F1 stuurwielen: hoe ze werken, wat de knoppen doen en meer

Een Formule 1-stuurwiel is een complex technologisch onderdeel van de auto dat cruciaal is voor de prestaties van een coureur tijdens een race. Het stuur bevat talloze knoppen, schakelaars en displays die de coureur in staat stellen om de auto te besturen en aan te passen tijdens het rijden.

De belangrijkste functies omvatten het Drag Reduction System (DRS), de schakelflippers, rembalans-aanpassingen en communicatie met de pits. Het LCD-scherm op het stuur toont essentiële informatie zoals rondetijden, bandentemperaturen en energieverbruik.

Coureurs kunnen het stuur personaliseren naar hun voorkeuren, wat cruciaal is voor optimale prestaties. Tijdens een gemiddeld circuit schakelen coureurs ongeveer 2500 keer, terwijl dit op een stratencircuit zoals Monaco kan oplopen tot 4500 keer.

Evan Short, trackside Electronics Leader bij Mercedes, legt uit: “Alleen op het scherm van het stuur krijgen de coureurs bijvoorbeeld al veel belangrijke informatie door. Denk hierbij aan wat de Power Unit doet, informatie vanuit de pits, lampjes welke aangeven wanneer een coureur moet schakelen en allerlei andere informatie die nodig is om de auto te besturen.”

De technische basis van het stuurwiel

Het Formule 1-stuurwiel is veel meer dan alleen een middel om de auto te sturen. Het is een geavanceerd besturingssysteem dat de coureur in staat stelt om vrijwel elk aspect van de auto te controleren en aan te passen tijdens het rijden. De basis van het stuurwiel bestaat uit een lichtgewicht, maar zeer sterke constructie, meestal gemaakt van carbon fiber om gewicht te besparen zonder in te leveren op stevigheid.

De verbinding tussen het stuurwiel en de auto is cruciaal. Het stuurwiel is uitgerust met een snelontkoppelingsmechanisme, waardoor de coureur snel kan in- en uitstappen. Dit is niet alleen handig, maar ook een belangrijke veiligheidsmaatregel.

Achter deze snelontkoppeling bevindt zich een complexe set van elektronica en bekabeling die het stuurwiel verbindt met de verschillende systemen in de auto. Technologie speelt een centrale rol in het functioneren van het stuurwiel.

Het bevat meerdere microprocessors die de input van de coureur verwerken en deze omzetten in acties in de auto. Deze processors communiceren constant met de centrale computer van de auto, waardoor real-time aanpassingen mogelijk zijn.

Een van de meest opvallende technologische aspecten is het LCD-scherm dat centraal op het stuurwiel is geplaatst. Dit scherm biedt de coureur een schat aan informatie, van simpele zaken als rondetijden tot complexe data over de prestaties van de motor en de staat van verschillende systemen in de auto.

Cruciale knoppen en hun functies

Het stuurwiel is bezaaid met knoppen, schakelaars en draaiknoppen, elk met een specifieke functie. Hier volgt een overzicht van enkele van de meest cruciale:

1. DRS (Drag Reduction System): Deze knop opent de achtervleugel om de luchtweerstand te verminderen, wat resulteert in een hogere topsnelheid op rechte stukken.
2. Schakelflippers: Aan de achterkant van het stuur bevinden zich de schakelflippers. De rechter is voor opschakelen, de linker voor terugschakelen.
3. Rembalans: Hiermee kan de coureur de verdeling van de remkracht tussen voor- en achteras aanpassen, cruciaal voor de handling van de auto in verschillende bochten.
4. Differentieel: Deze knop stelt de coureur in staat om de werking van het differentieel aan te passen, wat invloed heeft op de tractie en het bochtengedrag.
5. Engine Braking: Hiermee wordt bepaald hoeveel de auto uit zichzelf afremt wanneer de coureur niet remt of gas geeft.
6. Pit Lane Speed: Deze knop activeert de snelheidsbegrenzer voor de pitstraat, om te voorkomen dat de coureur de maximumsnelheid overschrijdt.
7. Radio: Voor communicatie met het team in de pits.

De meest gebruikte functies zijn binnen handbereik van de duimen geplaatst. Dit stelt de coureur in staat om aanpassingen te maken zonder de handen van het stuur te halen, wat cruciaal is bij snelheden van meer dan 300 km/u.

Personalisatie van het stuurwiel

Een fascinerend aspect van F1-stuurwielen is de mate van personalisatie die mogelijk is. Elk stuurwiel wordt op maat gemaakt voor de specifieke coureur die het zal gebruiken. Dit gaat verder dan alleen de plaatsing van knoppen; het omvat ook de vorm en grootte van het stuurwiel zelf.

Coureurs zijn vanaf het begin betrokken bij het ontwerp van hun stuurwiel. Ze hebben inspraak in de plaatsing van elke knop en schakelaar, evenals in de vorm van het stuurwiel zelf. Dit is cruciaal omdat een comfortabele en intuïtieve lay-out van het stuurwiel direct invloed heeft op de prestaties van de coureur.

Typische informatie die op het display wordt getoond, omvat:

• Rondetijden: Zowel de huidige rondetijd als vergelijkingen met vorige rondes en die van concurrenten.
• Motorgegevens: Informatie over toerental, temperaturen en oliedruk.
• Energiebeheer: Status van het ERS-systeem en beschikbare energie voor inzet.
• Bandeninformatie: Temperaturen en slijtage van de banden.
• Strategische informatie: Positie in de race, gaten naar andere auto’s, pitstop-vensters.

De personalisatie strekt zich ook uit tot de software-instellingen van het stuurwiel. Coureurs kunnen bijvoorbeeld kiezen hoe gevoelig bepaalde knoppen zijn, of hoe informatie op het display wordt weergegeven. Sommige coureurs prefereren meer gedetailleerde informatie, terwijl anderen de voorkeur geven aan een meer minimalistische weergave.

Deze aanpassingen zijn niet statisch; ze kunnen veranderen van circuit tot circuit of zelfs tijdens een raceweekend. Als een coureur merkt dat een bepaalde instelling niet optimaal werkt, kan het team snel aanpassingen doorvoeren om de prestaties te verbeteren.

Het informatieve display

Het LCD-scherm op het F1-stuurwiel is een venster naar de prestaties van de auto. Het biedt de coureur een schat aan informatie, die constant wordt bijgewerkt tijdens de race. Hier volgt een overzicht van de belangrijkste gegevens die op het display worden getoond:

• Rondetijden: Zowel de huidige rondetijd als vergelijkingen met vorige rondes en de snelste ronde.
• Bandentemperaturen: Cruciaal voor het managen van bandenslijtage en grip.
• Energieverbruik: Informatie over het gebruik en de regeneratie van de elektrische energie in het hybride systeem.
• Motorinstellingen: Gegevens over de prestaties van de verbrandingsmotor en mogelijke problemen.
• Strategische informatie: Zoals de afstand tot andere auto’s en pitstop-tijden.

Het display is ontworpen om snel en gemakkelijk leesbaar te zijn, zelfs bij hoge snelheden en onder zware G-krachten. De informatie wordt vaak weergegeven met behulp van kleuren en symbolen om snelle interpretatie mogelijk te maken.

“Alleen op het scherm van het stuur krijgen de coureurs bijvoorbeeld al veel belangrijke informatie door. Denk hierbij aan wat de Power Unit doet, informatie vanuit de pits, lampjes welke aangeven wanneer een coureur moet schakelen en allerlei andere informatie die nodig is om de auto te besturen,” aldus Evan Short, trackside Electronics Leader bij Mercedes.

Coureurs kunnen vaak kiezen welke informatie ze willen zien en in welke volgorde. Dit kan variëren afhankelijk van de fase van de race of de specifieke strategie die wordt gevolgd.

Verschillen tussen teams

Hoewel alle F1-stuurwielen dezelfde basisfuncties moeten vervullen, zijn er aanzienlijke verschillen in ontwerp en functionaliteit tussen de verschillende teams. Deze verschillen weerspiegelen niet alleen de technische filosofieën van de teams, maar ook hun interpretatie van de reglementen en hun streven naar een competitief voordeel.

Een opvallend voorbeeld is het stuurwiel van Williams. In tegenstelling tot andere teams, waar het LCD-scherm in het stuurwiel is geïntegreerd, heeft Williams ervoor gekozen om het scherm aan het chassis te bevestigen. Dit resulteert in een uniek ‘vlindervormig’ stuurwiel, zoals het team het zelf noemt.

De aanpasbaarheid van het stuurwiel omvat verschillende aspecten:

• Vorm en ergonomie: De algemene vorm van het stuurwiel wordt afgestemd op de handgrootte en gripvoorkeur van de coureur.
• Knopplaatsing: De locatie van elke knop wordt zorgvuldig gekozen om optimale toegankelijkheid te garanderen tijdens het rijden.
• Schakelpeddels: De grootte, vorm en positie van de schakelpeddels worden aangepast aan de handgrootte en schakelvoorkeur van de coureur.
• Display-instellingen: De informatie die wordt weergegeven op het LCD-scherm kan worden aangepast aan de voorkeuren van de coureur.

Andere verschillen kunnen subtiel zijn, zoals de plaatsing van bepaalde knoppen of de vorm van de handgrepen. Sommige teams kiezen voor een meer minimalistisch ontwerp met minder knoppen, terwijl andere teams opteren voor een uitgebreider controlepaneel op het stuur.

Deze verschillen in ontwerp kunnen een aanzienlijke invloed hebben op de rijstijl van de coureurs. Een coureur die gewend is aan een bepaalde lay-out, kan moeite hebben om zich aan te passen aan een ander ontwerp als hij van team wisselt.

Dit onderstreept het belang van personalisatie en de nauwe samenwerking tussen coureur en team bij het ontwerpen van het stuurwiel. Teams innoveren binnen de grenzen van de reglementen.

Een voorbeeld hiervan was het DAS-systeem (Dual Axis Steering) van Mercedes, waarbij de coureurs de stand van de voorwielen konden aanpassen door het stuur naar voren of achteren te bewegen. Hoewel dit systeem inmiddels verboden is, toont het aan hoe teams constant zoeken naar nieuwe manieren om het stuurwiel te gebruiken voor prestatieverbeteringen.