Het is in het alsmaar strengere en tot in de details gedefinieerde Technische Reglement van de Formule 1 een lastige taak om oplossingen te ontwikkelen die nog echt grote stappen voorwaarts opleveren. Vrijwel ieder deel van de auto is beschreven voor zowel de toegestane vormgeving, de werking als de dimensies. Het vinden van die ene maze in het reglement is als het zoeken naar een speld in een hooiberg. Het aantal echt radicale innovaties zijn de afgelopen jaren dan ook op een hand te tellen: de techniek is de afgelopen jaren steeds verder onder druk komen te staan. 

Met name onderhuids moesten de teams beperkingen incasseren: traction control werd verboden, de motor bevroren en de duurzaamheid van zowel de motor als de versnellingsbak zorgden ervoor dat er een compromis gevonden moest worden tussen maximale prestatie en betrouwbaarheid. Aërodynamica werd daardoor steeds belangrijker als het terrein waar binnen strikte kaders nog progressie kon worden geboekt. Daarbij wordt uiteraard het eerst gedacht aan de vormgeving van de vleugels, barge-boards en de kleine extra winglets, vinnen en randjes, maar er is meer dan dat. Ferrari beschouwde de volledige aërodynamica van de auto en kwam tot de conclusie dat er één gebied nog vrijwel onontgonnen was: die van de aanvoer en afvoer van lucht bij de remmen door de wielen.

Achter het wiel waren de teams al jaren bezig met het verbeteren en ontwikkelen van brake ducts, de kleine luchtinlaten, waarmee de remschijven worden gekoeld. De warme lucht werd via de remschijven door de velgen afgevoerd. Door de variabele snelheid van de wielen was de uitgaande stroom van lucht ongecontroleerd: de opgewarmde lucht uit de velg komt in contract met koele lucht die langs het chassis stroomt en zorgt daardoor voor een werveling. Daarnaast is er tijdens het rijden sprake van een horizontale verplaatsing van het chassis, waardoor een verandering van de luchtstroom ontstaat. "In die situatie, gebeurde het nog wel eens dat door de verandering in de luchtdruk op dat punt de warme lucht bij het uitstromen uit het chassis als het ware werd teruggedrukt", zegt Technisch Consultant Gary Anderson.

"Wat je wilt, is dat de lucht aan de voorkant van de brake duct instroomt, door de remschijf gaat, opwarmt en via de buitenkant van het wiel wordt afgevoerd. De teams construeren remtrommels om te voorkomen dat de lucht achter het wiel of via de onderkant van de auto wordt afgevoerd. In dat geval verstoort de warme lucht de versnelling van de lucht onder de auto. Je wilt voorkomen dat de warme lucht weer terugstroomt, want dan loopt de temperatuur bij de remschijf heel snel op".

Ferrari was in 2006 het eerste team dat zich ertoe zette om de afvoer van de lucht via de wielen beter te controleren. In Bahrein kwam het team voor het eerst met carbon ringen in de velgen van de achterwielen. De cirkel van uitstroom van lucht werd daardoor kleiner en meer geconcentreerd. Dit bleek in de windtunnel een positief effect te hebben op de aërodynamica bij de achterwielen. De lucht stroomde hierdoor sneller naar de achterkant.

De oplossing werd in eerste instantie met argusogen bekeken door de teams, maar langzaam maar zeker begonnen anderen het concept te kopiëren. In 2006 nam alleen Toro Rosso het over, een jaar later waren de 'fairings' gemeen goed. Daarmee kreeg het een concept volle aandacht van de aërodynamici en werden er actieve programma's gestart om de fairings verder te verbeteren. Ferrari liep daarmee als pionier duidelijk voorop en introduceerde in 2007 een bijna volledig dichte velgkap. Slechts aan één kant was er aan de buitenrand een kleine hap uit: de uitstroom van de lucht werd daardoor beperkt tot enkele tientallen vierkante centimeters. Het team had namelijk ontdekt dat, bij het bijna volledig afdichten van de binnenkant van het wiel er een zuigeffect optrad. Warme lucht is lichter dan koele lucht Het voordeel is, dat de lucht nu constanter en meer geconcentreerd wordt afgevoerd:

"Wat er nu gebeurt, is dat de lucht via de remschijven in een geconcentreerd gebied aan de buitenkant van het wiel wordt afgevoerd", zegt Gary Anderson, "dat gebied staat in verbinding met een lage-drukgebied achter het wiel. De warme lucht zal altijd naar een gebied stromen waar een lage druk is. Warme lucht heft de onderdruk gedeeltelijk op. Je nodigt de lucht als het ware uit om afgezogen te worden. Dat in plaats van de situatie dat de lucht er gewoon uitstroomt. De effectiviteit van de brake duct is daardoor veel hoger, wat betekent dat er downforce wordt gewonnen en er bovendien een heel klein beetje minder drag is".

De winst die ermee wordt geboekt is volgens Anderson aanzienlijk: "Het is echt een behoorlijke stap, want het plaatsen van een brake duct betekent automatisch dat je downforce verliest. Daarom zijn de teams programma's begonnen om de luchtstroom in dit gebied beter te controleren. Je past de brakeduct constructies aan, in dit geval door middel van fairings. De lucht wordt hierdoor gerichter gestuurd naar een punt waar het het gunstigst is dat die het wiel verlaat. Je wint dus downforce door het verbeteren van de flow, maar daarnaast verminder je ook drag. Het mes snijdt dus aan twee kanten". 

Het idee om de lucht op deze manier aan te passen is overigens niet nieuw: in het baanwielrennen wordt al sinds jaar en dag gereden met kappen op de achterwielen. Daar zorgt een kleine uitsparing voor meer stabiliteit bij het sturen door de kombochten. Hetzelfde principe is het geval voor de auto, al benadrukt Gary Anderson dat het aanbrengen van de fairings in de gehele aërodynamica van de auto slechts een kleine aanpassing betreft: "Je hebt het hier niet over grote getallen als het gaat om de extra downforce, maar de reglementen zijn de laatste jaren zo strikt en al een paar jaar stabiel, dat alle kleine beetjes helpen". 

Dit seizoen hebben de teams opnieuw verschillende nieuwe oplossingen gecreëerd. Zo introduceerde BMW Sauber de F1.08 van dit jaar met een wielkap die met een klein lipje buiten de radius uitstak en daarmee feitelijk over de wang van de band lag. Zonder die overigens te raken. De kleine gurney zou ervoor zorgen dat de luchtstroom vanuit het wiel buiten de wielradius nog kan worden gestuurd. Toyota introduceerde onlangs een fairing met een rotorprofiel als bij een ventilator. Die zou behalve het gecontroleerd laten uitstromen tevens zorgen voor een versnelling, doordat de luchtstroom wordt gesplitst tot verschillende kleine stroompjes die vlak naast de velg weer samenkomen. 

Hoe zeer de fairings inmiddels integraal onderdeel zijn van de auto, blijkt wel uit de gereedschappen van de pitcrews: die zijn volledig aangepast, zodat tegenwoordig bij een bandenwissel behalve de wheel nut ook de fairing op het wiel wordt aangebracht. Honda heeft de farings nu als eerste ook geïntegreerd met de kleurstelling van de auto. In april reed het team voor het eerst met fairings in de kleuren van de Earth-Dream livery. Het haalde de Grands Prix overigens niet: het team reed daarin steeds met conventionele velgen.

De komende tijd zullen de teams naar verwachting de fairings nog verder perfectioneren: alles om de afvoer van de warme lucht van de remmen zoveel mogelijk in harmonie te brengen met de aërodynamica. Het zou echter wel eens van tijdelijke aard kunnen zijn: door de stapsgewijze invoering van KERS zullen de teams zich in plaats van op afvoeren van de warmte juist moeten gaan richten op het opsparen van de vrijgekomen warmte, zodat die wordt omgezet in stroom voor het hergebruik van energie. De brake duct constructie zal daarvoor radicaal veranderen. Welke rol de fairings dan nog zullen spelen? Daarop kunnen zelfs de teams op dit moment nog geen zinnig antwoord geven.

  Ferrari introduceerde ze in 2006; nu heeft ieder team ze: de fairings.

  "Wat je wilt, is dat de lucht aan de voorkant van de brake duct instroomt, door de remschijf gaat, opwarmt en via de buitenkant van het wiel wordt afgevoerd". - Gary Anderson  

"De lucht via de remschijven in een geconcentreerd gebied aan de buitenkant van het wiel wordt afgevoerd" - Gary Anderson.

De teams ontwikkelen hun eigen oplossingen voor de wielkappen. Zoals deze rotorfairing van Toyota.

De te behalen winst was zodanig, dat de teams bereid waren er hun gereedschappen voor aan te passen. 

Tegenwoordig is hij technisch consultant en pitreporter voor de Ierse televisie.

Stefan Zwinkels is sinds 2001 hoofdredacteur van F1-Planet.com.