Technische analyse: De problemen van de FW41 in kaart gebracht

De Williams-Mercedes FW41 is een auto die ontworpen is door een team die door Paddy Lowe en Dirk de Beer werd aangestuurd. De auto moest een radicale wijziging worden van de teleurstellende FW40, waar Williams alleen in Baku een podiumplek mee scoorde. De FW41 maakt gebruik van de Mercedes M09 EQ Power-krachtbron.

Ontwerp

In het ontwerp hebben Lowe en de Beer gekozen om afscheid te nemen van het low drag-concept, wat inhoudt dat de Williams op bochtige circuits meer performance zou moeten hebben. De aanleiding hiervoor waren de magere jaren 2016 en 2017, waarin Williams de aansluiting met de top verloor. De specificatie auto's, die door regelwijzigingen in 2014 werden ingevoerd, leek Williams goed te liggen. De FW36 uit 2014 scoorde negen podiumplaatsen en bezorgde het team een derde plek in de eindstand. In 2015 was het team opnieuw derde, met vier podiumplaatsen. Toch werd duidelijk dat het concept van 2014 niet werkte op circuits als Monaco en Hongarije. Daarentegen werkte het concept op Montreal en Oostenrijk uitstekend.

Vanaf 2016 zette Williams een dalende lijn in. Er werden geen podiumplekken meer behaald en ook op circuits als Silverstone en Interlagos bleek de auto plotseling snelheid tekort te komen. Het werd erger in 2017, waarin het team slechts 83 punten behaalde. Hierdoor werd het voor het tweede jaar op rij verslagen door Force India. Williams zakte in 2017 nog verder terug. Dat was deels te wijten aan de coureurs, maar ook aan het financiële aspect. Zo reed men in 2017 met slechts drie Mercedes-motoren per coureur het seizoen uit. Williams schroefde de motor dusdanig terug dat men altijd een marge bleef houden. In 2018 is de situatie zo slecht dat het team slechts zeven punten heeft weten te scoren. Voor een team die met een Mercedes-motor deelneemt, is dat toch erg mager.
 
Williams besloot in juni 2017 om de auto voor 2018 radicaal te wijzigen. Paddy Lowe en Dirk de Beer wilden af van het low drag-concept en de Williams moest stabieler worden op bochtige circuits. Hoofd aerodynamica Dirk de Beer wilde, met behulp van andere luchtstromen, de auto meer grip geven op circuits met langzamere bochten. Er werd gezocht naar een mogelijkheid om mechanische grip toe te voegen aan de auto. De Beer trok een blik aan veranderingen open. Chief Technical Officer Lowe nam het mechanische gedeelte voor zijn rekening.

In het begin van het seizoen, tijdens de tests op Barcelona, werd eigenlijk al vrij snel duidelijk dat Williams de plank totaal mis had geslagen. Het werd na twee weken duidelijk dat de Williams zwaar ondermaats presteerde. De auto was op hypersofts en met weinig brandstof structureel 2,5 seconden langzamer dan de Ferrari's. In de langere runs was de snelheid van de auto evenmin indrukwekkend. Het bezorgde het ontwerpteam na twee weken testen grote zorgen.

Veranderingen aan de auto, ten opzichte van 2017, die positief hebben gewerkt:

Voorvleugel:

Williams besloot in 2018 naar een voorvleugel met drie flaps te gaan. De twee-flaps voorvleugel die het team al gebruikte sinds 2014, werd overboord gegooid. Het idee hierachter was dat men de luchtstroming richting de achterkant van de auto beter kon regelen. Ook had de FW41 een andere wing-end-plate aan deze voorvleugel. Waar de plate bij de FW38 en FW40 nogal vrij rechtop stond (hoek van 90 graden), besloot De Beer de hoek van de wing-end-plate uit 2018 iets te laten hellen. De drie-flaps voorvleugel wordt gescheiden door vier kleine inhammen, waardoor er feitelijk vijf flaps ontstaan. Dit is goed te zien op de foto (boven de duim van de monteur). De onderkant van de vleugel is opgesteld uit het basisgedeelte, daar boven heeft men de drie-flaps-wing gemonteerd.

S-Duct:

Een wijziging ten opzichte van 2016 en 2017. De S-Duct is op de FW41 in de neus geïntegreerd. De lucht is nu veel minder turbulent en werkt daardoor beter wanneer het door de kanalen van de S-duct stroomt, van onder de neus naar de bovenzijde van het chassis. Op de foto is dit uitstekend te zien, door de horizontale lijn die boven het startnummer geplaatst is.

Voorwielophanging:

Deze is enorm veranderd. In de loop van 2017 testte het team al onderdelen voor deze ophanging uit. In het low drag-concept zorgde deze voor stabiliteit aan de voorkant van de auto. Niet geheel opmerkelijk, aangezien deze ophanging een verkapte aerodynamische werking heeft. De kappen op de ophanging zorgen ervoor dat er lucht stroomt richting de bargeboards. Dit heeft een dubbele werking: ten eerste zorgen ze voor stabiliteit aan de voorkant en ten tweede zorgen ze ervoor dat de luchtstroom de juiste kant van deze bargeboards neemt. De overtollige lucht, die niet werkend is, wordt aan de zijkant afgestoten, waardoor de werkende lucht richting de achterkant van de auto gaat. Deze ophanging is in detail te zien op de bijgevoegde foto.

Bargeboard:

Ten opzichte van 2017 zit deze behoorlijk wat lager. Met name het grote board moet de turbulentie van de voorbanden naar buiten afvoeren. Dit board is in harmonie met de ophanging ontwikkeld. Het grote board zorgt er mede voor dat er geen vuile lucht richting de vloer gaat. Achter het grote board bevinden zich twee kleinere boards. Deze twee boards hebben alleen de taak om geen valse werveling toe te laten richting de onderkant van de auto. De ongewenste stroming word hierdoor afgebroken.

De veranderingen aan de auto, ten opzichte van 2017, die negatief hebben gewerkt:

Sidepod:

Williams heeft met de FW41 de meeste extreme sidepods op de grid. Lowe en de Beer kozen voor een Mercedes 2015 versie xxl. Hiermee wilde het team meer airflow richting de achterkant van de auto genereren. Helaas voor Williams had de Mercedes W06 een iets andere achterkant, mede door de andere regels. De Beer was er van overtuigd dat er met de samensmelting van de aerodynamische wielophanging en bargeboards meer schone lucht door de sidepod kon stromen. Ze kwamen na de eerste testweek in Barcelona bedrogen uit. Williams had het idee dat men geen goede werking op de banden kreeg. In de windtunnel was dit nieuwe sidepod-systeem goed bevonden. De downforce zou volgens de statistieken met ongeveer 8% zijn toegenomen, ten opzichte van 2017. Helaas werkte de sidepod niet met het vloeroppervlak. Vanaf de andere kant van de auto kwam er namelijk diagonaal vuile lucht in de sidepod, zeker op circuits waar de wind veranderlijk is. Waar Mercedes en Force India (de andere teams met een Mercedes motor) meer conservatief te werk gingen, probeerde Williams het op een controversiële manier. Een manier die het team uiteindelijk geen vooruitgang bracht.

Diffuser en vloer:

Opnieuw een ander concept dan in 2017. De verticale richel, die men het jaar ervoor en in 2016 had, was verwijderd. Ook de rear-brake-ducts zijn veranderd. Men koos ervoor om in deze situatie een dubbele uitgang te maken. Deze uitgangen zouden ervoor moeten zorgen dat de werveling zou worden verdubbeld, hetgeen ten goede moest komen aan de downforce op de achterwielen. Williams wilde hiermee meer controle krijgen over de luchtstroom. De vloer en diffuser zijn verschillend ten opzichte van de voorgaande jaren. Hier was voor Williams en hun technische team veel winst te boeken. Waar andere teams wel hun downforce-targets haalden, bleek dat bij Williams niet mogelijk te zijn. Echter, de simulatie in de windtunnel gaf aan dat men een toename van 8% had, ten opzichte van 2017. Helaas klopte het totaalconcept niet. De vloer kon niet de juiste luchtstroming richting de diffuser creëren, hetgeen zorgde voor een uiterst zwakke achterkant van de auto.

Slotconclusie

Feitelijk heeft Williams met hun vernieuwde neus, bargeboards, voorwielophanging en een gedeelte van de sidepod behoorlijke winst kunnen maken op het gebied van downforce. De winst die men eigenlijk behaalde is teniet gedaan door de twee zwaktes. De auto is met name in snelle bochten onbestuurbaar gebleken. Gedurende het hele seizoen heeft de FW41 ernstige problemen met de driveability van de auto. De motor is goed, daar ligt het probleem niet. Het probleem zit dieper. Een radicale verandering van de opbouw van de auto, is voor Williams minimaal één stap te ver geweest. Ook een van de coureurs, Lance Stroll, heeft niet het vermogen om aan te geven waar het fout gaat. Met Sergey Sirotkin heeft Williams een engineer in dienst die zelf de auto bestuurt. Zijn feedback word door het team als zeer waardevol beschouwd, maar Sirotkin zit in zijn eerste jaar als Formule 1-coureur. De ontwikkeling van een auto is voor een 'rookie' een behoorlijke opgave. Sirotkin, al is hij niet de snelste, valt in deze niets kwalijk te nemen. Stroll aan de andere kant ook niet, althans zijn vader niet. Door de miljoenen die hij in Williams heeft gestopt (en later in Force India), hebben we nog steeds twintig auto's op de grid staan. Verder is het vertrek van Ed Wood en Dirk de Beer opvallend. De Beer was slechts één jaar in dienst bij Williams. Chief Engineer Doug McKierman en Dave Weather zijn beide verantwoordelijk voor de huidige aerodynamica. Het aantrekken van George Russell is in elk geval een stap in de goede richting. Hiermee gaat Williams in 2019 voor kwaliteit in plaats van geld.