Deel 2: de situatie van 1994-2002
In 1994 vond er een aardverschuiving in de Formule 1 plaats. Gedurende 2014 schreef Keith Collantine op zijn uitmuntende site F1 Fanatic een serie artikelen over dit buitengewoon chaotische jaar. Het jaar wordt nog altijd herinnerd om de tragische dood van Ayrton Senna, de strapatsen van Michael Schumacher en het Benetton-team, die botsing in Australië en natuurlijk de pitbrand van Jos Verstappen.
Nadat het tien seizoenen lang was verboden, werd bijtanken gedurende de race in 1994 weer toegestaan. Het betekende dat de coureurs niet meer met een volle tank brandstof aan de race hoefden te beginnen en dat opende een heel scala aan nieuwe mogelijkheden voor strategen. Keerzijden waren er ook, zoals de vader van aan den lijve moest ondervinden, al hield hij er slechts een verbrande neus aan over.
In 1994 zorgden de tankstops ook voor de nodige chaos als er geen brandstof werd gemorst. Op geen enkele manier leken de gevolgde strategieën in 1994 op die van 1982 en 1983, toen de teams voor het eerst de mogelijkheden van bijtanken onderzochten. De pitstops gingen sneller (tot begin 1994 was er zelfs geen snelheidslimiet in de pits) en werden veel geroutineerder uitgevoerd. Het was zelfs niet vreemd dat een coureur twee of drie keer in de race naar de pits kwam voor nieuwe banden en een slok brandstof. Op het gebied van racestrategie hadden de pitstops hun geheimen nog niet prijsgegeven en dus rommelden de teams vooral in 1994 maar wat aan met de strategie.
In een interview in het begin van 1994 sprak een verder zeer terneergeslagen Senna over de mogelijkheden van bijtanken op het spektakel in de races. Hij voorzag dat tragere wagens met weinig benzine van start gingen, waardoor ze de snellere wagens in konden halen, wat voor het publiek interessant was. Die verwachting is niet echt uitgekomen. Het bijtanken werd vooral gebruikt om sneller aan de finish te komen en niet zozeer om de races heel erg op te leuken.
Theoretische tijdswinsten
De tankstops zorgden bij hun herintroductie in de Grand Prix van Brazilië in 1994 niet meteen voor de verwachte chaotische taferelen. Een verklaring daarvoor was misschien wel dat er niet heel veel verschil tussen de gekozen strategieën zat, waardoor de coureurs allemaal met ongeveer evenveel brandstof van start gingen.
Helemaal onverwacht is dat niet. Op basis van de bandenslijtage en het effect van brandstof op rondetijden konden de teams natuurlijk een inschatting maken van wat de beste strategie in de race was. Vervolgens hebben ze de optimale strategie, met hier en daar kleine aanpassingen, in de race toegepast. Het optimalisatieprobleem ziet er ongeveer als volgt uit:
Minimaliseer totaal tijdsverlies = tijdsverlies op de baan + tijdsverlies in de pits
Het tijdsverlies op de baan neemt af en het tijdsverlies in de pits neemt toe met het aantal pitstops. Het tijdsverlies op de baan is een functie van de bandenslijtage, het effect van brandstof op rondetijden (dat noem ik maar het brandstofeffect) en het aantal ronden in de race. Zoals ik in het vorige deel al heb laten zien is het totale tijdsverlies zonder pitstops gelijk aan:
½ (bandenslijtage + brandstofeffect) x aantal ronden²
Als het effect van de bandenslijtage en de brandstof op rondetijd samen bijvoorbeeld 0,1 seconde per ronde² is, is het totale tijdsverlies in een race van 60 ronden drie minuten (180 seconden). Dat biedt ruimte voor verbetering.
Wanneer de coureur halverwege de race een pitstop maakt, kan hij zijn tijdsverliezen op de baan halveren en dat levert hem dus 90 seconden op, wat ruim meer is dan de tijdsverliezen in de pits (doorgaans 20 à 30 seconden per stop).
Bij 2 stops wordt de raceafstand in drieën gedeeld en zijn de tijdsverliezen op de baan nog maar een derde van het oorspronkelijke tijdsverlies (60 seconden). Bij 3 stops blijft het tijdsverlies beperkt tot 45 seconden.
Door de afnemende meeropbrengsten van pitstops is er altijd een optimale strategie. In dit geval is een 2-stopstrategie waarschijnlijk de snelste optie. Ten opzichte van de 1-stopper is de tijdswinst op de baan een halve minuut en dat is doorgaans meer dan de kosten van een pitstop. De 3-stopstrategie wint maar 15 seconden op de baan en dat is niet genoeg voor een extra stop. Het loont in dit geval dus niet om met een hele lichte auto van start te gaan.
Strategieën in de praktijk
De theoretische tijdswinsten kunnen slechts gebruikt worden als leidraad, want de praktijk is natuurlijk weerbarstiger. Een strategie kan wel nog zo snel zijn in theorie, maar als een coureur de hele race lang wordt opgehouden, heeft hij daar nog niks aan. Doorgaans is een agressieve strategie, met veel pitstops, riskanter dan eentje met minder pitstops, omdat het tijdsverlies in de pits vaststaat en die tijd niet altijd op de baan kan worden teruggewonnen. Een agressieve strategie is dus alleen een aantrekkelijke optie als ‘ie duidelijk sneller is. Maar hoeveel sneller moet een agressieve strategie zijn?
In 1994 kwamen de teams er proefondervindelijk achter wat werkte en wat niet en dat leverde, naast de dynamiek van de pitstops, ook op de baan de nodige chaos op. Sommige coureurs leken uit principe te willen vasthouden aan 1 pitstop, anderen maakten er 2 en een enkeling ging zelfs 3 keer naar de pits. Sommige strategieën pakten goed uit, sommigen desastreus, en dat maakte het racen er wel zo interessant op.
Naarmate de jaren verstreken, werden de teams handiger met de strategieën en werden de strategieën uniformer. Zo kwamen ze er langzaam achter dat de beste manier om in de race op te rukken via de pitstops was. In plaats van met een lichte auto in de openingsfase zo veel mogelijk plaatsen te winnen, kozen ze er vaker voor om juist met een zware wagen van start te gaan. Dat had twee voordelen: 1) minder tijdverliezen in het begin van de race in het verkeer en 2) de mogelijkheid om zonder risico plaatsen te winnen bij de pitstops.
Het nadeel van een dergelijke behoudende strategie is wel dat ‘ie theoretisch gezien langzamer is. De tijdsverliezen zijn echter gering bij kleine afwijkingen ten opzichte van de optimale strategie. Daarbij heeft een latere stop het voordeel dat er minder hoeft worden bijgetankt, zodat de pitstop sneller is, wat eveneens een strategisch voordeel is. Dit kan worden geïllustreerd door een getallenvoorbeeld:
Op Monza is de bandenslijtage inclusief brandstofeffect bijvoorbeeld 0,1 seconde per ronde². Daarnaast kost elke ronde brandstof die moet worden bijgetankt 0,3 seconden. De raceafstand is 53 ronden. De onderstaande tabel geeft de totale tijdsverliezen op de baan, plus die van het bijtanken, als functie van de ronde van de pitstop.
| Ronde van pitstop | Totaal tijdsverlies (s) | Verschil met optimum (s) |
|---|---|---|
| 25 | 78,85 | 0,90 |
| 26 | 78,35 | 0,40 |
| 27 | 78,05 | 0,10 |
| 28 | 77,95 | 0 |
| 29 | 78,05 | 0,10 |
| 30 | 78,35 | 0,40 |
| 31 | 78,85 | 0,90 |
| 32 | 79,55 | 1,60 |
| 33 | 80,45 | 2,50 |
| 34 | 81,55 | 3,60 |
| 35 | 82,85 | 4,90 |
Te zien is dat het optimaal is om in de 28e ronde te stoppen (de wiskundige berekening kan ik op verzoek tonen), en dat is dus anderhalve ronde na de helft van de race. De tijdsverliezen van het afwijken van de optimale strategie zijn aanvankelijk zeer gering en dus was het een aanlokkelijke optie om de wagen voor de race tot de nok toe af te tanken, om zo via de pitstops op te rukken, in plaats van de posities op de baan goed te maken.
Dit werd verder aangemoedigd doordat de banden in de jaren 90 steeds slijtvaster werden, zodat de wagens voor de pitstops (met weinig brandstof en versleten banden) sneller waren dan erna. Het betekende dat de coureur die als laatste naar de pits ging een strategisch voordeel had. Hierdoor probeerden coureurs op circuits waar de bandenslijtage van nature laag was allemaal als laatste te stoppen, om dan via de pits plaatsen te winnen, wat dan weer voor saaie races zorgde. Dat zou echter in 2003 veranderen…
