1968: de eerste vleugels
De eerste vleugels in de Formule 1 stonden op hoge, dunne stutten, rechtstreeks vastgeschroefd aan de vering. Zo drukten ze de downforce direct op de banden. Het werkte fantastisch — tot de stutten begonnen te breken. Twee zware crashes in één weekend in Barcelona maakten een einde aan het tijdperk van de hoge vleugel en leverden de Formule 1 haar eerste aerodynamische reglementen op.
Vleugels op stelten
Toen de Formule 1 in 1968 ontdekte dat een omgekeerde vliegtuigvleugel een auto tegen het asfalt kon drukken, was de vraag meteen: waar zet je hem? Het slimste antwoord was ook het gevaarlijkste: monteer de vleugel hoog boven de auto, op slanke stutten, in schone lucht — en schroef die stutten rechtstreeks aan de fusees van de wielophanging. Zo ging de downforce helemaal langs de veren en drukte recht op de banden: elke newton naar grip, niets verloren aan het indrukken van de vering. Aerodynamisch en mechanisch was dit de zuiverste opstelling denkbaar. Constructief was het een valstrik.
De belasting groeit met het kwadraat van de snelheid
De valstrik zit in de rekensom van de aerodynamische belasting. Verdubbel de snelheid en de vleugel duwt vier keer zo hard; verdrievoudig haar en de belasting is negen keer zo groot. Een stut die bij tests op 200 km/h muurvast aanvoelde, kwam bij 270 stilletjes dicht bij zijn limiet — de ingenieurs van die tijd ontdekten aerodynamische belastingen met vallen en opstaan, zonder windtunnels die groot genoeg waren, en zonder computers. Elke maand werden de vleugels groter en de stutten hoger, en kromp de marge die niemand kon uitrekenen.
Hobbels vermenigvuldigen alles
Een constante snelheid was niet eens de grootste vijand. De stutten stonden namelijk op het onafgeveerde deel van de vering, dus elke stoeprand en elke hobbel sloeg er ongefilterd doorheen — er zat geen veer tussen om de klap op te vangen. Een harde hobbel voegt niet zomaar een beetje belasting toe: hij kan de kracht op dat moment verdubbelen, boven op een last die toch al met het kwadraat van de snelheid groeit. De stutten begaven het precies bij die pieken — de belasting die niemand had gemeten. Op het circuit van Montjuïc in Barcelona, in 1969 — snel, hobbelig, omzoomd met vangrails — verloren beide fabrieks-Lotus 49B's binnen een paar ronden van elkaar hun vleugel, en beide crashten zwaar.
De les die in het reglement terechtkwam
Het verbod bracht de vleugels omlaag naar de geveerde carrosserie en beperkte hun hoogte en breedte. Zo ontstond het principe dat de aerodynamica in de autosport sindsdien stuurt: aerodynamische belastingen zijn constructieve belastingen, en niet alleen de stopwatch, ook het reglement heeft een stem in hoe die belastingen worden opgevangen. Elke vleugelregel van na dat weekend — van doorbuigtests tot bevestigingen die op belasting zijn berekend — is er een rechtstreeks gevolg van. De vleugels bleven; de stelten kwamen nooit meer terug.
Ga dieper: de v²-wet en de vlaagfactorvoor ingenieurs
Aerodynamische kracht schaalt met de dynamische druk — het kwadraat van de snelheid:
Van 200 naar 270 km/h gaan vermenigvuldigt met 1,8 — bijna een verdubbeling van de belasting, zonder zichtbare waarschuwing. Voeg een hobbel toe: een klap op een kerb die de neus van de vleugel even een paar graden optilt, verhoogt op hetzelfde moment dat de stut de klap opvangt, en de gecombineerde piek kan het dubbele van de constante belasting overschrijden. Ontwerp voor het gemiddelde en de pieken vinden je toch — bij Montjuïc gebeurde precies dat.