Set-up erklärt: Wie wird ein Formel-1-Auto abgestimmt?

Die perfekte Abstimmung eines Formel-1-Autos ist eine beinahe unmögliche Aufgabe. Die Fahrzeuge bestehen aus tausenden Komponenten, die miteinander interagieren und die Teams dürfen für jedes Rennen nur eine kleine Anzahl davon ändern und anpassen. Dennoch sind die Auswirkungen im gesamten Auto spürbar.

Der Begriff "Fahrzeug-Set-up" bezieht sich deshalb auf den optimalen Kompromiss aller unterschiedlichen Elemente des Autos. Die Ingenieure streben nach einer illusorischen Harmonie. Die Abstimmung unterscheidet sich von Strecke zu Strecke, da jeder Kurs seine eigene Charakteristik besitzt, welche einzigartige Herausforderungen für die Reifen und Aerodynamik bedeutet.

Ein weiterer wichtiger Faktor ist der persönliche Fahrstil des Fahrers. Auch diesen müssen die Ingenieure berücksichtigen, weshalb das Set-Up keines Fahrers identisch sein wird. Wenn man den richtigen Kompromiss gefunden hat, fühlt sich der Fahrer wohl und kann die maximale Performance aus dem Auto herausholen.

Auf aerodynamischer Seite können der Front- und Heckflügel verstellt werden, gleiches gilt für die Fahrhöhe vorne und hinten. Damit lässt sich das aerodynamische Verhalten des Autos beeinflussen. Zudem können die Einstellungen der Aufhängung wie Sturz, Spurwinkel und Steifheit verändert werden, ebenso wie die Gewichtsverteilung.

Letztere lässt sich innerhalb der von der FIA vorgegebenen Grenzen nach vorne und hinten verschieben. Einige Einstellungen wie das Differential und die Bremsbalance können sogar vom Fahrer am Lenkrad verstellt werden, während er auf der Strecke ist.

Die Fahrer verwenden nur selten identische Fahrzeugabstimmungen, das ist normalerweise nur dann der Fall, wenn einer von ihnen nur wenig zum Fahren gekommen ist oder mit der Balance zu kämpfen hat. Die größeren Parameter wie die Flügeleinstellungen und die Bodenfreiheit können sehr ähnlich sein, aber kleinere Details wie die aerodynamische und mechanische Balance können abhängig vom Fahrstil ziemlich stark voneinander abweichen.

Wie bereitet sich Mercedes auf ein Rennwochenende vor?

Vor jedem Rennwochenende verbringt das Team hunderte Arbeitsstunden mit den Vorbereitungen der Fahrzeugabstimmung. Das Ziel ist es, das Auto schon in der bestmöglichen Verfassung an die Strecke zu bringen. Ein Großteil der Arbeiten vor dem Rennwochenende besteht aus Simulationen, sowohl im Driver-in-Loop (DiL) Simulator als auch in Computersimulationen.

Dabei werden mögliche Set-up-Varianten auf ihr Potenzial hin getestet. Mit effizienten Simulationen kann das Team am Freitag direkt durchstarten und sich auf das Feintuning der Abstimmung für das Qualifying sowie das Rennen konzentrieren. Dabei sieht es sich Elemente wie die Streckentemperatur, die Windrichtung und die Verfassung der Reifen an.

In der hochmodernen Simulator-Anlage in Brackley werden tausende virtuelle Runden zurückgelegt, die auf anspruchsvollen Lidar-Scans und 3D-Streckenkarten sowie einem detaillierten virtuellen Fahrzeugmodell basieren.

Die Simulator-Fahrer testen verschiedene Set-up-Optionen und setzen ihr Programm auch am Freitag eines Rennwochenendes fort, manchmal sogar bis tief in die Nacht. So kann man auf die Erkenntnisse von der Rennstrecke reagieren und die Lehren daraus maximieren.

Vor einem Rennwochenende führen die Ingenieure zudem Offline-Computersimulationen durch, in denen sie generierte Ideallinien aus dem DiL-Simulator verwenden. Mit Hilfe dieser Methode können die Ingenieure pro Tag tausende virtuelle Runden simulieren, da sie parallel und mit beschleunigter Pace berechnet werden können. Im DiL-Simulator geschieht hingegen alles in Echtzeit.

Die Computersimulationen produzieren tausende Gigabytes an Daten, die genutzt werden, um Graphen und Diagramme zu erstellen. Diese helfen den Ingenieuren dabei, die richtige Flügeleinstellung, Fahrhöhe und andere Parameter für unterschiedliche Set-ups und Bedingungen herauszufinden.

Diese fantastische Computerperformance erlaubt es den Ingenieuren, Set-up-Veränderungen Seite an Seite zu vergleichen und so herauszufinden, wie das Auto auf die kleinsten Veränderungen reagieren wird.

Natürlich sind diese Simulationen niemals zu 100 Prozent genau und ihre Qualität hängt von der Qualität der Daten ab und wie genau die Modelle die Physik des Autos und der Reifen wiedergeben. Aber in einer Welt mit Testbeschränkungen sind diese Werkzeuge entscheidend, um die ersten Schritte bei der Set-up-Arbeit zu erledigen und eine Richtung für den Beginn des Rennwochenendes festzulegen.

Wie wird das Set-up im Laufe eines Wochenendes weiterentwickelt?

Sobald die Ingenieure wissen, wie das Basis-Set-up aussieht, mit dem sie das erste Freie Training am Freitag bestreiten werden, liegt es an den Mechanikern und Ingenieuren, sicherzustellen, dass jedes Auto mit den korrekten Einstellungen und Komponenten auf die Strecke geht.

Die Freitagstrainings sind entscheidend dafür, die Richtung für das Qualifying- und Renn-Set-up zu finden. Es geht darum, die Fahrzeit und die Bedingungen bestmöglich auszunutzen.

Die Ingenieure können so viele Parameter am Auto verändern wie sie möchten, aber je mehr Veränderungen sie vornehmen, desto schwieriger ist es, die Auswirkungen jeder einzelnen Änderung auf die Fahrzeugperformance zu verstehen, insbesondere während eines Trainings.

Wenn ein Parameter geändert wird, sollte es nur eine Lösung für ein Problem sein. Manchmal gibt es jedoch Situationen, in denen es notwendig ist, mehrere Veränderungen vorzunehmen.

Auf der Strecke werden die Einstellungen ausprobiert und dann feingetunt

Foto: Motorsport Images

Größere Set-up-Änderungen werden zwischen den Trainings durchgeführt. Damit passt sich das Team an die sich verändernden Streckentemperaturen und Verhältnisse an. In der Pause zwischen den Sessions werden normalerweise fünf bis zehn Parameter geändert, abhängig von den Fortschritten, die bei der Abstimmung erzielt werden.

Im Vorlauf des Rennwochenendes diskutieren die Renningenieure die Möglichkeiten und entscheiden über die Ablaufpläne für jedes Training. Wie bei den Wintertests enthalten die Ablaufpläne eine detaillierte Übersicht darüber, wie viele Runden gefahren werden sollen und welche Ziele jeder einzelne Versuch hat.

Auch andere Abteilungen können Einfluss auf die Ablaufpläne nehmen. Sie übermitteln ihre Aufgaben, die höchste Priorität haben, zum Beispiel neue Teile, die ausprobiert oder spezifische Daten, die gesammelt werden sollen.

Die Renningenieure priorisieren diese dann und fügen in jedem Training so viele wie möglich in den Plan ein. Zudem deuten die DiL- und Computer-Simulationen auf verschiedene Bereiche hin, die in den Einsatzplänen berücksichtigt werden müssen.

Pro Runde werden in der Praxis 60 bis 100 Megabyte an Daten erzeugt, je nachdem wie viele Sensoren am Auto angebracht sind. Diese Zahlen vervierfachen sich in der Verarbeitungsphase. Man erhält in der Box Live-Telemetriedaten binnen zehn Millisekunden, die von den Trackside-Engineers überwacht werden. Bei Europarennen sind diese Daten bei Mercedes innerhalb von nur 30 Millisekunden auch in Brackley und Brixworth verfügbar.

Die Daten sind innerhalb weniger Millisekunden verfügbar

Foto: Motorsport Images

Nach dem Abschluss der Runs dauert es pro Runde 20 Sekunden, um alle Daten zu erzeugen und in der Box sowie in den Werken verfügbar zu machen. Alle diese Daten werden sowohl an der Strecke als auch in den Fabriken analysiert, um die Stärken und Schwächen des Autos besser zu verstehen.

Elemente wie die Reifentemperaturen, Abnutzung und Drücke werden ebenfalls überwacht, um zu erfahren, ob das Auto im richtigen Performance-Fenster operiert.

Am Ende jedes Tages gibt es ein Debriefing für die Gruppen an der Strecke und in der Fabrik, in dem die Ingenieure und die Fahrer ihr Feedback und ihre Erkenntnisse teilen. Diese führen dann zu einem verfeinerten Set-up oder einem neuen Weg.

Das Fahrzeug-Set-up unterscheidet sich leicht für das Qualifying und das Rennen. Im Qualifying kommt es darauf an, dass das Auto besser reagiert, deshalb liegt die Konzentration mehr auf der Vorderachse, was zu mehr Reifenabbau an den Hinterrädern führt. Im Rennen wird mehr Untersteuern angepeilt, um die Hinterreifen zu schützen, die sich am schnellsten abnutzen.

Welche Set-up-Herausforderungen gibt es in Bahrain?

Bahrain ist eine extreme Strecke, die hart für die Reifen ist, besonders die Hinterreifen. Gründe dafür sind die raue Streckenoberfläche, die Mischung an Kurventypen, die langen Geraden und die starken Bremszonen.

In Bahrain konzentriert sich Mercedes bei der Abstimmung auf die langsamen und mittelschnellen Kurven, da die schnellen Kurven ohne Probleme mit Vollgas durchfahren werden können. Auch auf den mechanischen Grip kommt es an, um die Autos aus den langsamen Kurven heraus zu beschleunigen. Also das genaue Gegenteil zu Strecken wie Silverstone, wo die schnellen Kurven Priorität genießen.

Eine spezielle Herausforderung in Bahrain sind die unterschiedlichen Bedingungen im Training. Das erste und dritte Training finden bei warmen Temperaturen und Sonnenschein zur Tageszeit statt, das zweite Training wird hingegen bei kühleren Temperaturen ausgetragen, so wie es auch im Qualifying und Rennen der Fall ist.

Die Temperaturen und Streckenbedingungen haben enormen Einfluss auf die Reifen und das Fahrverhalten, was die Abstimmung des Autos besonders erschwert. Deshalb sind die gesammelten Werte aus dem ersten und dritten Training nur bedingt hilfreich. Aus diesem Grund werden diese normalerweise für Arbeiten an Testelementen oder dem Reifenverhalten reserviert.

Umso größer ist der Druck auf den Ablaufplan im zweiten Training, denn dieses ist das einzige, das repräsentative Bedingungen für das Qualifying und Rennen aufweist. Somit muss die Fahrzeit in dieser Session maximal ausgenutzt werden.

Ein weiterer Faktor in Bahrain ist der Sand. Man hat zwar bei den Tests gesehen, dass dieser kein großes Drama für die Autos und Fahrer bedeutet und auch die Rundenzeiten davon nicht zu stark beeinträchtigt werden, aber der Sand wirkt sich dennoch auf die Entwicklung der Strecke aus. Deshalb ist es von Vorteil, in einer Session nicht das erste Auto auf der Strecke zu sein.

Mit Bildmaterial von Motorsport Images.