Formel-1-Technik: Das "Flatter"-Phänomen der "Flexiwings"

Die Formel 1 ist nicht nur ein Kampf zwischen den Fahrern, sondern vor allem ein technisches Kräftemessen. Vor allem die Aerodynamik steht häufig im Blickpunkt und war es auch zuletzt in Spanien wieder. Dort hatte Lewis Hamilton Konkurrent Red Bull vorgeworfen einen "bendy Wing" zu haben - also einen biegsamen Heckflügel, der für mehr Speed auf den Geraden sorgt.

Wenig überraschend hat die FIA die Sachlage überprüft und Maßnahmen angekündigt. Denn die aktuellen Heckflügel bestehen zwar die statischen Verformungstests, scheinen sich aber dennoch zu verbiegen, wenn die Autos in Bewegung sind.

Daher hat die FIA auf Artikel 3.9.9 des Technischen Reglements zurückgegriffen, der die Einführung von zusätzlichen Tests ermöglicht. Diese neuen Überprüfungen gelten ab dem 15. Juni und sollen diese Angelegenheit unterbinden. Gleichzeitig räumen sie den Teams noch Zeit ein, um die Designs an die neuen Vorgaben anzupassen.

Das gibt den Teams bis zum Großen Preis von Frankreich Zeit, innerhalb der neuen Grenzen zu kommen. Im ersten Monat wird jedoch noch eine Toleranz von 20 Prozent gewährt, um eine weitere Übergangsphase zu schaffen.

Die Belastungs- und Verformungstest am Heckflügel sind so designt, dass die Struktur nicht zu flexibel ist. Die Teams wissen, dass ein sich nach hinten beugender Heckflügel für weniger Luftwiderstand sorgt, was für mehr Geschwindigkeit auf den Geraden sorgt.

Schon seit längerem gibt es an dieser Front einen Kampf zwischen der FIA und den Teams. Immer wieder werden die Belastungen und die Stärke der erlaubten Verformung angepasst, um zu verhindern, dass man sie in den statischen Tests umgeht.

Die Sache mit dem Flattern

Die Teams wissen aber auch, dass man noch einiges an Performance gewinnen kann, wenn man es schafft, die Tests zu bestehen und trotzdem einen Weg zu finden, wie sich der Heckflügel auf der Strecke verbiegen kann.

Die aktuellen Regeln fokussieren sich auf eine einheitliche Verbiegung der gesamten Struktur und messen eine vertikale und horizontale Abweichung. Die neuen Checks legen aber auch ein Augenmerk auf die Rotation des Flügels rund um die sogenannte "Centre Plane" des Autos - eine gedachte vertikale Ebene, die senkrecht zur Referenzebene des Autos ist. Die Toleranz hierbei beträgt ein Prozent.

Die Belastungstests an einem Heckflügel von 1999 illustriert

Foto: Giorgio Piola

Diese neuen Tests verhindern, dass sich der Flügel um die "Centre Plane" bewegt. Diesem Trick ist die FIA auf der Spur. Er wird benutzt, um die symmetrische Belastung zu verhindern, die bei den Verformungstests angewendet wird.

Das wird vor allem deutlich, wenn man sich die heckgerichteten Onboard-Aufnahmen des Red Bull beispielweise anschaut. Bei näherer Betrachtung der Bewegtbilder "flattert" das obere Flügelelement seitlich. Es bewegt sich von Seite-zu-Seite zusammen mit der relativen Vibration der Endplatten, die aufgrund ihres Designs ebenfalls oszillieren.

Das könnte erklären, wie sich der Heckflügel unter Belastung nach hinten biegt, wenn sich der Flügel um die Zentralachse dreht und sich eine Seite des Flügels zunehmend vor der anderen nach hinten bewegt.

Neuer Flügel in Spanien

Interessanterweise hat Red Bull einen neuen High-Downforce-Flügel mit nach Spanien gebracht und ihn am Freitag getestet, bevor man vor dem dritten Freien Training wieder auf die Medium-Variante gewechselt ist, um auf den Geraden schneller zu sein. Dafür hat man in den Kurven etwas verloren.

Red Bull hat vor dem dritten Freien Training einen anderen Heckflügel angeschraubt

Foto: Giorgio Piola

Dieser neue High-Downforce-Flügel besitzt die gleiche Architektur wie der Medium-Downforce-Flügel, allerdings mit einer angepassten Flap-Anordnung. Geändert wurden die Höhe und die Geometrie des oberen Flaps, der Gurney-Flap an der Vorderkante sowie die Cutouts. Am auffälligsten ist jedoch eine andere Form der Oberkante der Hauptplatte, die in der Mitte etwas nach oben geht.

Der Medium-Downforce-Flügel besitzt derweil eine leichte löffelförmige Krümmung der Hauptplatte, um den Luftwiderstand zu kompensieren, der durch die Interaktion der äußeren Sektion des Flügels und der Endplatte entsteht.

Die Veränderungen des Heckflügels auf einen Blick

Foto: Motorsport Images

Es scheint diese Veränderung des Flügelkonzepts zu sein, die die Debatte losgetreten hat. Hamilton nahm erst nach dem Qualifying Bezug darauf und dann vor dem Rennen noch einmal.

Button erinnert an BAR-Versuche

Es ist sicherlich nicht das erste und auch nicht das letzte Mal, dass flexible Flügel in der Formel 1 zum Thema werden. Jenson Button erinnert sich an eine Zeit, als der BAR006 zuerst mit einem flexiblen Heckflügel ausgestattet wurde.

"BAR-Honda waren damals 2004 die ersten, die das gemacht haben", sagt er bei 'Sky'. "Ich erinnere mich daran, dass Hockenheim damals das erste Rennen damit war, und es hat einen guten Unterschied gemacht."

Zwar war BAR-Honda nicht das erste Team, das es probierte, aber man hatte aus vorherigen Versuchen gelernt und einen Weg gefunden, dass es unter den vorherrschenden Regeln funktionierte.

BAR versuchte den Luftwiderstand unter anderem mit Finnen zu reduzieren

Foto: Giorgio Piola

Damals hatte ein Großteil der Teams versucht, die Regeln auf interessante Weisen auszuloten, um Luftwiderstand zu reduzieren. BAR probierte viele Lösungen, inklusive Finnen auf der Hauptplatte, zusammen mit einer leicht gespreizten Vorderkante der Endplatte. Das ist mittlerweile auch wieder en vogue, seit die Teams keine Schlitze mehr verwenden dürfen.

Es wird interessant sein, ob die neuen Tests einen Einfluss auf das Kräfteverhältnis haben werden, wenn es auf die langen Geraden von Le Castellet geht. Zudem muss jedes Team bei den Veränderungen aufpassen, welche Auswirkungen dies auf die Budgetgrenze hat.

Allerdings könnte es auch bereits zuvor zu Intrigen kommen, weil Teams einen Protest gegen die Konkurrenz einlegen könnten, sollten sie der Meinung sein, dass diese einen Heckflügel benutzen, der nicht den aktuellen Regeln entspricht - selbst bevor die neuen Tests zum Einsatz kommen.

Weitere Co-Autoren: Norman Fischer. Mit Bildmaterial von Giorgio Piola.