Veiligheid in de F1: racewagens ontworpen om coureurs te beschermen

Veiligheid is altijd van cruciaal belang geweest in de Formule 1, een sport die sinds het begin gekenmerkt wordt door talrijke tragedies. Elk jaar streeft de FIA ernaar de bescherming van de coureurs te verbeteren door de regelgeving voor de racewagens voortdurend aan te passen.

Toen het ongeluk van Romain Grosjean in Bahrein in 2020 zijn auto in een vuurbal veranderde, maakte een eenvoudige titaniumring het verschil tussen tragedie en overleving. Deze ring, de ‘halo' van de FIA, is stilletjes uitgegroeid tot de belangrijkste innovatie op het gebied van veiligheid in de moderne eenzitterraces.

De halo is een titanium staaf van 7 kg die een boog vormt boven de cockpit van de coureur, slechts 5 cm boven de helm. Het doel ervan is eenvoudig: voorkomen dat een wiel, puin of zelfs het chassis van de auto het hoofd van de coureur raakt. Het concept gaat terug tot de veiligheidskooien van eind jaren zestig, maar de uitvoering is veel geavanceerder. Tijdens tests van de FIA weerstond de constructie een band van 20 kg die met een snelheid van bijna 225 km/u werd gelanceerd, een snelheid die hoger is dan die van een F1-wiel bij een echte botsing. Mercedes schetste dit idee voor het eerst in 2015, na jarenlang onderzoek door de FIA naar bescherming aan de voorkant. Dit systeem werd in 2018 verplicht in de Formule 1, een beslissing die werd versneld door het dodelijke ongeval van Jules Bianchi dat jaar, toen zijn Marussia in botsing kwam met een bergingsvoertuig. Ondanks hevig verzet – wijlen Niki Lauda noemde het een “DNA-vernietiger” – bewees de halo vrijwel onmiddellijk zijn doeltreffendheid.

Hij maakte zijn debuut in de opleidingsserie tijdens de F2-race in Barcelona in 2018, waar de ring de Japanse coureur Yuki Makino redde na een botsing met Takuma Fukuzumi. Enkele weken later, in Spa-Francorchamps, heeft de halo het wiel van Charles Leclerc afgebogen toen de auto van Fernando Alonso erop reed, waardoor het hoofd van de Monegaskische coureur gespaard bleef. De meest spectaculaire bevestiging kwam in Bahrein, toen de auto van Grosjean een sprong in de lucht maakte en door een band werd geraakt. De coureur kwam er levend uit en gaf later toe: “Een paar jaar geleden was ik geen fan van de halo, maar zonder hem zou ik hier vandaag niet zijn om met jullie te praten.”

Naast de Formule 1 beschermt de halo nu ook coureurs in de F2, F3 en Formule E, waarmee hij zijn status als universele veiligheidsnorm versterkt. Terwijl de halo de bovenkant van de cockpit beschermt, heeft de FIA ook de bescherming tegen zijdelingse botsingen aangepakt met een minder zichtbaar hulpmiddel: de hoofdsteun, bijgenaamd “het beest met hoorns”. Dit blok van middelmatig tot hoogwaardig schuim, met een dikte van 75 mm, wordt achter het hoofd van de coureur geplaatst en bedekt met lagen koolstofvezel. De regelgeving verbiedt elke bekleding die scheuren na een botsing zou kunnen verbergen, zodat de schade zichtbaar is voor de commissarissen. De hoofdsteun is niet bedoeld voor dagelijks comfort; de coureurs houden hun helm op afstand, met een ruimte van 5 cm aan elke kant en aan de achterkant. In geval van nood kunnen de teams de hoofdsteun snel verwijderen met behulp van twee clips aan de voorkant en twee pennen aan de achterkant, waardoor ze een stevige grip hebben zonder het hoofd van de coureur te bewegen. Het resultaat is dat het hoofd bij een botsing van achteren niet opzij of naar achteren kan worden gedrukt, een tekortkoming van het HANS-systeem.

Samen vormen de halo, de “hoornbeest” en de versterkte overlevingscel een meerlaagse bescherming die al levens heeft gered en de perceptie van risico's in deze sport heeft veranderd. De evolutie van de veiligheidskooien naar titanium kooien en technisch schuim luidt een nieuw tijdperk in waarin de veiligheid van de coureur in het ontwerp van de auto is geïntegreerd, in plaats van achteraf te worden toegevoegd. De overlevingscel, die in wezen de cockpit is, vormt het centrale element van een eenzitter. Het ontwerp dateert uit 1981, toen de McLaren MP4 werd geïntroduceerd, en is volledig vervaardigd uit Kevlar-koolstof, een materiaal dat extreme sterkte combineert met een laag gewicht. Dit betekende een grote verandering ten opzichte van de oude buisvormige chassis, die weinig energie absorbeerden en bij een botsing konden vervormen, waardoor de coureur in gevaar kwam. Aangezien de overlevingscel het belangrijkste veiligheidselement voor de coureur is, is deze onderworpen aan strenge voorschriften. Sinds 1971 eist de FIA dat een coureur in minder dan vijf seconden uit zijn stoel kan komen, wat bepalend is voor de grootte van de cockpitopening. De cel moet ook bestand zijn tegen kantelen en zelfs tegen het gewicht van een andere auto die erop zou kunnen rijden, een scenario dat niet ongewoon is in Grand Prix-races. Sinds 1978 zijn een hoofdbeugel achter het stuur en een secundaire beugel geïntegreerd in de luchtinlaat boven de helm van de coureur verplicht. De zijwanden, die zijn ontworpen om penetratie te weerstaan, worden tijdens de homologatie grondig onderzocht en werken samen met de veiligheidskooien om de stevigheid van de cockpit te garanderen. De voorkant van de cel moet intact blijven om de benen van de coureur te beschermen, terwijl de neus van de auto is ontworpen om de energie van een frontale botsing te absorberen.

Vanwege zijn essentiële rol is de overlevingscel – of de cockpit als geheel – een van de strengst gereguleerde onderdelen van een F1-auto en fungeert deze in wezen als een beschermende bunker voor de coureur. Brandblusser Elke F1-auto is uitgerust met een brandblusser die zich naast het stuur bevindt, binnen handbereik van de coureur en de commissarissen. Een kleine schakelaar in de cockpit activeert het systeem. Dit systeem werd ingevoerd na verschillende incidenten, zoals de brand van Niki Lauda in 1976, die van Nick Heidfeld in 2011 en die van Romain Grosjean in Bahrein in 2020.

Noodstopschakelaar Naast de knop van de brandblusser bevindt zich de noodstopschakelaar, waarmee de coureur de motor kan stoppen of tot stilstand kan dwingen. Deze bedieningselementen zijn aan de zijkant van de cockpit gemonteerd, zodat ze ook toegankelijk blijven als het stuur bij een ongeval beschadigd raakt.

Brandstoftanks De met rubber beklede brandstoftank kan tot 110 kg brandstof bevatten en bestaat uit een complex netwerk van wanden, pompleidingen en kleppen. Hij is ingesloten in een beschermende structuur die deel uitmaakt van de overlevingscel en wordt onderworpen aan dezelfde botsproeven. De technische voorschriften beperken ook de breedte van de rubberen omhulling tot 80 cm. De tanks worden door ATL in de “motorsportvallei” van Milton Keynes vervaardigd uit een mengsel van Kevlar en rubber (818-D) dat voldoet aan de FIA FT5-1999-norm. Het interne ontwerp is bedoeld om bewegingen van de brandstof te voorkomen, die het evenwicht van de auto zouden kunnen verstoren. Daartoe is de tank onderverdeeld door schotten: verticale schotten regelen de doorstroming in bochten, zijschotten beheersen de bewegingen tijdens het accelereren en remmen, en horizontale schotten voorkomen dat de brandstof omhoog komt. Aangezien de monocoque slechts een kleine opening aan de basis heeft, is de installatie van deze panelen moeilijk, maar de brandstof moet toch continu de pomp bereiken. Daarom zijn er terugslagkleppen in de wanden geïntegreerd. Een kleine collector (1 tot 2 liter) voedt de motor gedurende meer dan 30 seconden terwijl de brandstof naar het hoofdcompartiment stroomt; de GDI-hogedrukpomp zuigt vervolgens de brandstof in het motorblok. In 2020 heeft de FIA de toegestane externe brandstofreserve teruggebracht van 2 liter naar slechts 250 ml.

Langsbalken De hervorming van de Formule 1 in 2014 bracht ook veranderingen met zich mee voor de zijdelingse beschermingsstructuren, die de eerste verdedigingslinie vormen bij een zijdelingse botsing.

Toen Robert Kubica in 2007 in Montreal verongelukte, werd zijn BMW bij een snelheid van meer dan 230 km/u vernield, wat de FIA dwong om de manier waarop een auto zijdelingse schokken absorbeert te herzien. Het antwoord kwam in de vorm van versterkte langsbalken, structurele elementen die ongeveer 40 kJ aan energie kunnen absorberen, ongeacht of de botsing frontaal of schuin is. Het concept werd voor het eerst geschetst door het team dat begon onder de naam Marussia en later werd omgedoopt tot Manor Marussia, waarna het ontwerp werd verfijnd en geschikt gemaakt voor races door Red Bull. Toen de FIA de toepassing ervan verplicht stelde, moesten alle chassis worden uitgerust met deze energieabsorberende balken, een verandering die benadrukte dat aerodynamica alleen niet langer bepalend is voor het concurrentievermogen van een Formule 1-auto.

De veiligheidsproblemen reiken verder dan de monocoque. Een Formule 1-band weegt ongeveer 9,5 kg aan de voorkant en 11,5 kg aan de achterkant, exclusief de velg, en een losgeraakt wiel kan een dodelijk projectiel worden, dat vaak sneller gaat dan het chassis zelf. Wielbevestigingssystemen zijn sinds 2001 verplicht, maar ze zijn herzien na het tragische overlijden van Henry Surtees. De kwestie kwam in 2009 opnieuw aan de orde toen een Formule 2-wiel losraakte en een coureur op het hoofd raakte, wat de FIA ertoe aanzette de regels aan te scherpen. In 2011 verdubbelde de bestuursinstantie het bevestigingsmateriaal en rustte elk wiel uit met twee energieabsorberende kabels die samen ongeveer 6 kJ aan kracht absorberen, ter vervanging van de configuratie met één kabel. In 2018 werd de norm verhoogd naar drie kabels per wiel, waardoor het risico dat het wiel bij hoge snelheid losraakt nog verder werd verminderd.