Formel-1-Technik: Wie Ferrari 2019 beim Benzin getrickst haben könnte

Die "geheime" Einigung zwischen Automobil-Weltverband FIA und Ferrari lässt für viele Beobachter nur einen Schluss zu: Ferrari muss mit seinem Antrieb in der Saison 2019 mindestens in einer Grauzone operiert haben. Sonst hätten die Beteiligten wohl kaum Stillschweigen über ihr Abkommen vereinbart.

Über das, was Ferrari im vergangenen Jahr getan hat, gibt es bislang aber nur Vermutungen. Eben diese Theorien waren wiederholt Gegenstand von Nachfragen der Teams bei der FIA. Es sind Versuche, den plötzlichen Leistungszugewinn von Ferrari beim Formel-1-Antrieb und besonders den hohen Topspeed zu erklären.

In diesem Artikel stellen wir diese Theorien vor und zeigen zudem, welche Änderungen ins Reglement aufgenommen worden sind, um künftige Entwicklungen dieser Art zu unterbinden. Und dazu müssen wir auch ein bisschen ausholen.

Warum Ölverbrennen dem Antrieb hilft

Beginnen wir also mit einem Thema, das schon seit dem Beginn der Turbo-Hybrid-Ära im Jahr 2014 immer wieder aufkommt: das Verbrennen von Öl als Treibstoff. Es ist das Ergebnis einer stets enger werdenden Zusammenarbeit zwischen Motorenherstellern und Schmiermittellieferanten.

Grund dafür ist das aktuelle Benzindurchflusslimit von 100 Kilogramm pro Stunde. Denn es bedeutet: Der Sprit muss aufgrund innerhalb dieser Beschränkung möglichst viel Leistung bereitstellen.

Dazu kommt: Die Vorgaben zur chemischen Zusammensetzung des Formel-1-Benzins sind weitaus strenger als die für Öl. Und all das hat dazu geführt, dass Ölverbrennen als besonders lohnenswertes Mittel zum Zweck angesehen wurde.

Die Regeln werden verschärft, aber ...

Was dabei auch eine Rolle gespielt hat: Die dazugehörigen Regeln waren in Sachen Ölmenge und Ölzuführung nicht sehr streng gehalten. Der Weltverband hat hier zwar über die Jahre die Daumenschrauben angezogen und das Reglement präzisiert, gewisse Grauzonen aber blieben - und Benzinadditive fanden ihren Weg ins Motorenöl.

Bald stellte sich daher die Frage, wie es gelingen könnte, verbrennungsfördernde Mittel in den Sprit zu integrieren, ohne auf Öldampf als übertragendes Vehikel angewiesen zu sein.

Prompt kamen erste Theorien zur Ferrari-Leistung auf. Zum Beispiel, dass Ferrari-Teams in ihren Flüssigkeits-Luft-Kühlern ein Kühlmedium auf Ölbasis verwenden könnten statt der herkömmlichen, wasserbasierten Variante.

Neue Sensoren in der Formel 1

Ferner wurde vermutet, das mit Additiven versetzte Kühlmedium könnte in den Antriebstrakt eingeschleust werden, um dort zu einer besseren Verbrennung zu führen und so einen höheren Topspeed zu ermöglichen.

Mit Bezugnahme auf die Turbo-Vergangenheit der Formel 1 sah sich die FIA gezwungen, das Aufladungsniveau der Antriebsstränge zu deckeln. Man wollte allerdings nicht den Ladedruck an sich überwachen wie bei den Turbomotoren der 1980er-Jahre, sondern entschied sich stattdessen für die Benzinzufuhr.

Das entsprechende Messgerät wurde direkt im Benzintank installiert - und musste akkurater messen als alles bisher Dagewesene, unter Berücksichtigung gewisser Toleranzen.

Ein Messvorgang, der manipulierbar ist

Seit 2018 stellt Senstronics die Sensoren dafür bereit. Das technische Vorgehen dabei: An beiden Enden des Messgeräts werden kurze, gegenläufige Ultraschallwellen freigesetzt. Man misst die Werte und skaliert sie anhand der bekannten Dimensionen der Benzinflussröhre, um so die Durchflussrate zu erhalten.

Sensor für Benzindurchfluss

Foto: Matthew Somerfield

Für die notwendige Präzision sorgen 2.200 Messungen pro Sekunde und ein komplett aus einem Metall gefertigter Sensor. Letzteres bedeutet, dass keine weitere Kalibrierung für unterschiedliche thermische Expansionsraten erfolgen muss.

Aber wie lässt sich diese Messvorrichtung umgehen?

Was Ferrari gemacht haben könnte

Die bis zu 2.200 Messungen pro Minute werden gefiltert. Die FIA arbeitet zum Beispiel mit einer weitaus kleineren Probe, weil aufgrund von externen Variablen erst noch Störschall entfernt werden muss. So soll die eigentliche Durchflussrate deutlicher hervortreten. Allerdings heißt es auch: Genau das könnte die Lücke im System sein.

Denn fügt man etwa Schall in einer bestimmten Frequenz hinzu oder imitiert Schall des Metalls, aus dem der Sensor besteht, so könnte daraus eine Dissonanz entstehen. Sprich: Man könnte die eigentliche Messung durcheinanderbringen.

Genau das war die Grundlage für den jüngsten Vorstoß von Red Bull in Sachen Ferrari-Topspeed. Im Raum stand, Ferrari könnte den Sensor manipulieren. Red Bull forderte von der FIA eine Klarstellung ein.

Eine neue technische Richtlinie

Es folgte tatsächlich eine neue Technische Direktive, in der die drei von Red Bull skizzierten Szenarios mit Verweis auf die Artikel 5.10.3 und 5.10.5 aus dem Technischen Reglement als regelwidrig eingestuft wurden.

In Artikel 5.10.5 heißt es beispielsweise: "Eine Vorrichtung, ein System oder ein Prozess mit dem Ziel und/oder dem Effekt, die Durchflussrate zu erhöhen oder Benzin nach dem Messpunkt zu speichern und wiederzuverwenden, ist verboten."

Damit waren die Probleme aber nicht vom Tisch. Die technischen Regeln mussten wiederholt umformuliert werden. Für 2020 erhielt zum Beispiel Artikel 19.8 zusätzliche Angaben. Darin geht es um die Entnahme von (Benzin-) Proben und deren Überprüfung bei Rennveranstaltungen.

Systematisches Mischen ist nicht erlaubt

Pro Saison kann jedes Team fünf Benzinvariationen nominieren. Pro Veranstaltung allerdings dürfen maximal zwei davon verwendet werden.

Als besonders relevant erscheint dabei der letzte Abschnitt in Artikel 19.8.4, dort heißt es nun für 2020: "Wenn Abweichungen [...] durch zufälliges Vermischen eines Formel-1-Benzins mit dem zuvor angegebenen entstehen, das aber von der FIA für das Team freigegeben ist, dann wird die Benzinprobe als regelkonform eingestuft, sofern das beigemischte Benzin nicht zu mehr als zehn Prozent in der Probe vertreten ist."

Außerdem ist in diesem Abschnitt zu lesen: "Wenn Benzine systematisch miteinander vermischt werden, dann wird das als Regelverstoß gewertet."

Ein Team könnte es übertrieben haben ...

Natürlich: Wenn zwischen zwei Benzinvarianten hin- und hergewechselt wird, dann besteht immer die Möglichkeit einer (teilweisen) Vermischung. Deshalb räumt der Weltverband hier einen gewissen Spielraum ein.

Allerdings deutet die Formulierung des Reglements in diesem Fall darauf hin, dass ein Team, aber nicht notwendigerweise Ferrari, bei einer Veranstaltung absichtlich die beiden zugelassenen Benzinvarianten vermischt haben könnte. Das wiederum wirft Fragen auf in Bezug auf die Zusammenstellung und die Interaktion der beiden Benzinvarianten.

Es gibt strenge Vorschriften, was dem Benzin beigemischt werden darf. Deshalb müssen die Benzinzulieferer ihre Spritvarianten auf den Punkt bringen und verbrennungsfördernde Elemente hinzufügen. Gleichzeitig gilt es darauf zu achten, dass damit keine Dissonanz bei der Durchflussmessung entsteht.

Wiederum eine neue Technische Direktive

Die FIA hat ihre Regeln in diesem Punkt mehrfach präzisiert, weil es Grauzonen gegeben hat, die ein (kurzzeitiges) Überschreiten der maximalen Durchflussmenge ermöglicht hatten.

Diesem Treiben setzte die Technische Direktive TD/042-19 im Herbst 2019 ein Ende. Diese Direktive wird auch in Zukunft als Maßstab für die Überwachung der Durchflussmenge herhalten.

Bis zur Verkündung der neuen Richtlinie galt: Der Sensor gab seine Daten an die Einheitselektronik weiter, zu der sowohl die Teams als auch die FIA Zugriff haben.

Ein zweiter Sensor schafft Klarheit

Um die Durchflussmenge noch besser zu überwachen, folgte die Installation eines zweiten Sensors mit optimiertem Messvorgang. Eben dieser misst zufällig, um zu verhindern, dass Signale von extern eingespielt und an die Messfrequenz angepasst werden.

Hinzu kommt: Der zweite Sensor sendet seine Daten verschlüsselt an den FIA-Datenschreiber, ohne dass die Teams darauf Zugriff haben.

Um weiteren Spielereien einen Riegel vorzuschieben, muss jedes Team mehrere Durchflusssensoren bei der FIA hinterlegen. Der Weltverband wählt pro Veranstaltung einen Sensor pro Auto aus, teilt diesen zu und erhält ihn nach der Veranstaltung wieder zurück.

Mit Bildmaterial von LAT.