Formel-1-Technik: Warum die Seitenkästen die neuen Schürzen sind

Formel-1-Technik: Warum die Seitenkästen die neuen Schürzen sind

 

 

Es hat nur etwas mehr als ein Jahr gedauert, bis sich alle Formel-1-Teams auf das gleiche Design der Seitenkästen eingelassen haben. Als letzter Rennstall hat Ferrari seine eigene Lösung zugunsten einer “Rampen”-Konstruktion verändert. Denn das sogenannte “Downwash”-Konzept (zu Deutsch: “Abwind”) verspricht eine deutlich bessere Leistung als andere Bauweisen.  Giorgio Piola Der Seitenkasten am Aston Martin AMR23 in der Formel-1-Saison 2023

Laut McLaren-Teamchef Andrea Stella geht es dabei aber nicht in erster Linie um den Luftstrom, der über die Seitenkästen nach hinten zum Heck des Fahrzeugs abgeleitet wird. Entscheidender sei vielmehr, wie die Form der Seitenkästen mit dem Unterboden des Rennautos interagiere, so betont er. Und Stella verweist explizit auf die vorherige Turbo-Ära in der Formel 1 in den 1980er-Jahren. Konkret nach dem Downwash-Prinzip befragt, sagt Stella: “Ich würde sagen, es dreht sich nicht nur um den eigentlichen Downwash, sondern auch um breit angelegte Seitenkästen. Dieses Konzept passt ganz hervorragend zum Unterboden. Denn um es einfach zu formulieren: Die Seitenkästen verhalten sich ein bisschen wie kleine Schürzen.”

Was in den 1980er-Jahren erlaubt war, geht heute nicht mehr “Aerodynamisch helfen die breiten Seitenkästen dabei, dass der Unterboden sich an der Fahrbahn festsaugt. Und das ist eine Herangehensweise, ohne die es nicht zu gehen scheint, wenn man die Unterboden-Leistung maximal ausschöpfen und möglichst viel Abtrieb generieren will. Das zeigt sich auch ganz klar darin, dass alle Teams in diese Richtung arbeiten.” In der ersten Turbo-Ära der Formel 1 versuchten die Teams, den Unterboden mit seitlichen Schürzen nach außen “abzudichten”, sodass unter dem Fahrzeug ein Unterdruck entstehen konnte. Das hat die Autos wesentlich schneller gemacht.
Unter den aktuellen Formel-1-Regeln sind solche Schürzen nicht erlaubt, was unter anderem an der vorgegebenen Mindesthöhe für den Unterboden liegt. Aber: Die grundlegende Theorie, was mit der Luft unter dem Auto passiert, ist immer noch die gleiche wie vor gut 40 Jahren. So funktionieren die neuen “Schürzen” in der Formel 1 Die breit angelegten Seitenkästen der aktuellen Formel-1-Autos verstehen sich also als eine Maßnahme, um die bei den Vorderrädern entstehenden Luftverwirbelungen zu glätten. Sie erfüllen sozusagen die Funktion der sogenannten Barge-Boards, die es bis 2021 an den Rennwagen gab. Unter dem seit 2022 gültigen Technischen Reglement ist der Design-Spielraum jedoch erheblich eingeschränkt. Die weitere Form der Seitenkästen interagiert mit der Außenkante des Unterbodens und hat auch einen Einfluss auf die an den Hinterrädern entstehenden Luftverwirbelungen. Letzteres ist entscheidend für eine gute und möglichst störungsfreie Anströmung des Diffusors unter dem Heckflügel. Natürlich sind die aktuellen Ansätze nicht so effektiv wie einige der extremen Lösungen aus den 1980er-Jahren. Doch in der aktuellen Formel 1 mit ihren geringen Abständen zwischen den einzelnen Teams können schon Kleinigkeiten einen großen Unterschied ausmachen. Wie Ferrari seinen SF-23 umgebaut hat Das hat nun auch Ferrari erkannt: Im Windkanal hat das italienische Traditionsteam festgestellt, dass der Downwash-Ansatz einen Leistungszugewinn für den SF-23 verspricht.  Giorgio Piola Vergleich: Ferrari SF-23 aus der Formel-1-Saison 2023 vor und nach dem Barcelona-Update

Aber: Unter dem Finanziellen Reglement der Formel 1 stehen einem Rennstall pro Saison nur begrenzte Ressourcen zur Verfügung. Es braucht deshalb eine gewisse Zeit, bis eine neue Lösung so weit entwickelt ist, dass sie auf der Strecke einen Vorteil darstellt. Oder wie es Jock Clear als Ferrari-Chefingenieur formuliert: “Wir kopieren niemanden. Wir schauen uns nur an, was die anderen Teams tun. Dann gehen wir zurück in den Windkanal und probieren aus, ob das funktioniert.” “Jetzt sehen wir [die Downwash-Seitenkästen] auch an unserem Auto, weil sie funktionieren. Aber da lassen wir uns einfach von der Wissenschaft leiten.” “Das ist ja das Schöne an der Aerodynamik und an der Formel 1 allgemein: Jeder Tag ist anders. Jedes Jahr ist anders. Und jedes Auto ist anders. Deshalb beschäftigt man sich damit, in meinem Fall seit 30 Jahren. Und wir lernen immer noch dazu. Es gibt schließlich eine Million unterschiedliche Wege, ein Problem zu lösen. Und alle diese Ansätze kann man gar nicht abdecken.” Ferrari und Mercedes geben eigene Designs auf Unter der Budgetobergrenze sind die Formel-1-Teams bei ihrem Design zu Kompromissen gezwungen. Das trifft Ferrari genauso wie Mercedes, das ebenfalls von seinem eigentlichen Seitenkasten-Konzept abgerückt ist und den “Zero-Pod”-Ansatz aufgegeben hat. Denn sowohl Ferrari als auch Mercedes hatten unter dem aktuellen Reglement nicht den Spielraum, um ein komplett neues Design zu entwerfen. Ein Beispiel: Die Lufteinlässe der Seitenkästen blieben bei Ferrari unverändert. Das Team musste lediglich die weitere Form der Seitenkästen anpassen und die neuen Seitenkästen auf den Unterboden abstimmen, weil die bisherige “Badewannen”-Lösung der Seitenkästen ohnehin schon sehr breit angelegt gewesen war.   Der Heckbereich des Ferrari SF-23 in der Formel-1-Saison 2023

Das bedeutet aber nicht, dass Ferrari hier nicht noch weitere Optimierungen vornehmen kann. Red Bull, Alpine, AlphaTauri und Aston Martin zeigen nämlich klar auf, dass weitaus aggressivere Modifizierungen an den Seitenkästen möglich sind. Ebenso deutlich ist: Teams wie Aston Martin und Williams, die schon 2022 technisch umgeschwenkt sind, haben für 2023 zusätzliche Umbauten zur weiteren Optimierung vorgenommen. Weitere Details zum Ferrari-Update in Barcelona Ferrari wird das für 2024 wahrscheinlich ähnlich machen. Aktuell aber ist es dem Team bereits gelungen, seine aerodynamische Leistung zu verbessern, indem es die Seitenkästen unterhalb des Lufteinlasses noch stärker tailliert hat. Das ist gut erkennbar anhand der “Blase”, die es jetzt braucht, um die seitliche Crashstruktur abzudecken. Auf der Oberseite der Seitenkästen ist die bisherige “Badewanne” einer Art “Regenrinne” gewichen, womit der Luftstrom ganz gezielt zum Downwash-Bereich hingeleitet wird. Auffällig daran ist aber: Ferrari hat in diesem hinteren Bereich der Seitenkästen auf eine Verbreiterung verzichtet und setzt weiterhin auf sich nach innen verjüngende Seitenkästen. Fotostrecke: Von Bahrain bis Miami: Die besten Technikbilder der Formel 1 2023 Bahrain: Alfa Romeo wendete in Bahrain eine Lösung an, die von Mercedes im Jahr 2022 eingeführt wurde. Die Schweizer wollten die Strömungsstrukturen im vorderen Teil des Fahrzeugs verfeinern und die Leistung im hinteren Teil verbessern. Das Blister-Design debütierte 2022 in Silverstone als Teil eines größeren Pakets.

Hier scheint es einen Zusammenhang damit zu geben, dass Ferrari bei der Motorhaube noch immer auf eine “Regalbrett”-Lösung verzichtet, wie sie einige Konkurrenten bereits verwenden. Stattdessen setzt Ferrari weiter auf eine hinten sehr kompakte Motorhaube am SF-23, um die hintere Kühlöffnung möglichst klein zu halten. Trotzdem ist es Ferrari mit dem Update wohl gelungen, die Gesamtleistung des Fahrzeugs zu verbessern und auch für eine optimierte Fahrbarkeit zu sorgen. Clear nennt es “den ersten Schritt” hin auf dem Weg, den Ferrari SF-23 schneller zu machen. Er sagt aber auch: “Das bringt uns keine halbe Sekunde oder sieben Zehntel ein. Wir reden hier höchstens von zwei, drei Zehntelsekunden. Positiv ist allerdings, dass sich diese zwei Zehntel in Barcelona eingestellt haben, also auf einer Strecke, die Schwächen eines Autos schonungslos offenlegt. In Barcelona kannst du dich nämlich nicht verstecken.”

 
Formel1.de 

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