Formel 1: Die Aerodynamik beim Formel 1 GP Spanien
Am kommenden Wochenende beginnt die Europasaison der Formel 1 mit dem fünften Rennwochenende des Jahres auf dem Circuit de Barcelona-Catalunya
Was macht Barcelona zu einer Referenzstrecke für die Aerodynamik?
Der Circuit de Barcelona-Catalunya weist eine gute Mischung aus verschiedenen Streckencharakteristiken auf. Dazu gehören langsame, mittelschnelle und schnelle Kurven sowie zwei Geraden mit Geschwindigkeiten von mehr als 300 km/h. Dieser Verlauf macht den Kurs zu einer guten Referenz, da die Teams darauf lernen, wie ihr Auto sich bei vielen unterschiedlichen Situationen verhält, wie gut die Balance ist und wie das Auto mit den Reifen umgeht. Eine weitere Rolle spielt die lange Testgeschichte in Barcelona, da die Teams die Strecke gut kennen und ihre Erkenntnisse in Spanien auf andere Strecken übertragen können. In diesem Jahr stellt dies jedoch eine kleine Herausforderung dar, da die Wetterbedingungen bei den Wintertestfahrten ungewöhnlich kalt waren. Eine weitere Herausforderung ist, dass die Strecke über den Winter neu asphaltiert wurde und nun einen viel glatteren Asphalt aufweist. Dadurch fallen Vergleiche mit früheren Jahren viel schwerer.
Warum ist das Überholen in Barcelona so schwierig?
Die beste Überholstelle bietet sich am Ende der Zielgeraden in Kurve eins. Allerdings gilt es dabei zu beachten, dass die schnelle Kurve (Kurve 16), die auf die Zielgerade führt, aerodynamisch kritisch ist. Das hinterherfahrende Auto velriert dort viel Abtrieb und dadurch auch verhältnismäßig viel Grip im Vergleich zum Vordermann verliert. Dadurch ist es schwierig, nach Kurve 16 nah an das vorherfahrende Auto heranzukommen. Entsprechend sinken die Überholchancen auf der 1.047 Meter langen Geraden. Aber selbst wenn ein Auto auf der Geraden neben ein anderes fahren kann, gibt es in der ersten Kurve keine klare zweite Linie, auf der es angreifen könnte. Ähnlich verhält es sich auf der kürzeren Gegengeraden. Obwohl die Kurve nach der Geraden (Kurve 10) langsam durchfahren wird, muss beachtet werden, dass davor die schnelle Kurve 9 liegt. Dadurch ist es für das hinterherfahrende Auto sehr schwierig, dem Vordermann zu folgen und auf der Geraden zu attackieren.
Liegt es an den Autos oder dem Streckenverlauf, dass das Überholen so schwierig ist?
An beiden. Es ist grundsätzlich schwierig, hinter einem Formel 1-Auto herzufahren, da dieses so viel Abtrieb erzeugt. Die Wirbel, die ein Auto erzeugt, nehmen mit dem vorhandenen Luftwiderstand zu. Das führt zu einem anteiligen Verlust an Staudruck (die Luftgeschwindigkeit, die auf das hintere Auto trifft), der wiederum zu einem Verlust an Downforce beim hinterherfahrenden Fahrzeug führt. Die Menge an Downforce, die das hintere Auto verliert, verhält sich proportional zum Verlust an Staudruck sowie dem Gesamtabtrieb des Fahrzeugs. Vereinfacht ausgedrückt bedeutet dies: Je mehr Abtrieb die Autos haben, desto mehr verlieren sie. Auf einer Geraden führt dies zu einem größeren Windschatten, wodurch ein Auto einfacher neben das vorausfahrende Auto ziehen kann. In einer mittelschnellen oder schnellen Kurve bedeutet es jedoch, dass das hintere Auto an Abtrieb und damit an Grip verliert. Auf einer Strecke wie in Baku, mit einer sehr langen Geraden und einer relativ langsamen ersten Kurve, fällt das Überholen dann verhältnismäßig unkompliziert aus. Die speziellen Streckencharakteristiken in Barcelona erschweren das Überholen hingegen.
Welchen Einfluss hat das DRS?
Das „Drag Reduction System“ (DRS) hat einen enormen Einfluss auf das Überholen. Die Autos haben dadurch noch viel Abtrieb in der Kurve, verlieren aber auch viel Luftwiderstand auf der Geraden. Das bringt dem hinteren Auto zwei Vorteile, da es sowohl vom Windschatten als auch der Tatsache profitiert, dass es auf der Geraden einen Teil des eigenen Luftwiderstands verliert, was wiederum zu einer besseren Beschleunigung und einer höheren Endgeschwindigkeit führt. Auf einer Strecke wie in Barcelona ist das DRS sehr wichtig für das Überholen, da es einige der Schwierigkeiten aufwiegen kann, die der Streckenverlauf bei Überholmanövern hervorruft.
In der Saison 2019 wird es Änderungen am Aerodynamik-Reglement geben. Dazu gehören ein vereinfachter Frontflügel, eine vereinfachte Kühlbelüftung an den Vorderradbremsen und ein breiterer und tieferer Heckflügel. Welchen Einfluss werden diese Veränderungen haben?
Die Veränderungen sollen das Überholen vereinfachen. Zu diesem frühen Zeitpunkt ist es schwer zu sagen, wie groß die Auswirkungen auf die Überholmanöver und die Basis-Performance des Autos sein werden. Die größte Herausforderung stellen die Veränderungen am Frontflügel sowie der Bremsbelüftung dar. Die Luft fließt mit unter Schallgeschwindigkeit, weshalb die vorherrschenden Gleichungen eine elliptische Natur besitzen. Das bedeutet, dass nicht nur die Front des Fahrzeugs Einfluss auf das Heck hat, sondern auch das Heck die Front beeinflusst. Der Frontflügel gibt jedoch den Luftfluss für den Rest des Autos vor. Entsprechend wird es für die Performance des Fahrzeugs am wichtigsten sein, den Frontflügel aerodynamisch richtig hinzubekommen. Sobald dies gelöst ist, kann der Rest des Autos optimiert werden.
