Formel-1-Technik 2021: Sind Z-Unterböden des Rätsels Lösung?

Die Formel-1-Teams gehen unterschiedlich mit den neuen Regularien beim Unterboden um - Beim Auftakt stand außerdem der Diffusor im Fokus

Formel-1-Technik 2021: Sind Z-Unterböden des Rätsels Lösung?

Die aerodynamischen Beschneidungen an den Boliden 2021 haben das Formel-1-Fahrerlager gespalten. Es gibt zwei Lager mit jeweils eigenen Philosophien. Die einen halten an möglichst viel Unterbodenfläche fest. Die anderen schneiden mehr weg, als eigentlich nötig wäre. Welche Lösung sich durchsetzen wird, ist völlig offen.

Die konventionelle Lösung wird von Ferrari, Alfa Romeo, Haas, McLaren und Williams vertreten. All diese Teams haben vom Unterboden vor den Hinterrädern exakt so viel weggeschnitten, wie vom Reglement vorgesehen ist. Auch weisen ihre Unterböden wesentlich weniger Aufbauten auf, während die Oberseite des Unterbodens bei anderen Teams schon wieder "SimCity" ähnelt.

Mercedes, Aston Martin, Red Bull und AlphaTauri sind von Anfang an den anderen Weg gegangen. Beim Großen Preis von Bahrain stieß auch Alpine in dieses Lager. Damit sind die Formel-1-Teams in der Unterbodenfrage exakt 50:50 gespalten.

Weniger ist mehr

Jene fünf Teams entfernen mehr Unterboden, als eigentlich nötig wäre. Von oben betrachtet ist er Z-förmig geformt. Die fünf Teams haben etwa 20 Zentimeter vor dem Punkt, an dem der Unterboden sich per Reglement verjüngen soll, eine Sektion komplett weggeschnitten.

Ferrari, Alfa Romeo, Haas, McLaren, Williams, Unterboden

Die konventionelle Lösung bei fünf Teams

Foto: Motorsport Network

Sie geben damit mehr Unterbodenfläche auf, als sie eigentlich müssten. Dies wird durch eine größere Flexibilität im Umgang mit der Luft wieder ausgeglichen. Denn so verläuft der Ausschnitt in diesem Bereich wieder parallel zur Längsachse des Autos wie in den vorherigen Jahren.

Das zeigt, dass die Teams mit dem Effekt des diagonal geschnittenen Unterbodens auf den Luftstrom nicht zufrieden waren. Die Seite des Unterbodens erfüllt den Zweck, diesen auf der Unterseite mit Luft möglichst bis zum Asphalt abzudichten.

Physische Schürzen mögen seit 1983 endgültig verboten sein, doch deren Aufgabe übernimmt mittlerweile die Luft selbst. Diese "Luftschürze" ist mit einem diagonalen Unterboden schwerer aufrechtzuerhalten. Eine parallele Linie macht das besser möglich.

Nicht alle Teams haben denselben Weg eingeschlagen, wie das Bild zeigt. Bei Red Bull läuft eine deutlich längere Sektion des Unterbodens parallel zur Längsachse als beispielsweise bei Mercedes. Die gelbe Fläche repräsentiert die Unterbodenfläche, die 2020 zur Verfügung stand. Die gestrichelte Linie zeigt den vom Reglement vorgegebenen Ausschnitt.

Red Bull RB16B, Mercedes W12, Unterboden

Z-Fraktion: Red Bull schneidet deutlich mehr weg als Mercedes

Foto: Motorsport Network

Die Z-Form bringt einen weiteren positiven Effekt mit sich: So lassen sich auf einfache Weise Wirbel oder Strömungen an einer Stelle formen, an der sie sonst zusammenbrechen oder von ihrem vorgesehenen Weg abweichen könnten.

Dieser Effekt wird durch Finnen und Winglets noch verstärkt. Aston Martin geht dabei vielleicht am aggressivsten vor (siehe Bild oben). Die Finnen sind an einem Punkt auf dem Unterboden installiert, an dem sie einen Einfluss darauf haben, wie der Luftstrom um den Seitenkasten herumgeführt wird. Gleichzeitig wird er für den geraden Unterboden geformt.

Genau dieser Bereich des Unterbodens wird das ganz große Entwicklungsschlachtfeld in dieser Formel-1-Saison werden. Die Teams werden in kleinen Schritten immer ausgefeiltere Lösungen hervorbringen. Allerdings müssen gleichzeitig die völlig neuen Boliden für 2022 entwickelt werden.

Alpine: Unterboden-Experimente an zwei Fronten

Alpine hat am A521 bereits verschiedene Unterbodenkonfigurationen in zwei Bereichen getestet. Die erste Version bei den Testfahrten (V1) wies keinerlei Z-Form, sondern einen konventionellen Ausschnitt auf. Das Z kam erst zum Rennwochenende. Auch gab es zunächst keinerlei Finnen im vorderen Bereich (V1).

Diese kamen mit der Variante V2. Die Aufbauten bestanden aus zwei auffälligen silberfarbenen Elementen, denen sich zwei weniger auffällige Dreiecke anschlossen (rote Pfeile). Im Rennen kam allerdings eine weniger aggressive Lösung zum Einsatz, die nur ein einzelnes, schwarzes Element aufwies (V3).

Esteban Ocon, Unterboden

Probieren geht über Studieren: Varianten ohne Ende bei Alpine

Foto: Motorsport Network

Auch im Bereich vor dem Hinterreifen wurde eine Reihe von Lösungen getestet. Zunächst war beim Vorsaisontest ein einzelnes Element zu sehen (V1). Dieses wurde gegen Ende des Tests durch ein Trio von Finnen abgelöst (V2).

Schließlich kamen mit V3 und V4 ausgefeiltere Lösungen zum Einsatz. Beide warten mit vier Elementen auf, aber in unterschiedlicher Konfiguration. Während es sich bei V4 um vier individuelle Elemente handelt, sind diese vier Elemente in der V3-Variante "verschmolzen" und man sieht nur leichte Einschnitte an der Oberseite.

Kein eindimensionales Problem

Jedoch ist der Unterboden bei weitem nicht der einzige entscheidende Bereich. Verschiedene Teams haben ihre Ressourcen auf verschiedene Weise investiert. Der Unterboden ist zwar die im wahrsten Sinne des Wortes einschneidendste Änderung im Formel-1-Reglement 2021, doch es gibt auch andere Bereiche, in die die Teams Ressourcen investieren konnten.

Mercedes W11 vs. W12, Diffusor

Nicht viel zu sehen: Außer rasierten Streben ist alles gleich

Foto: Giorgio Piola

Kontrovers diskutiert wurde beispielsweise der Diffusor. Die Streben wurden mit dem Rasiermesser um 50 Millimeter gekürzt, was mit bloßem Auge gut zu erkennen ist. Die Formel-1-Boliden wirken in der Heckansicht mittlerweile wie Geländewagen.

Es wurde gemutmaßt, dass Fahrzeuge mit einem "High-Rake"-Konzept (zum Beispiel Red Bull), also einem hohen Anstellwinkel, von den Regeländerungen in diesem Bereich weniger hart getroffen wurden als Fahrzeuge mit "low Rake", bei denen der Diffusor näher am Boden liegt (zum Beispiel Mercedes).

Bei den Fahrzeugen mit niedrigem Anstellwinkel wurde in der Vergangenheit durch die Streben im Diffusor ein vorteilhafter "Wirbelsalat" kreiert, der dabei half, zusätzliche Luft in den Diffusor zu saugen. Und je mehr Luft, umso besser funktioniert der Diffusor. Jenes Konzept erfordert jedoch Streben, die weit nach unten gezogen sind.

Red Bull RB16 vs. RB16B, Diffusor

Aucg bei Red Bull hat sich der Diffusor niht geändert, wohl aber die Position des Wastegate-Rohrs

Foto: Motorsport Network

Wie man im Bild sieht, ist das Design des Mercedes-Diffusors identisch mit dem von 2020, von der Länge der Streben abgesehen. Ähnliches gilt für andere Teams wie beispielsweise Red Bull (obschon das Bild die neue Position des Wastegate-Auspuffrohrs zeigt). Die große Ausnahme ist hier McLaren mit dem auffälligen Diffusor, bei dem eine Reglementlücke ausgenutzt wird.

Hier sind zwei Streben mit der zentralen Sektion des Fahrzeugs verbunden, die nicht breiter als 50 Zentimeter sein darf. Durch Ausnutzung dieses "Freibereichs" zählen diese zwei Streben nicht zum Diffusor, sondern zur Übergangssektion des Unterbodens in den Diffusor am Getriebetunnel.

Die Lösung erlaubt längere Streben, muss dafür aber eine einzelne Einheit mit dem Getriebetunnel bilden. Es dürfen sich keine Einschnitte in dem Teil befinden, sondern es muss sich um einen Monoblock handeln.

Damit ist natürlich die Formgebung dieser Streben stark kompromittiert, weil der Luftstrom um sie herum nicht mit Einschnitten optimiert werden kann. Man darf gespannt sein, ob sich in diesem Bereich im Laufe der Saison die Formgebung ändern wird.

Mit Bildmaterial von Giorgio Piola.

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Rennserie Formel 1
Urheber Heiko Stritzke