Formel-1-Technik 2021: Warum die Änderungen Mercedes härter treffen

(Motorsport-Total.com) - Mercedes hat bestätigt, dass das Konzept des flacheren Anstellwinkels härter von den Einschnitten an der Aerodynamik in der Saison 2021 getroffen wurde. Das verleiht dem potenziellen Titelkampf gegen Red Bull eine neue interessante Dynamik.

Denn Mercedes und Red Bull unterscheiden sich grundsätzlich in der Design-Philosophie ihrer Autos und bilden die beiden konträr entgegengesetzten Extreme in Sachen Anstellwinkel. Es wird daher faszinierend zu sehen sein, wie die amtierenden Weltmeister diesen Rückschlag verkraften werden.

Mercedes hofft darauf, den verloren gegangenen Abtrieb am Unterboden und Diffusor schnellstmöglich wieder zurückzugewinnen. Schauen wir uns genauer an, warum jene Teams, die auf ein flacher angestelltes Auto setzen, durch die Regeländerungen härter getroffen wurden.

Erklärt: Was ist der Anstellwinkel?

Die Bezeichnung "Rake" wird in der Fachsprache der Formel 1 dafür benutzt, um zu beschreiben, wie sehr ein Bolide angestellt ist - also wie sehr das Heck im Vergleich zur Front in die Höhe ragt und dadurch mehr oder weniger Raum unter dem Unterboden entsteht.

Der Anstellwinkel wird besonders mit den Red-Bull-Autos seit 2009 assoziiert. Denn die Bullen rund um Stardesigner Adrian Newey setzen seit Jahren auf ein besonders steil angestelltes Heck. Diese Philosophie wurde mehr und mehr von der Konkurrenz übernommen.

Denn es ist weitgehend anerkannt, dass ein Auto mit steilerem Anstellwinkel wenn die Bedingungen passen in der Lage ist, mehr Abtrieb durch den Unterboden und den Diffusor zu erzeugen als eines mit flacherem Rake. Das hat mit dem zusätzlichen Volumen zu tun, das zwischen der Unterseite des Unterbodens und der Fahrbahn generiert wird.

Vereinfacht ausgedrückt, vergrößert Red Bulls steileres Rake potenziell das Volumen seines Diffusors aufgrund der erhöhten Bodenfreiheit. Einen ganz anderen Weg hat Mercedes vor einigen Jahren eingeschlagen, mit einem flacheren Anstellwinkel, der mit dem längeren Radstand zusammenhängt.

Dadurch erzeugt das Team mehr Fläche am Unterboden, die das Volumen im Bereich vor dem Diffusor erzeugt. Kann man diese Luft allerdings an den Enden des Unterbodens nicht effektiv versiegeln, verliert man potenziell Abtrieb, wodurch stattdessen unerwünschte Nebenwirkungen auftreten können.

Als die Formel 1 neue Unterboden-Regeln für 2021 verkündet hat - unter anderem wurde eine dreieckige Fläche vor den Hinterrädern ausgeschnitten - lautete die erste Vermutung in Expertenkreisen, dass steiler angestellte Autos, wie auch der Red Bull, mehr darunter leiden könnten.

Welche Änderung Mercedes besonders schmerzt

Jedoch haben sich die Teams in die geänderten Vorschriften schnell eingearbeitet und ihre Boliden adaptiert. Dabei wurde auch klar, dass sich der Fokus der Änderungen auf die vielen Schlitze und Ausbuchtungen am Unterboden verschieben würde, die ebenso beschränkt wurden.

Das scheint die Fähigkeit von Mercedes, die Seiten des Unterbodens ordentlich abdichten zu können, zu behindern. Denn ausgerechnet die Löcher und Schlitze scheinen dazu beigetragen zu haben, dass der Unterboden zu einer Art Verlängerung des Diffusors wurde.

Dieser Verlust scheint Mercedes besonders zu schmerzen. Und während manche meinen mögen, das Team könnte das Problem einfach dadurch lösen, indem das Heck des Autos angehoben wird, um den Effekt des Diffusors zu verstärken, dann muss man diesem Vorschlag entgegenhalten: Formel-1-Design ist so simpel nicht.

Das gesamte Aerodynamik-Konzept des Mercedes-Boliden, und die Form und das Design der Radaufhängung, sind auf einen flachen Anstellwinkel ausgelegt. Das Heck nun einfach anzuheben, würde nur noch mehr Probleme am W12 verursachen.

So viel Einfluss haben die Pirelli-Reifen

Doch nicht nur das Konzept des flacheren Anstellwinkels scheint Mercedes zu schaden, sondern auch die Änderungen, die Pirelli an den neuen Reifen vorgenommen hat. Der Hersteller hat die Pneus für die Saison 2021 überarbeitet, damit die Gummis die gestiegenen Lasten eher ertragen. Außerdem wird der Konzern niedrigere Drücke vorschreiben.

Waren beim Grand Prix von Bahrain 2020 etwa noch 22,5 (vorne) respektive 21,0 psi (hinten) vorgeschrieben, sind es dieses Jahr nur noch 21,0 und 19,0. Möglich machen das die neuen Reifen, die haltbarer als ihre Vorgänger sind.

Das ist entscheidend, denn es bedeutet, dass sich die Teams nicht nur auf neue Regeln konzentrieren, sondern auch mit einer überarbeiteten Reifenkonstruktion umgehen müssen. Das erhöht die aerodynamische Herausforderung erheblich, da sie nun eine relativ unbekannte Variable inmitten all der anderen technischen Änderungen haben.

Dies ist ein Kampf, den Aerodynamiker schon seit Jahrzehnten führen, der aber in letzter Zeit in den Mittelpunkt gerückt zu sein scheint, da die Teams mit winzigen Optimierungen Gewinne erzielen. Dabei darf nicht nur auf die Hinterreifen geschaut werden.

Auch die Vorderreifen müssen in Betracht gezogen werden, da eine andere Verformungscharakteristik hierbei bedeutet, dass jede Strömungsstruktur, die zur Bewältigung der von ihr erzeugten Turbulenzen geschaffen wird, auch darauf abgestimmt werden muss, um die Performance zu erhalten.

Die Teams müssen also nicht nur Anpassungen an jenen Teilen, die direkt von den Regeländerungen betroffen sind, vornehmen, sondern so ziemlich an der gesamten aerodynamischen Oberfläche der Autos, da sie die Luftflüsse neu verbinden müssen, die vom Reglement und den neuen Reifen unterbrochen wurden.

Für Mercedes hat das bislang bedeutet, aerodynamisch an allen Ecken und Enden entgegenzusteuern - von der Front, dem Mittelteil bis zum Heck des Autos.