Leichtbau und Aerodynamik für die Formel 1

ebm-papst und Mercedes AMG Petronas setzen auf Leichtigkeit

| Redakteur: Susanne Reinshagen

Der brandneue F1 W08 EQ Power+.
Der brandneue F1 W08 EQ Power+. (Bild: Mercedes Benz AMG Petronas Motorsport)

Leichte Werkstoffe und aerodynamisches Fahrverhalten sind entscheidende Faktoren für den Erfolg im Formel 1 Zirkus. Aufgrund des neuen Reglements für die Saison 2017 könnten die Rennboliden die schnellsten der Geschichte des Formel 1 Sports werden. Mit dabei ist ebm-papst,weltweit agierenden Anbieter von Ventilatoren und Motoren. Das Unternehmen unterstützt den Rennstall mit seinem Fachwissen und sorgt für ein angenehmes Klima rund um den Rennbetrieb.

Damit es während der Formel 1 Saison rund läuft werden die Rennboliden in den Werkstätten der Rennställe immer wieder optimiert und an die neuen Reglemente angepasst. Im Zentrum der Entwicklungen stehen dabei die Aerodynamik und der Leichtbau.

Radikalkur bei de Aerodynamik

Der brandneue F1 W08 EQ Power+ von Mercedes Benz AMG Petronas wurde mit Blick auf die radikal veränderten Aerodynamikregeln für die Saison 2017 entwickelt und soll das Leistungspotenzial voll ausschöpfen. Durch das neue Regelwerk könnten die neuen Autos in diesem Jahr zu den schnellsten in der Geschichte des Sports werden. Gleichzeitig gibt es genügend Spielraum für Weiterentwicklungen während der Saison. Dabei wird erwartet, dass der Entwicklungsfortschritt zu den grössten in der Geschichte der Formel 1 gehören könnte.

Beim W08 ging es zurück zu den Grundprinzipien. Einige Teile entstanden bevor die Regeln final beschlossen waren. Umso wichtiger war es, rasch eine solide Basisstruktur zu erlangen. Gleichzeitig musste eine flexible, anpassbare Philosophie verfolgt werden, um grössere Entwicklungsschritte während der Saison zu ermöglichen. Angesichts dieser Tatsachen wurden nur 17% der Komponenten des W08 vom Vorgänger übernommen. Das Hauptaugenmerk des Teams lag darauf, das Auto unter dem neuen Aerodynamik-Reglement zu optimieren.

Dr. Bruno Lindl, Geschäftsführer Forschung und Entwicklung der ebm-papst Gruppe nimmt den neuen Rennboliden unter die Lupe.
Dr. Bruno Lindl, Geschäftsführer Forschung und Entwicklung der ebm-papst Gruppe nimmt den neuen Rennboliden unter die Lupe. (Bild: ebm-papst)

Der Mercedes-AMG F1 W08 EQ Power+, der neue Formel-1-Bolide von Mercedes-AMG Petronas Motorsport wartet mit deutlich sichtbaren Veränderungen auf, die das Strömungsverhalten optimieren. Dr. Bruno Lindl, Geschäftsführer Forschung und Entwicklung der ebm-papst Gruppe, passionierter Pilot und Aerodynamikexperte nimmt die Details unter die Lupe. Hier seine Analyse:

Ergänzendes zum Thema
 
ebm-papst sorgt für angenehmes Klima in den Rennboxen

Flacher, breiter und aggresiver

Aufgrund der neuen Regeln für die Saison 2017, sieht der W08 EQ Power+ schon auf den ersten Blick deutlich verändert aus: flacher, breiter und aggressiver. Dabei stechen der V-förmige Front-, der niedrigere Heckflügel mit der schlanken Zusatzfinne und die Bargeboards vor den Seitenkästen hervor.

Wenn man diese Merkmale aus aerodynamischer Sicht beurteilen möchte, muss man zum einen natürlich die generelle Funktion der strömungstechnischen Ausgestaltung betrachten. Aber zum anderen muss man sich bewusst machen, wie exakt sich diese von aussen überhaupt einschätzen lässt. Dafür müsste man sich die Ergebnisse der Simulationen und Messungen anschauen.

Das aerodynamische Grundprinzip

Der gebogene Frontflügel schafft höhere Toleranz gegen eigen- oder fremderzeugte Turbulenzen.
Der gebogene Frontflügel schafft höhere Toleranz gegen eigen- oder fremderzeugte Turbulenzen. (Bild: Mercedes-Benz Grand Prix Ltd)

Letztlich geht es auch beim W08 EQ Power+ darum, den Luftwiderstand des gesamten Fahrzeugs möglichst zu verringern, die Leistung des Motors optimal auf die Strasse zu bringen und dabei eine möglichst grosse Bodenhaftung sicherzustellen. Das Gewicht des Fahrzeugs allein reicht dafür bei den hohen Geschwindigkeiten nicht aus. Daher nutzen die Teams strömungsmechanische Bauteile, um ein Durchdrehen der Antriebsräder zu verhindern, beziehungsweise bei Lenkbewegungen die Querkräfte aufrecht zu erhalten. Diese Bauteile minimieren den Einfluss der Verwirbelungen von den eigenen Vorderrädern oder vom vorausfahrenden Fahrzeugen.

Die drei wichtigsten Bereiche des Fahrzeugs

Der W08 EQ Power+ ist flacher, daher liegt der Schwerpunkt tiefer. Das trägt zu einer deutlichen Verbesserung der Bodenhaftung bei, vor allem bei der Kurvenbeschleunigung. Die geometrische Auslegung des Boliden ist allerdings nur in seiner Gesamtheit zu verstehen: Das Fahrzeug wurde zielgerichtet entworfen. Die Form der Nase und des Frontflügels hat ebenso unmittelbare Auswirkungen auf die Strömung am Rest des W08 EQ Power+, wie die Reifen und das Chassis.

Generell ist die Hauptaufgabe des Frontflügels, eine höhere Toleranz gegen eigen- oder fremderzeugte Turbulenzen zu schaffen. Vorne wird so verhindert, dass Strömung unters Fahrzeug gerät und es anhebt – gerade bei Kurvenfahrten. Da es hier kaum Eigengewicht mitbringt, sind aerodynamische Lösungen besonders wichtig.

Der niedrigere Heckflügel mit der schlanken Zusatzfinne.
Der niedrigere Heckflügel mit der schlanken Zusatzfinne. (Bild: Mercedes-Benz Grand Prix Ltd)

Der Heckflügel dagegen sorgt für eine möglichst hohe Anpresskraft auf die Hinterachse, um die PS optimal auf die Strasse zu übersetzen. So unterstützt er das Gewicht des Motors.

Der Raum vor den Seitenkästen musste in den vergangenen Saisons frei bleiben. Nun findet sich beim W08 EQ Power+ ein mehrstufiges Bargeboard, auf dem sich weitere Luftleitbleche befinden. Diese strömungsmechanischen Bauteile verhindern massgeblich, dass Turbulenzen unter das Fahrzeug greifen können und verleihen ihm so noch mehr Stabilität.

Weiterentwicklung während der Saison

Die mehrstufigen Bargeboards, auf dem sich weitere Luftleitbleche befinden.
Die mehrstufigen Bargeboards, auf dem sich weitere Luftleitbleche befinden. (Bild: Mercedes-Benz Grand Prix Ltd)

Die Formel 1 steht niemals still und Mercedes-AMG Petronas Motorsport betont selbst, dass die Weiterentwicklung im weiteren Verlauf dieser Saison eine wichtigere Rolle für den Ausgang der Weltmeisterschaft spielt, als die in den vergangenen Jahren der Fall war. Das hängt mit den Regeländerungen zusammen. Die Teams können erst sicher sein, ob die Annahmen, die bei Entwicklung und Simulation getroffen wurden, auch in der Realität zutreffen, wenn das Fahrzeug auf der Strecke ist. In dieser Saison kommt aber ein Faktor erschwerend hinzu: Da das neue Reglement deutlich mehr Freiheiten erlaubt, lässt sich schwer einschätzen, wie die Turbulenzen aussehen, die vor dem Fahrzeug entstehen. Die Wirbelschleppe, die jedes Fahrzeug hinter sich herzieht, wird durch seine Formgebung definiert. Und darauf muss die Formgebung des W08 EQ Power+ angepasst werden.

"Als langjähriger Pilot weiss ich, dass zwischen Flugzeuglandungen immer drei Minuten vergehen sollten, da die Turbulenzen, die bei der Landung entstehen, für das nachfolgende Flugzeug extrem hinderlich sind und gefährlich werden können. Formel-1-Boliden müssen mit vergleichbaren Situationen aber klarkommen.“

Inhalt des Artikels:

Kommentare werden geladen....

Kommentar zu diesem Artikel abgeben

Der Kommentar wird durch einen Redakteur geprüft und in Kürze freigeschaltet.

Anonym mitdiskutieren oder einloggen Anmelden

Avatar
Zur Wahrung unserer Interessen speichern wir zusätzlich zu den o.g. Informationen die IP-Adresse. Dies dient ausschließlich dem Zweck, dass Sie als Urheber des Kommentars identifiziert werden können. Rechtliche Grundlage ist die Wahrung berechtigter Interessen gem. Art 6 Abs 1 lit. f) DSGVO.
  1. Avatar
    Avatar
    Bearbeitet von am
    Bearbeitet von am
    1. Avatar
      Avatar
      Bearbeitet von am
      Bearbeitet von am

Kommentare werden geladen....

Kommentar melden

Melden Sie diesen Kommentar, wenn dieser nicht den Richtlinien entspricht.

Kommentar Freigeben

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Freigabe entfernen

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de/ (ID: 44710210 / Werkstofftechnik)