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Teil 1: Die Aerodynamik
Das Grundprinzip: Wenig Luftwiderstand, viel Abtrieb
Aerodynamik - ein Zauberwort in allen Sportarten, in denen es um Geschwindigkeit geht, vor allem also auch in der Formel 1. Welches Gebiet umfasst der Begriff eigentlich? Aerodynamik beschäftigt sich mit dem Verhalten des Luftstromes rund um ein Objekt.
Möglich wenig Luftwiderstand bedeutet höhere Geschwindigkeit, ein schneller F1-Bolide muss also so gebaut sein, um dem Fahrtwind möglichste wenig Angriffsflächen zu bieten.
Das ist allerdings nur die eine Seite der Medaille. Ein Rennauto muss nicht nur auf den Geraden Höchstgeschwindigkeiten erreichen, es sollte auch über genügend Bodenhaftung verfügen, um in den Kurven möglichst schnell zu sein. Das führt zu einem zweiten, für die Formel 1 ganz wesentlichen Bereich der Aerodynamik, dem Abtrieb (downforce).
Front- und Heckflügel: Je kurviger die Strecke, desto steiler die Flügel
Produziert wird der Abtrieb zum einen durch die Front- und Heckflügel des Autos: der Flügel eines F1-Boliden funktioniert - vereinfacht ausgedrückt - wie ein umgedrehter Flugzeugflügel. Der schnellere Luftstrom an der Unterseite des Flügels erzeugt gegenüber dem langsameren an der Oberseite einen Unterdruck, der den Flügel - und damit das Auto - zu Boden presst.
Je steiler ein Flügel, desto größer der Anpressdruck, desto größer aber auch der Luftwiderstand - die Formel-1-Ingenieure sind daher immer damit beschäftigt, einen Kompromiss zu finden zwischen maximalem Abtrieb und minimalem Luftwiderstand.
Die Bedeutung der Downforce ist vor allem auf Strecken mit vielen Kurven sehr groß - Paradebeispiele sind Monaco oder der Hungaroring. Hier gilt das Motto: steile Flügel - viel Abtrieb. Das Gegenteil sind High-Speed-Strecken wie Monza: hier ist eine flache Flügeleinstellung gefragt, um auf den langen Geraden die maximale Geschwindigkeit zu erreichen.
Der "ground effect":
Colin Chapman hat als Erster seine enorme Bedeutung erkannt
Die Flügel sind für etwa zwei Drittel des Abtriebs verantwortlich, das restliche Drittel besorgt der sogenannte "ground-effect". Das Prinzip ist im Grunde dasselbe wie bei den Flügeln: die Luft unter dem Wagen strömt schneller als an der Oberseite. Es entsteht ein Vakkum, das Auto wird regelrecht an die Strecke gesaugt.
Während es Flügel in der F1 bereits seit 1968, wurde die Bedeutung des "ground effect" für den Abtrieb erst Ende der 70er-Jahre zum Thema. Als "ground effect"-Pionier darf Colin Chapman gelten: der Lotus 79 war in seiner Konstruktion (mit dem Unterboden in Form eines umgekehrten Flugzeugflügels bzw. Schürzen an den Seiten) als erstes F1-Auto ganz auf die Vorteile des "ground-effects" angelegt - und 1978 auch nahezu unschlagbar.
Adrian Newey: der Aerodynamik-Star der Gegenwart
Die Bedeutung der Aerodynamik für die heutigen F1-Boliden lässt sich vielleicht daran ermessen, dass für die Chassis der Erfolgsautos der 90er-Jahre (Williams und McLaren) ein Mann verantwortlich zeichnet, der gemeinhin als Aerodynamik-Genie der Gegenwart gilt: Adrian Newey.
Seine ersten großen Erfolge feiert Newey allerdings nicht in der F1, sondern im Mekka des US-Motorsport, Indianapolis: zwischen 1985 und 1987 ist der Brite Chefdesigner des March-Indycar-Projekts und schafft den Hattrick - drei Siege en suite.
1988 das F1-Debüt mit March, Rang sechs in der Konstrukteurs-WM ist angesichts des motorisch ziemlich schwächlichen Autos ein toller Erfolg. 1990 schließlich der Wechsel zu Williams, Newey trägt zu den WM-Titel ´92, ´93, ´96 und ´97 ganz entscheidend bei.
McLaren, seit ´91 ohne Titel, wirbt Ende ´97 dem Williams-Team seinen Aerodynamik-Guru ab, und siehe da: der Erfolg stellt sich sofort ein: Mika Hakkinen holt in den folgenden beiden Jahren den Titel.
Newey´s Status im Jahre 2000 illustriert wohl am besten Heinz-Harald Frentzen´s Antwort auf die Frage, wie die F1 ausgeglichener gestaltet werden könnte: "Schickt Newey in Rente!"
2001: durch Reglement-Änderungen soll die Bedeutung der Aero-dynamik zurückgehen
In den letzten Jahren hat die perfektionierte Aerodynamik unter anderem dazu geführt, dass Überholvorgänge in der F1 immer seltener wurden.
Der noch in den 70er- und 80er-Jahren genutzte klassische Vorteil des Windschattenfahrens (verminderter Luftwiderstand) wurde - je mehr sich die Bedeutung der Aerodynamik für den Grip erhöhte - durch die Nachteile für den Hinterherfahrenden (weniger Abtrieb, "dirty air") mehr als aufgehoben.
Für die Saison 2001 hat die FIA daher das Reglement dahingehend geändert, dass zum einen der Frontflügel um 50 mm höher gesetzt werden muss, zum anderen der Heckflügel nur noch aus drei Teilen bestehen darf.
Erhoffte Auswirkung: die Bedeutung der Aerodynamik für die Performance des Autos geht etwas zurück, Windschattenfahren wird wieder eher möglich, es sollte wieder mehr Überholmanöver zu sehen geben.
2003: die F1-Autos verhalten sich im Windschatten immer noch instabil...
Die Regeländerungen brachten nicht den gewünschten Erfolg - die Autos verhalten sich im Windschatten immer noch instabil, da die Boliden zu sehr von der anströmenden Luft abhängig sind. Bei Flügelbrüchen kam es immer wieder auch zu haarsträubenden Unfällen.
Ferrari dominierte die Jahre 2001 und 2002 und etablierte sich auch als neuer Maßstab in punkto Strömungslehre. Die Boliden der Generation 2003 sind fast alle Kopien des erfolgreichen Ferrari F2002.
Die Aerodynamik scheint ausgereizt zu sein, Neuerungen finden nur mehr im Detail statt. Hoffnungsschimmer: McLaren rutschte auf Platz 3 der Konstrukteurswertung ab und gab Newey die Erlaubnis, sich beim ab dem GP von Spanien zum Einsatz kommenden McLaren-Mercedes MP4-18 weiter rauszulehnen. Man spricht von einem revolutionären Aerodynamik-Konzept, Newey selbst versprach, der MP4-18 werde "völlig anders als die Konkurrenzautos aussehen"...
