij hem niet uit toen hij dat bij Rosberg wel deed. We weten allemaal dat dat Hamilton niet veel opleverde, de afloop van die Grand Prix staat in ons geheugen gegrift…
