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26.02.2019

Die Generalprobe beginnt


So langsam lohnt es sich, auch mal intensiver auf die Testarbeit der Formel 1 zu schauen. Denn diese Woche endet in Barcelona das Geplänkel – die zweite Testwoche, die heute Morgen begonnen hat, wird das wahre Kräfteverhältnis zeigen, mit dem die Königsklasse zum Saisonauftakt nach Melbourne fliegen wird.

Das Abtasten der neuen Fahrzeuggeneration und das Beschnuppern der Konkurrenz mit ganz unterschiedlichen Testfahrplänen, was die vorige Woche mit ihren verlängerten Jungfernfahrten noch diktiert hat, gehört der Vergangenheit an. Und schon Ende der Vorwoche hat sich eine klare Tendenz abgezeichnet: Ferrari ist konstant um 0,4 Sekunden schneller als Red Bull, eine Nuance hinter den Österreichern kommt dann Weltmeister Mercedes.

Dabei gibt es einige Elemente, die man in die erweiterte Analyse mit einbeziehen muss. Zu allererst mal die völlig unterschiedlichen Frontflügelkonzepte. Ferrari und auch deren Schwesterteam Alfa Romeo, das seinen Sauber-Namen über den Winter abstoßen müsste, verwenden völlig anders geformte Spoiler als der Rest. Dabei geht es vor allem um die freskenartigen Aufbauten und Türme von Zusatzflügel oben auf den beiden Hauptblättern.

Die wölben sich bei den Italienern außen nach unten, während alle anderen sie in klassisch bekannter Form außen immer weiter auftürmen und ansteigen lassen.

Weil der Frontflügel die gesamte Luftführung eines Formel 1-Wagens definiert, sind die Unterschiede zwischen Ferrari und Sauber einer- und dem Rest des Feldes andererseits größer, als diese Kleinigkeit auf den ersten, flüchtigen Blick vermuten lässt.

Die Italiener haben ihre Zeit vor allem bei Richtungswechseln geholt, und da fiel auf, wie sicher und wie eingeplanzt die Heckpartie auf der Strecke lag. Die Boliden lagen wie auf Schienen – eine beruhigte Straßenlage, die es so in der modernen Formel 1 mit ihren Ökohybridturbos schon lange nicht mehr gab.

Die technischen Hintergründe sind schnell erklärt: Die neuen Regeln besagen, dass die Heckflügel sich wieder über volle Wagenbreite erstrecken müssen. Das schafft Raum in der Breite für mehr Spielereien bei der Nutzung der Flügelfläche. Und die konvexen Zusatzelemente auf dem Italo-Frontspoiler verändern die Strömungsrichtung des Fahrtwindes so, dass er außen rum an den Vorderrädern vorbei geführt wird. Die klassisch getürmten konkaven Aufbauten dagegen zwirbeln den Luftstrom eher innen an den Vorderrädern vorbei – und füttern so mehr Luft unters Auto.

Ferrai setzt dagegen auf eine Umströmung der Karosserie, um die von vorn kommende Luft zum Heck zu führen – auf den sogenannten Coandă-Effekt, beim sich Luft an eine große Fläche schmiegt und dort quasi haften bleibend weiter strömt. Diesen Effekt hat natürlich jede Karosserie, wenn man ihn falsch einsetzt, provoziert man dadurch Auftrieb. Doch Ferrari und Sauber – lasst uns die beiden Wagen mal als ein Modell betrachten, in einem anderen Blog erkläre ich warum – nutzen die urigen Frontflügel noch zu einem weiteren Effekt: Sie fangen damit einen Teil jener Einbußen wieder auf, welche die von den neuen Regeln vorgeschriebene Verkleinerung der Bargeboards mit sich bringen.

Diese Segel an den beiden Flanken des Cockpits, vor den Lufteinlässen der Seitenkästen, sind 2019 kleiner und weiter vorn montiert. Das soll vermeiden, dass sie viel Luft in Strudel umwandeln können, die dann seitlich nach unten an die Kanten der Unterböden geleitet wird – und als Vortex diesen Unterboden gegen seitlich eindringende Luft abdichtet.

Das ist ein hochkompliziertes und nur schwer vorstellbares aerodynamisches Phänomen, das aber maßgeblich dazu beiträgt, dass ein Unterboden und ein Diffusor überhaupt funktioniert. Denn für deren Arbeit sind Seiten- und Scherwinde unter dem Wagen pures Gift.

Die verkleinerten Segel reduzieren diese seitliche Abdichtung, doch die konvexen Zusatzflügel sorgen genau dafür, dass eben doch wieder genug Luft an die Flanken kommt, um dort zu Strudeln verwirbelt zu werden. Dass von der Fahrzeugmitte her weniger Luft unter den Wagen strömt, machen die Italiener dadurch wett, dass das Heck bei seiner Bodenfreiheit viel weiter nach oben ragt als bei anderen Modellen. Dieser Anstellwinkel, Rake genannt, sorgt dafür, dass die Ströme unterm Auto nach hinten stark beschleunigt werden, sodass die Saugwirkung des Unterbodens trotz geringerern Luftmengen immer noch hoch genug ausfällt. Wie bei einem Huulbessen – also einem Staubsauger, für all' jene, die kein Plattdeutsch können.

Deswegen kann der Unterboden fast so frei arbeiten wie bei alten Bargeboards im Zusammenspiel mit den schmaleren Flügeln von 2018. Und jener Teil der Luft, der sich an die Karosserie schmiegt und sie im Coandă-Effekt umschmeichelt, trifft hinten auf den per Regeln neu platzierten Heckflügel. Der muss höher montiert werden. Und hinter ihm vermengen sich mehrere Luftströme: einer von unterm Auto kommend, einer von über der Heckhaube und einer von den Seitenkästen. Sie treffen alle in einer Unterdruckzone hinter dem Heckspoiler aufeinander, und wie sie sich dort vermengen – das bestimmt maßgeblich den hinteren Anpressdruck des ganzen Wagens.

Weil Ferrari vorn die Luft anders verteilt, kommt sie auch in anderen Proportionen hinten an – und sorgt für die erwähnte extreme Fahrstabilität bei Richtungswechsel und für ein Heck wie ein Pflug. Man könnte auch sagen: Mit dieser Luftführung hätte Sebastian Vettel sich einige seiner Dreher – notabene in Monza und Austin – erspart, weil die Aerodynamik die Lastwechsel durch jene Fahrmanöver, die Vettel vor den Pirouetten hinlegte, besser verkraftet hätte.

Dass Ferrari beim Frontflügeldesign und -konzept diesen Weg gegangen ist, hat andere Ingenieure mehr verblüfft, als sie vor Ort zugegeben haben. Aber es ist nicht so einfach, das einfach nachzubauen. Denn es ist eine Mär zu glauben, dass die Teams von heute auf morgen neue Wege beschreiten. Zwar kommen schon diese Woche reihenweise neue Teile zum Einsatz, bei Mercedes etwa ein ganz neuer Frontflügel, Unterboden und auch eine neue Affenschaukel über dem Getriebe – doch der Einsatz dieser Teile gehorcht einem klar strukturierten Entwicklungs- und Testfahrplan. Die Teams wissen jetzt schon, welche neuen Bauteile sie beim ersten Test während der Saison ausprobieren möchten. Zum Teil sind die sogar schon zur Fertigung in Auftrag gegeben. Mal eben so was umbauen, aufs Geratewohl oder auf den letzten Drücker – das ist Lagerfeuerromantik aus einer längst vergangenen Formel 1-Epoche.

Allerdings sieht man sehr wohl, dass die neue Front und deren Auswirkungen viele Ingenieuren noch ratlos stimmt. Die vielbeschworene Übertragbarkeit der Simulationsergebnisse aus dem Windkanal und den Computerprogrammen – die Korrelation – muss genau überprüft werden. Deswegen kommen auch so viele Autos so komisch neongrün daher.

Dieser Flow Visualiser – besser bekannt als Flow-Vis oder Flow-Viz – ist eine schnelltrocknende Farbe, welche die Luftströme während der Fahrt sichtbar macht und verewigt. Der literweise Einsatz dieser Farbe in Katalonien spricht dafür, dass die Aerodynamiker noch im Trüben fischen – und dass die neuen Regeln einen größeren Einfluss auf das neue Kräfteverhältnis haben als im Winter vielfach angenommen.

Zumal noch ein weiteres Element dazu kommt: Der unbotmäßig hohe thermische Verschleiß der Reifen scheint zurück. Man muss mit der neuen Pneugeneration sehr genau aufpassen, nicht ins Rutschen zu kommen. Überhitzt das Gummi erstmal, muss man mindestens zwei Runden zurückhaltend fahren, damit die Reifen sich wieder erholen.

Auch dabei haben Ferrari und Sauber also einen Vorteil: Ihr spurtreues Heck neigt nicht zum Auskeilen, also schmieren die Hinterreifen auch nicht weg und bringen den Gummischmelz zum Überkochen.

Der Vorteil von Ferrari kann also durchaus so groß sein, dass die Roten in Melbourne so unschlagbar sind wie zuletzt die Brawn 2009 mit ihrem Doppeldiffusor.


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