11 F1-Tech-Themen, auf die Sie in der Startsaison 2023 achten sollten

Da die Einführungssaison der Formel 1 (Autos) vor der Tür steht, sind alle gespannt auf die Designtrends, die sich für die zweite Generation der wiederbelebten Bodeneffektvorschriften im Jahr 2023 abzeichnen.

Trotz der vorgeschriebenen Vorschriften und der Tatsache, dass die Teams bereits die Möglichkeit hatten, die ersten Versuche ihrer Rivalen nach diesen Regeln zu studieren und durch den Einsatz und die Entwicklung ihrer eigenen Autos viel zu lernen, wird erwartet, dass es immer noch viel Raum für Variationen gibt.

Da die F1-Startsaison bald beginnt, haben wir die wichtigsten technischen Trends und Themen herausgesucht, auf die Sie bei der Enthüllung neuer Autos achten sollten.

Da dies erst das zweite Jahr der neuen Bodeneffekt-Bestimmungen in der Formel 1 ist, haben die Teams nicht nur die Möglichkeit, im Laufe der Saison intensiv an ihren Autos zu arbeiten, sondern auch die Entwicklungstrends im gesamten Starterfeld zu beobachten. Typischerweise gibt es mit zunehmender Reife eines Regs-Pakets eine gewisse Konvergenz, aber wie stark dieser Effekt im Jahr 2023 sein wird, bleibt abzuwarten.



Letztes Jahr gab es optisch offensichtliche Unterschiede zwischen den Autos, insbesondere beim Design der Seitenkästen. Die Fans werden hoffen, dass sich diese Divergenz auch im Jahr 2023 fortsetzt, und wenn man bedenkt, dass unterschiedliche Ansätze letztes Jahr zu ähnlichen Ergebnissen führten, besteht eine gute Chance, dass dies der Fall sein wird.

Der Frontflügel ist das erste, worauf der Luftstrom trifft, und er ist entscheidend für die Luftströmungsstruktur, die über den Rest des Autos verläuft.

Eine gleichmäßige Belastung entlang der Hinterkante der Klappen lässt sich weiter flussabwärts am einfachsten bewältigen. Wir haben letztes Jahr gesehen, dass die vorderen Kotflügel von Ferrari und Red Bull zunehmend entlastet wurden, während sie sich nach außen bewegten, während die Mercedes-Kotflügel direkt innerhalb der Vorderreifen viel stärker belastet wurden – dies kann sehr leicht zu Querströmungen auf der Unterseite der Kotflügel führen.

Das Hauptziel für den Frontflügel besteht darin, ein Konzept zu entwickeln, das es Ihnen ermöglicht, das Auto auf Strecken mit geringem Abtrieb wie Monza und auf Strecken mit hohem Abtrieb wie Monaco oder Ungarn auszubalancieren. Um dies zu erreichen, muss der Frontflügel möglichst sanft auf die Luftströmungsstruktur einwirken, wenn er entlang der Hinterkante angepasst oder sogar getrimmt wird.

Teams neigen dazu, ein innovatives Bodenkantendesign bei Starts zu verbergen, aber wir wissen, dass Änderungen bevorstehen – mit Vorschriften, die eine Anhebung der Bodenkanten um 15 mm vorschreiben. Dabei handelt es sich um eine Maßnahme, die sicherstellen soll, dass die Probleme der Schweinswale, die letztes Jahr zu Bedenken hinsichtlich des Wohlergehens der Fahrer geführt haben, nicht erneut auftreten oder zumindest verringert werden.

Die Änderung sollte relativ einfach sein, aber als im Jahr 2021 geringfügige Änderungen an den Böden vorgenommen wurden, hatte dies tiefgreifende Auswirkungen auf die Wettbewerbsordnung und legte den Grundstein für einen erbitterten Titelkampf zwischen Mercedes und Red Bull.

Der Unterbodenhals (der tiefste Punkt) wurde ebenfalls um 10 mm angehoben, was zu einer deutlichen Änderung der so wichtigen Unterbodenleistung führt.

Die Vorderradaufhängung dient im Wesentlichen dazu, zu verhindern, dass die Vorderseite des Autos den Boden berührt! Allerdings muss es den stark wechselnden Belastungen standhalten und gleichzeitig die Gesamtbewegung minimieren.

Ein Auto mit hohem Abtrieb und einem aerodynamischen Gleichgewicht an der Vorderseite von 45 % könnte eine aerodynamische Lastschwankung von 150 kg bei 100 km/h bis 1900 kg bei 350 km/h aufweisen.

Beim Bremsen können diese Autos zunächst 5–6 g in Längsrichtung erzeugen, so dass die anfängliche Lastübertragung auf die Vorderachse etwa 250–300 kg betragen könnte. Am Ende des Bremsvorgangs sind die Bremskräfte auf ca. 2–3 g gesunken, das sind aber immer noch 100–150 kg. Die Lastübertragung ist viel geringer, wird aber aufgrund der Geschwindigkeitsänderung immer noch einen hohen Prozentsatz im Verhältnis zur aerodynamischen Last ausmachen.

Zugstange oder Schubstange sind also nicht wirklich der entscheidende Faktor. Die Priorität bei der Anordnung der Querlenkerkomponenten und der Entscheidung über die Schub- oder Zugstange wird aus Platzgründen oder, noch wichtiger, aus aerodynamischen Gründen bestehen, da diese bis zu einem gewissen Grad einen Teil des Luftstroms kontrollieren können, der von der Hinterkante des Vorderflügels ausgeht. So kommen Sie mit dieser wechselnden Belastung zurecht.

Wir haben letztes Jahr gesehen, dass Red Bull mit einer großen Diskrepanz in der Höhe der inneren Aufnahmepunkte am oberen vorderen Querlenker gefahren ist. Dies hilft dabei, einen Teil der Fahrzeugbewegung beim Bremsen zu kontrollieren. Es wird die Lastübertragung nicht verändern, aber es wird einen Großteil der möglichen aerodynamischen Lastverlagerung reduzieren, indem die Vorderseite des Autos bei diesen extremen Lastwechseln besser gestützt wird.

Alles hat ein Gleiches und ein Gegenteil. Bei gleicher aerodynamischer Gesamtlast wie oben muss die Hinterradaufhängung eine Schwankung von etwa 190 kg bei 100 km/h auf 2300 kg bei 350 km/h bewältigen, und die Lastübertragung beim Bremsen der Hinterachse könnte anfänglich bis zu 300 kg betragen.

Auch dies geschieht, während das Auto langsamer wird und seine aerodynamische Last verliert.

Wie oben ist ein Zugstangen- oder Schubstangensystem nicht der entscheidende Faktor. Auch dies wird durch die Verpackung und die Position der Querlenker usw. bestimmt, die ziemlich hoch platziert werden, um den besten Luftstrom zur Hinterkante des Diffusors zu gewährleisten. Wenn ein Zugstangensystem verwendet wird, könnte es den kritischen inneren Teil des Diffusordesigns beeinträchtigen, wohingegen ein Schubstangensystem aufgrund der hohen unteren Querlenkerposition das Diffusordesign nicht beeinträchtigen würde.

Wie bei der Vorderradaufhängung hatte Red Bull letztes Jahr eine große Diskrepanz bei den inneren Aufnahmepunkten des oberen Querlenkers. Dies wird Anti-Lift genannt und dient dazu, das Heck des Fahrzeugs bei der Bremslastübertragung tiefer zu halten.

Wenn es Ihnen gelingt, den Mittelpunkt des aerodynamischen Drucks nach hinten zu verschieben, während die Bremslastübertragung nach vorne erfolgt, erhalten Sie beim Bremsen ein viel stabileres Auto. Der einzige Weg, dies zu erreichen, besteht darin, das Heck des Autos beim Bremsen so tief wie möglich zu halten.

Da diese Autos so schwer sind wie sie, ist die tatsächliche Gewichtsverteilung und die Lastübertragung beim Bremsen viel dominanter als in der Vergangenheit. Sie müssen im Bereich von 170 km/h unterwegs sein, bevor die aerodynamischen Belastungen zu dominieren beginnen.

Dies ist der Bereich, den wir nie im Detail sehen. Es gibt viele Dinge, die gekühlt werden müssen – Wasser, Motoröl, Getriebeöl, Hydrauliköl, der Ladeluftkühler, der Akku und verschiedene andere elektronische Komponenten. Für die meisten dieser Komponenten ist die Umwandlung von heißer Flüssigkeit in kühle Luft kein schlechter Weg, aber wir haben gesehen, dass Mercedes letztes Jahr einen neuen Weg eingeschlagen hat.

Die große Frage ist, wo Sie Ihre Prioritäten setzen. Manchmal ist es einfach besser, die einfachste Lösung zu akzeptieren, die es Ihnen ermöglicht, Ihr Fachwissen in die Optimierung des Systems einzubringen, damit alles als ein integriertes Paket zusammenarbeitet.

Ja, der zur Kühlung genutzte Luftstrom hat den größten Teil seiner Energie verloren und ist daher für die Erzeugung von Abtrieb nutzlos. Das bedeutet, dass die Gesamtleistung umso besser ist, je weniger Sie verwenden können und je mehr Sie das Maximum daraus herausholen können. Es handelt sich also um eine entscheidende Entscheidung im ersten Fahrzeugkonzept.

Um die beste Leistung des Aggregats und diese Zuverlässigkeit zu erzielen, müssen Sie in der Lage sein, die Wasser- und Öltemperaturen des Fahrzeugs innerhalb eines Bereichs von etwa 10 °C, wenn nicht sogar darunter, zu halten. Dies zu erreichen, ist bei Umgebungstemperaturen, die zwischen 10 und 35 °C schwanken können, keine leichte Aufgabe.

Für welches System Sie sich auch entscheiden, es muss über eine breite Palette an Kühlspezifikationen verfügen, andernfalls wird die Leistung des Fahrzeugs beeinträchtigt, wenn Sie in eines der beiden Extreme wechseln müssen.

Letztes Jahr hat Mercedes in diesem Bereich einen Fehler gemacht. Die Vorschriften verlangten, dass die Seitenaufprallstrukturen in der Karosserie untergebracht sein sollten, sodass die Vision darin bestand, dass sie sich innerhalb der Seitenkasten-Karosserieoberfläche befinden würden.

Mercedes ist mit seiner Interpretation zu Recht durchgekommen. Der SIPS-Kegel war immer noch in der Karosserie untergebracht, es handelte sich lediglich nicht um die Karosserieoberfläche des Seitenkastens. Bei anderen Autos sahen wir einige dezente Ausbuchtungen dort, wo die Seitenaufprallstrukturen endeten, aber im Allgemeinen ging niemand in das gleiche Extrem wie Mercedes.

Dieses Jahr ist die Lage jedoch anders, die Schleuse wurde geöffnet und es wird sehr interessant sein zu sehen, wer sich was einfallen lässt.

Wenn man die Vorderkante des Seitenkastens oder zumindest den Großteil davon weiter vom turbulenten Kielwasser hinter dem Vorderrad entfernt, ist dies ein Bereich für potenzielle Gesamtleistungssteigerungen. Es hängt nur davon ab, wie mutig Sie sind, die Vorschriften in die Grauzonen zu verschieben, die immer so sein werden existieren.

Das geht wirklich Hand in Hand mit den Seitenaufprallstrukturen. Der Einlass muss einen hohen Druck und der Auslass einen niedrigen Druck haben. Auf diese Weise erhalten Sie eine Strömung durch den internen Kühlerkern.

Aber an der Vorderkante und an den Seiten der Seitenkästen passiert noch so viel mehr, dass wir hoffentlich einige unterschiedliche Konzepte sehen werden.

Der Kühlereinlass und der Einlass zum Unterboden können manchmal miteinander in Konflikt geraten. Ein Überdruck am Kühlereinlass und ein Unterdruck am Bodeneinlass können sehr leicht dazu führen, dass die Strömung umgelenkt wird und genau dort unter den Boden gelangt, wo Sie sie nicht haben möchten.

In der Vergangenheit hatten Bodeneffektautos normalerweise einen nach vorne gerichteten Einlass und einen oberen Auslass, und ich habe gesehen, wie die Strömung durch den Kühler in die entgegengesetzte Richtung wie beabsichtigt verlief, nämlich in den Auslass, aus dem Einlass heraus und direkt unter den vorderen Rand des Unterbodens.

Die Teams verfügen jetzt über eine viel bessere Ausrüstung, um die Luftströmungsstruktur um das Auto herum zu analysieren, daher würde ich nicht erwarten, dass etwas so Dramatisches passiert. Aber es bedarf nur eines kleinen Schritts in die falsche Richtung, damit der Luftstrom genug weint und den einfachsten Weg findet oder einfach aufgibt.

Nach dem spektakulären Sturz von Zhou Guanyu zu Beginn des Großen Preises von Großbritannien wurden Änderungen am Rollreifen-Reglement vorgenommen. Dies liegt daran, dass die primäre Rollstruktur des Alfa Romeo bei dem Unfall versagte.

Dies hat dazu geführt, dass der Single-Spike-Rollreifen durch die Einführung komplexerer Geometrieanforderungen verboten wurde, die ein stärkeres, dreidimensionaleres Design gewährleisten.

Im Zuge dieser Änderungen wurden auch die Belastungstests dahingehend geändert, dass die Testkraft weiter oben am Rollreifen aufgebracht wird.

Dies bedeutet eine komplexere, robustere Primärrollenstruktur, was zu einer Erhöhung des Gewichts des Überrollbügels führt – was, da er weit oben liegt, genau dort ist, wo Sie es nicht haben möchten.

Die Frage ist, ob jeder standardmäßig einen ähnlichen Ansatz verfolgen wird oder ob es in diesem Bereich Unterschiede geben wird.

Das Gewicht des Autos wird bei der Markteinführung unsichtbar sein, aber dies könnte einen großen Einfluss auf die Leistung im Jahr 2023 haben.

Zu Beginn der letzten Saison lag nur Alfa Romeo an der Gewichtsgrenze, obwohl das Gewicht am Vorabend der Saison auf 798 kg angehoben wurde. In diesem Jahr sinkt das Gewicht auf 796 kg, und alle zehn Teams haben sich von Anfang an zum Ziel gesetzt, dieses Niveau zu erreichen.

Bei einem Gewicht von 10 kg sind das je nach Streckenkonfiguration 0,3 bis 0,4 Sekunden pro Runde, was für die Rundenzeit von Bedeutung ist. Aber auch die Gewichtsverteilung spielt eine Rolle.

Das Reglement schreibt einen verbindlichen Gewichtsverteilungsbereich (von 44,5 % bis 46 % Frontlast) vor, der während des gesamten Qualifyings eingehalten werden muss.

Letztes Jahr hat die Verschiebung der Gewichtsverteilung innerhalb dieser Toleranz nach hinten dazu beigetragen, das Untersteuern von Red Bull zu reduzieren, und wenn man für das Rennen Treibstoff hinzufügt, der etwa 100 kg betragen wird, muss man sicherstellen, dass die Gewichtsverteilung in die richtige Richtung geht, um das Beste herauszuholen Leistung des Autos und geringerer Reifenverschleiß zu Beginn des Rennens.

Die FIA ​​hat hart daran gearbeitet, Schlupflöcher zu beseitigen, und ist, wie schon bei der Ächtung des Heckflügel-Endplatten-Designs von Aston Martin und des Frontflügel-Endplatten-Konzepts von Mercedes, gegen rechtliche Ideen vorgegangen, die gegen die Absicht der Regeln verstoßen. Die Frage ist, welche anderen Schlupflöcher möglicherweise darauf warten, ausgenutzt zu werden?

Alle 10 Teams haben die Regs nach solchen Ideen abgesucht und jedes von ihnen könnte für eine Überraschung sorgen. Aber es besteht die Möglichkeit, dass ein solcher Trick erst aufgedeckt wird, wenn das Auto im Test läuft.

Wenn irgendjemand auf eine solche Idee gekommen ist, wird sie für großes Gesprächsthema sorgen. Vorausgesetzt, sie ist jedoch nach dem aktuellen Wortlaut legal, kann sie erst im nächsten Jahr verboten werden, wenn die FIA ​​der Meinung ist, dass sie gegen die Absicht der Vorschriften verstößt .