Der dominante Sieg von Max Verstappen beim Großen Preis von Japan zeigte, dass der Leistungseinbruch des F1 RB19 in Singapur eine Woche zuvor aufgrund der Strecken- und Fahrwerksabstimmung nur vorübergehend war.
Der Grand Prix von Singapur 2023 war das erste Mal seit 10 Rennen, dass Verstappen nicht gewann und Red Bull seit dem Großen Preis von Brasilien - der vorletzten Runde der F1 in der Saison 2022 - keinen Vertreter auf dem Podium hatte. Auf dem Marina Bay Circuit am 17. September wurde Verstappen Fünfter, während Teamkollege Sergio Perez Achter wurde, 21,441 Sekunden und 54,534 Sekunden hinter dem Sieger - Ferraris Carlos Sainz.
Verstappens RB19 auf dem Straßenkurs von Singapur am 17. September. Foto: AP
Doch während die F1-Welt auf einen Wendepunkt wartete, stellte Red Bull mit Verstappens überzeugendem Sieg beim Großen Preis von Japan am vergangenen Wochenende sofort die Ordnung wieder her. Auf der Strecke von Suzuka demonstrierte der amtierende F1-Champion die überwältigende Leistung des RB19 und kam mit einem Vorsprung von 19,387 Sekunden vor dem zweitplatzierten McLaren-Fahrer Lando Norris als Erster ins Ziel.
Der plötzliche Rückgang von Red Bull in Singapur und das anschließende spektakuläre Comeback kurz darauf in Suzuka zeigten, wie empfindlich die F1-Rennwagen auf den Abstimmungsprozess des Fahrzeugs reagieren, insbesondere auf die Parameter für die Chassishöhe. Heutige Autos machen sich den „Bodeneffekt“ zunutze, der einen großen Anteil des gesamten Abtriebs ausmacht, indem er den tiefsten Punkt des Fahrzeugbodens so nah wie möglich an den Boden absenkt.
Die Bodenfreiheit, wenn sich das Auto in der Garage befindet, entspricht nicht der tatsächlichen Bodenfreiheit, wenn das Auto auf der Strecke fährt. Der Abtrieb eines Fahrzeugs ist im Allgemeinen proportional zur Geschwindigkeit. Bei zunehmender Geschwindigkeit und zunehmendem Abtrieb wird die Federung des Fahrzeugs nach unten komprimiert und bei abnehmender Geschwindigkeit entspannt sie sich. Theoretisch würden die Ingenieure die Fahrhöhe so niedrig wie möglich einstellen, um den Abtrieb zu maximieren. Für jede unterschiedliche Strecke gelten jedoch unterschiedliche Grenzwerte hinsichtlich der realistisch erreichbaren Tiefe, abhängig von der jeweiligen Streckengestaltung.
Auch hinsichtlich der Fahrhöhe gibt es eine wesentliche Einschränkung, nämlich die Regulierung der Unterbodenverkleidung. Die Regel, die verhindern soll, dass die Teams gefährlich niedrige Bodenfreiheiten einstellen, wurde als Teil einer Sicherheitsrevolution in der Formel 1 nach Ayrton Sennas tödlichem Unfall im Jahr 1994 eingeführt.
Gemäß den geltenden technischen Vorschriften muss die Dicke des Chassisblechs bei senkrechter Messung 10 ± 0,2 mm betragen. Aufgrund der Abnutzung während des Wettkampfs beträgt die Mindestdicke des Bretts am Ende des Rennens 9 mm. Für die meisten Teams hat die Steuerung mit dem Begrenzungsbrett in der Regel keinen Einfluss auf ihre Mindestbodenfreiheit, da bei deren Unterschreitung bereits ohne Begrenzungsbrett das nachteilige aerodynamische Phänomen des „Porpoising“ auftritt.
Skizze des F1-Autochassis von unten gesehen.
Das „Porpoising“-Phänomen ist ein aerodynamisches Phänomen, das bei F1-Fahrzeugen auftritt, wenn der auf dem Venturi-Tunneleffekt basierende „Bodeneffekt“ einsetzt. Dementsprechend wird bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit der Luftstrom mit hoher Geschwindigkeit unter das Chassis gesaugt und erzeugt einen Unterdruckbereich, der zur Erhöhung des Abtriebs beiträgt.
Das Problem besteht darin, dass das Fahrgestell eines Autos bei höherer Geschwindigkeit tendenziell an Höhe verliert. Wenn die Fahrhöhe auf ein bestimmtes Niveau reduziert wird, staut sich der Luftstrom und stagniert. Das bedeutet, dass der Abtrieb, der durch das Heruntersaugen der Luft im Niederdruckbereich entsteht, plötzlich reduziert wird. Zu diesem Zeitpunkt neigt das Fahrgestell dazu, sich vom Boden zu entfernen. Wenn das Fahrgestell jedoch weit genug vom Boden entfernt ist, strömt die Luft erneut ein und das Auto wird erneut nach unten gedrückt, und der Vorgang wiederholt sich. Das Phänomen, das auftritt, wenn die Kompressionskraft aufgrund des Luftstroms unter dem Auto nicht kontrolliert werden kann, wird von Rennfahrern scherzhaft als „Delfin-Effekt“ bezeichnet.
Zu Beginn der F1-Saison 2023 änderte der Internationale Automobilverband (FIA) das Reglement, indem er die Mindesthöhe gemessen von der Bodenkante auf 15 mm erhöhte, nachdem sich Fahrer darüber beschwert hatten, dass das „Porposing“-Phänomen zu groß und unsicher sei. Damals beschwerte sich Lewis Hamilton, dass er beim Einfahren in Hochgeschwindigkeitskurven auf der Rennstrecke von Baku in Aserbaidschan das Auto nicht kontrollieren könne. Durch die Erhöhung der Fahrgestellhöhe verringerte sich der Abtrieb bei Autos, insbesondere bei Mercedes, erheblich.
Aber die Leistung des RB19 von Red Bull unterscheidet sich von der seiner Konkurrenten . Ein Teil des aerodynamischen Vorteils des RB19 resultiert aus der vollen Ausnutzung des Venturi-Effekts mit einem Aufhängungsdesign, das es dem RB19 ermöglicht, mit einer geringeren Bodenfreiheit als seine Konkurrenten zu fahren, während gleichzeitig ein stabiler Luftstrom unter dem Auto gewährleistet bleibt und ein „Porpoising“ vermieden wird.
Im belgischen Spa-Francorchamps, wo die Kombination aus hoher Geschwindigkeit und Abtrieb in der Eau Rouge-Kurve am größten ist, müssen die Teams ihre Autos häufig höher einstellen als gewöhnlich. Red Bull musste Max Verstappen und Sergio Perez anweisen, an den Risikobereichen langsamer zu fahren, damit die Unterbodenverkleidung nicht zu stark den Boden berührte. Auf diese Weise konnten sie die Bodenfreiheit des RB19 relativ niedrig halten und so für den Rest des Rennens eine gute Leistung zeigen.
Neues Bodendesign des RB19 in Suzuka. Foto: F1.com
Auf den Straßenkursen von Baku und Monaco – wo die Bodenfreiheit der Autos aufgrund der unebenen Straßenoberfläche relativ hoch sein muss – wird der Vorsprung von Red Bull gegenüber der Konkurrenz geringer ausfallen als auf anderen Rennstrecken. Auf allen Strecken, die eine große Bodenfreiheit erfordern, wirkt sich dies auf die Leistung des RB19 aus. Auf Strecken mit vielen kurzen Kurven – wie etwa bei den meisten Straßenrennen – wird es für den Red Bull schwierig, da der RB19 aufgrund der Überhitzung der Vorderreifen im Nachteil ist. So verlor Red Bull in Baku den Startplatz an Ferrari und in Monaco konnte Verstappen Fernando Alonso im Qualifying nur knapp besiegen.
Bei der Ankunft in Singapur – dem härtesten Straßenrennen im Programm – war Red Bull aufgrund der hohen Temperaturen und der holprigen Fahrbahn gezwungen, das Auto mit einer weicheren Federung als üblich abzustimmen, um Nachteile zu vermeiden. Darüber hinaus schadete die Verwendung eines neuen Boden- und Diffusordesigns – das nicht speziell für eine Rennstrecke wie Singapur entwickelt wurde – dem RB19 weiter.
Bei Tests vor dem Großen Preis von Singapur stellte sich heraus, dass die weichere Federung mit der neuen höheren Fahrhöheneinstellung nicht kompatibel war, was zu einer schlechten Leistung des RB19 führte. Um außerdem die neue Bodengruppe als Ursache ausschließen zu können, kehrte Red Bull zur alten Bodengruppe zurück und versteifte gleichzeitig die Aufhängung. Mit diesen beiden großen Änderungen lag der RB19 beim nächsten Training am Tag vor dem Hauptrennen immer noch 0,3 Sekunden hinter dem Ferrari.
Um im Qualifying Boden gutzumachen, entschied sich Red Bull zu weiteren Änderungen, darunter einer Verringerung der Fahrhöhe. Die Änderungen erwiesen sich als katastrophal und führten dazu, dass sich beide Red-Bull-Fahrer zum ersten Mal seit dem Großen Preis von Russland 2018 nicht für den dritten Platz qualifizierten.
Red Bull scheint mehr Abtrieb zu verlieren als die anderen Autos, da die Bodenfreiheit zur Anpassung an die Eigenschaften der Strecke erhöht werden muss. Nur wenige Tage nach dem Großen Preis von Singapur in Suzuka, einer typischen Strecke mit einer viel flacheren Oberfläche, wurden die Probleme von Red Bull schnell gelöst und der RB19 kehrte sofort zu seiner gewohnten Form zurück.
Beim ersten Test in Suzuka führte Red Bull einen Vergleichstest zwischen zwei Bodendesigns durch. Perez testete mit demselben Bodenblech, das beim offiziellen Rennen in Singapur verwendet wurde, und Verstappen verwendete das neue Bodenblech, das nach den ersten beiden Tests in Singapur vorübergehend entfernt wurde. Mit diesem Test wollte Red Bull bestätigen, dass der neue Boden kein Problem darstellte und nicht die Ursache für die schlechte Leistung des RB19 in Singapur war.
Verstappen gewann das Rennen in Suzuka am 24. September. Foto: Red Bull
Mit dem neuen Auto verschaffte sich Verstappen bereits bei der ersten Testsession in Suzuka schnell einen Vorsprung gegenüber seinem Teamkollegen. Also wurde für den Rest des Großen Preises von Japan auch der neue Boden in Perez‘ RB19 eingebaut. Der Mexikaner erreichte sofort deutlich höhere Geschwindigkeiten als mit dem alten Trittbrett. Diese Tatsache bestätigt, dass der Leistungsabfall des RB19 in Singapur nur vorübergehend ist und mit den Besonderheiten des Straßenrennens zusammenhängt, während seine eigentliche Stärke auf populären Rennstrecken erhalten bleibt.
Die Leistung des RB19 in Suzuka bewies auch, dass die kurz vor dem Großen Preis von Singapur herausgegebenen technischen Richtlinien TD18 und TD34 die Stärke von Red Bull nicht verringerten, sondern lediglich mit einem Streckentyp zusammenfielen, der für den RB19 nicht geeignet war.
Minh Phuong
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