Innovatie is een van de drijfveren van de Formule 1. Naast de strijd op de baan is die tussen ontwerpers ernaast minstens zo fel. Het ontwerp is bepalend voor het succes van het team. Ontwikkeling is een continu proces. Alles wordt in het werk gesteld om dat kleine beetje extra te vinden. Het is de strijd om duizendsten van seconden.

Het ontwerp en de ontwikkeling van een Formule 1-auto is het allerbelangrijkste als het gaat om de competitiviteit van een team. Het kan de beste coureur in dienst hebben, zonder een goede auto begin je niets. Het ontwerp van een F1-auto is het geïntegreerde geheel van de verschillende onderdelen. Alle onderdelen moeten optimaal op elkaar zijn afgestemd om het in de extremen van de Formule 1 uit te houden. 

De integratie vormt de kern van het ontwerp. Van daaruit wordt verder gebouwd door de aërodynamici en engineers. De basis van het ontwerp vormt een kritiek punt, want het is vrijwel onmogelijk deze tussentijds aan te passen. Het bepaalt dan ook de competitiviteit van een team voor een heel seizoen: als de basis van het ontwerp niet klopt, zal dit een team het hele jaar achtervolgen. De belangrijkste progressie wordt doorgaans dan ook in de wintermaanden geboekt, als het ontwerp voor de nieuwe auto vorm krijgt. Dan kunnen de gewenste wijzigingen worden doorgevoerd en is er de tijd om het geheel uitvoerig te testen in de windtunnel.

Geld speelt tegenwoordig, ook bij het ontwerpen van de auto's, een overheersende rol. Toch vormt het een mogelijkheid voor de kleinere teams om belangrijke progressie te boeken door nieuwe ideeën in het design te verwerken. Vaak komen de revolutionaire ideeën van de kleinere teams, omdat zij bereid zijn meer risico's te nemen. De topteams beschikken over de modernste snufjes, maar zullen in bijna alle gevallen behoudend te werk gaan. Zij zullen hun positie gemakkelijker kunnen handhaven, doordat geld met name van invloed is op de snelheid en effectiviteit van het doorontwikkelen.

Het lichtende voorbeeld is Sauber, dat vorig seizoen door het radicale design van ontwerper Sergio Rinland de vierde positie in het constructeurskampioenschap voor zich op kon eisen. Het grote voordeel zat hem in de nieuwe benadering van de voorwielophanging. Rinland zag dat er door het verlagen van het bevestigingspunt van de onderste 'wishbone' (='draagarm') belangrijke ruimte werd gecreëerd voor een betere luchtstroom. De lucht die vanaf de voorvleugel stroomt kan op deze manier efficiënter naar de achtervleugel worden geleid. Het zorgde voor een aanzienlijke winst van downforce op aan voorkant van de auto. Het voordeel zou, afhankelijk van de aard het circuit oplopen tot 0,3 sec. per ronde.

De gevestigde namen zijn inmiddels overtuigd van het voordeel en hebben geprobeerd het idee te kopiëren naar hun eigen auto's. Ferrari had als motorenleverancier van Sauber als enige de mogelijkheid het ontwerp door te lichten. Rory Byrne heeft het verwerkt in het concept van de F2002. Ook Jordan en McLaren hebben het idee in de nieuwe bolides doorgevoerd. Kritici beweren dat de teams die het idee niet hebben gebruikt, waaronder Williams, BAR, Jaguar en Toyota hier gedurende 2002 de nadelen van zullen ondervinden. 

Rinland heeft niet alleen een trend gezet, hij de aandacht gericht op het optimaliseren van de voorzijde van de auto. Het creëren van vrije ruimte achter de voorvleugel lijkt het motto waarmee de ontwerpers de afgelopen winter aan de slag zijn gegaan. Hierbij kan gedacht worden aan het verhogen van de monocoque en, zoals op de nieuwe McLaren, met carbon fibre constructies die tevens de werking hebben van een luchtgeleider. Zo heeft ieder team zijn eigen benadering ervoor gekozen. 

De ogen waren echter gericht op de nieuwe Arrows, die van de hand van de meester zelf komt. Rinland stapte in de loop van 2001 over naar Arrows en werkte de benadering verder uit in de nieuwe A23. Opvallend aan het ontwerp is de hoge neus die eveneens een indicatie is van het zoeken naar ruimte achter de voorvleugel. Hij heeft de lage draagarm bovendien verwerkt in een 'turning vane', zoals te zien is op de foto hieronder.

Er worden gedurende een seizoen nogal wat concepten overgenomen. Vaak lijken de auto's in een nieuw seizoen sterk op de winnende auto van het jaar ervoor. Zo zijn er dit jaar weer opvallend veel lage neuzen, naar het voorbeeld van de Ferrari F2001, die goed was voor negen overwinningen. Het lijkt een garantie te bieden dat men de goede weg is ingeslagen. Niets is echter minder waar. Het volgen van een trend houdt vaak een drastische aanpassing van het eigen ontwerp in, wat de nodige risico's met zich meebrengt. De ontwerper is nooit volledig op de hoogte van het complete ontwerp en kan zich alleen op de visuele kenmerken richten.

Veel blijft dan ook afhankelijk van de kennis en vindingrijkheid van de ontwerpers zelf. Door middel van Computer Aided Design (CAD) kunnen ontwerpers tegenwoordig tot in detail uitwerken op de computer. Dit bespaart veel tijd en maakt het mogelijk wijzigingen gemakkelijker door te voeren dan in de tijd van de tekentafel. De topteams beschikken zelfs al over de volgende generatie computerondersteuning. Computational Fluid Dynamics (CFD) stelt de ontwerpteams in staat een volledige digitale simulatie te maken van de luchtstromen rond het ontworpen chassis. Hierdoor kan een schat van informatie worden opgedaan nog voor de auto in werkelijkheid is gebouwd. Het systeem staat nog in de kinderschoenen, maar zou met de explosieve groei van de informatietechnologie binnen vijf jaar de belangrijkste spil kunnen worden in het ontwerpproces. Het zou windtunnels op termijn overbodig maken en kostbare testtijd schelen. 

Zo ver is het nog niet. Het CFD werkt momenteel alleen goed op kleine segmenten. Een simulatie van de complete auto is momenteel nog niet mogelijk. Toch is het momenteel voor de designers al mogelijk om binnen een dag een aanpassing te doen aan het ontwerp van bijvoorbeeld een vleugel. Minder dan vijf jaar geleden ging hier minimaal twee weken mee gemoeid.

Maar het lijkt overduidelijk dat de IT-partners in de nabije toekomst een triviale rol zullen gaan spelen voor de teams. Williams heeft wat dat betreft met Compaq een belangrijke troef in handen, Jaguar en Jordan hebben een partnership met Hewlett Packard. Beide bedrijven hebben inmiddels al enkele jaren ervaring opgedaan en werken met de teams aan een continue ontwikkeling van vergelijkbare CFD-systemen. Ze zullen daardoor een belangrijke voorsprong hebben op nieuwe toetreders en dat zou de betreffende teams van pas komen.

Voormalig topontwerper John Barnard voorspelde al dat de IT in de toekomst pasklare oplossingen zal bieden aan de ontwerpers. Ontwerptalent lijkt in dat geval een steeds minder belangrijke rol te gaan spelen. Het zal de vraag zijn hoe veel verder de verhouding tussen mens en machine in de toekomst zal verschuiven. Voorlopig is het echter zo dat de hoogst aangeschreven ontwerper van het paddock, McLaren's Adrian Newey, het ontwerpen nog altijd vanachter de tekentafel doet...

Sauber plaatste de bevestigingspunten van de onderste wishbone lager.

McLaren heeft het idee verder doorgevoerd en creërde een soort venturi rond de ophanging. 

Rinland koos bij Arrows voor een extreem hoge neus.

Hij verwerkte de lage draagarm in een 'turning vane'.

Wiliams was in 1994 het laatste team met een conventionele, lage neus...

...tot Ferrari de trend zette met de lage neus op de F2001.