Warum Red Bull in Singapur ungewöhnlich schlecht ist

Der dominante Sieg von Max Verstappen beim Großen Preis von Japan zeigte, dass der Einbruch des F1 RB19 in Singapur eine Woche zuvor aufgrund der Strecken- und Fahrwerksabstimmung nur vorübergehend war.

Der Große Preis von Singapur 2023 war das erste Mal seit zehn Rennen, dass Verstappen nicht gewann und Red Bull seit dem Großen Preis von Brasilien – dem vorletzten F1-Lauf der Saison 2022 – keinen Vertreter auf dem Podium hatte. Auf dem Marina Bay Circuit wurde Verstappen am 17. September Fünfter, während sein Teamkollege Sergio Perez mit 21,441 Sekunden und 54,534 Sekunden Rückstand auf den Sieger – Ferrari-Fahrer Carlos Sainz – Achter wurde.

Verstappens RB19 auf dem Straßenkurs von Singapur am 17. September. Foto: AP

Doch während die F1- Welt auf einen Wendepunkt wartete, stellte Red Bull mit Verstappens überzeugendem Sieg beim Großen Preis von Japan am vergangenen Wochenende die Ordnung wieder her. In Suzuka demonstrierte der amtierende F1-Champion die überwältigende Leistung des RB19 und gewann mit 19,387 Sekunden Vorsprung vor dem zweitplatzierten McLaren-Fahrer Lando Norris.

Red Bulls plötzlicher Abstieg in Singapur und das anschließende spektakuläre Comeback in Suzuka haben gezeigt, wie empfindlich F1-Autos auf ihr Setup reagieren, insbesondere auf die Bodenhöhe. Aktuelle Autos nutzen den „Bodeneffekt“, der einen großen Teil des gesamten Abtriebs ausmacht, indem der tiefste Punkt des Unterbodens so nah wie möglich an den Boden abgesenkt wird.

Die Bodenfreiheit in der Garage entspricht nicht der tatsächlichen Bodenfreiheit auf der Strecke. Der Abtrieb ist im Allgemeinen proportional zur Geschwindigkeit. Mit zunehmender Geschwindigkeit und Abtrieb wird die Federung des Fahrzeugs komprimiert und mit abnehmender Geschwindigkeit entspannt. Theoretisch stellen Ingenieure die Bodenfreiheit so niedrig wie möglich ein, um den Abtrieb zu maximieren. Je nach Streckendesign gibt es jedoch unterschiedliche Grenzen für die realistisch erreichbare Bodenfreiheit.

Auch die Bodenfreiheit ist durch Unterbodenverkleidungen stark eingeschränkt. Diese wurden im Zuge der Sicherheitsrevolution in der Formel 1 nach Ayrton Sennas tödlichem Unfall im Jahr 1994 eingeführt, um zu verhindern, dass die Teams gefährlich niedrige Bodenfreiheiten einstellen.

Gemäß den aktuellen technischen Vorschriften muss die Dicke der Unterbodenplatten senkrecht gemessen 10 ± 0,2 mm betragen. Am Ende des Rennens beträgt die zulässige Mindestdicke der Platten aufgrund von Verschleiß während des Rennens 9 mm. Für die meisten Teams hat die Kontrolle durch die Platten keinen Einfluss auf ihre Mindestbodenfreiheit, da bei einer Überschreitung dieser Grenze auch ohne die begrenzenden Platten das ungünstige aerodynamische Phänomen „Porpoising“ auftreten würde.

Skizze des F1-Autochassis von unten gesehen.

Das „Porpoising“-Phänomen ist ein aerodynamisches Phänomen, das bei F1-Fahrzeugen nach dem „Bodeneffekt“ auftritt, der auf dem Venturi-Tunneleffekt basiert. Dabei wird bei hoher Geschwindigkeit des Fahrzeugs der Luftstrom mit hoher Geschwindigkeit unter das Chassis gesaugt und erzeugt einen Unterdruckbereich, der zur Erhöhung des Abtriebs beiträgt.

Das Problem besteht darin, dass der Unterboden bei höherer Geschwindigkeit an Höhe verliert. Sinkt der Unterboden zu tief, staut sich der Luftstrom und stagniert – der Abtrieb, der durch den Unterdruckbereich entsteht, der durch die angesaugte Luft entsteht, nimmt ab. Der Unterboden neigt dann dazu, sich vom Boden zu entfernen. Ist er jedoch weit genug vom Boden entfernt, strömt die Luft ein und das Auto wird wieder nach unten gedrückt – der Vorgang wiederholt sich. Dieses Phänomen des unkontrollierten Abtriebs durch den Luftstrom unter dem Auto wird von Rennfahrern scherzhaft „Delfineffekt“ genannt.

Zu Beginn der F1-Saison 2023 überarbeitete die FIA das Reglement und erhöhte die Mindesthöhe gemessen vom Bodenrand um 15 mm, nachdem sich Fahrer über das „Porposing“-Phänomen beschwert hatten, das zu groß und unsicher sei. Damals beschwerte sich Lewis Hamilton, dass er sein Auto beim Einfahren in Hochgeschwindigkeitskurven auf der Rennstrecke von Baku in Aserbaidschan nicht kontrollieren könne. Durch die Erhöhung der Bodenfreiheit des Autos verringerte sich der Abtrieb bei Autos, insbesondere bei Mercedes, erheblich.

Doch der RB19 von Red Bull funktioniert anders als seine Konkurrenten . Ein Teil des aerodynamischen Vorteils des RB19 beruht auf der vollen Ausnutzung des Venturi-Effekts mit einem Aufhängungsdesign, das es dem RB19 ermöglicht, niedriger zu fahren als seine Konkurrenten, während gleichzeitig der Luftstrom unter dem Auto stabilisiert wird und ein „Porpoising“ vermieden wird.

Im belgischen Spa-Francorchamps, wo die Kombination aus hoher Geschwindigkeit und Abtrieb auf der Strecke in Eau Rouge am größten ist, müssen die Teams ihre Autos oft höher einstellen als üblich. Red Bull musste Max Verstappen und Sergio Perez anweisen, an den riskanten Stellen langsamer zu fahren, damit die Unterbodenbretter nicht zu stark den Boden berührten. Auf diese Weise konnten sie den RB19 relativ niedrig halten und erzielten für den Rest des Rennens eine gute Zeit.

Das neue Bodendesign des RB19 in Suzuka. Foto: F1.com

Auf den Straßenkursen von Baku und Monaco – wo die rauen Oberflächen eine relativ hohe Bodenfreiheit erfordern – ist der Vorsprung des Red Bull gegenüber seinen Konkurrenten geringer als auf anderen Rennstrecken. Jede Strecke, die eine hohe Bodenfreiheit erfordert, beeinträchtigt die Leistung des RB19. Das erschwert es dem Red Bull, auf Kursen mit kurzen Kurven – wie auf den meisten Straßenkursen – mitzuhalten, da der RB19 durch die Überhitzung der Vorderreifen benachteiligt ist. Infolgedessen verlor Red Bull in Baku seinen Startplatz an Ferrari, während Verstappen in Monaco im Qualifying nur knapp vor Fernando Alonso landen konnte.

In Singapur, dem härtesten Straßenrennen des Jahres, war Red Bull aufgrund der hohen Temperaturen und der holprigen Fahrbahn gezwungen, das Auto mit einer weicheren Federung als üblich abzustimmen, um Nachteile zu vermeiden. Darüber hinaus verursachte die Verwendung eines neuen Unterboden- und Diffusordesigns, das nicht speziell für eine Rennstrecke wie Singapur entwickelt wurde, weiteren Schaden am RB19.

Bei den Tests vor dem Großen Preis von Singapur erwies sich die weichere Federung als nicht mit der neuen höheren Fahrhöhe vereinbar, was zu schlechten Ergebnissen für den RB19 führte. Um den neuen Boden auszuklammern, kehrte Red Bull zum alten Boden zurück und versteifte die Federung. Trotz dieser beiden wesentlichen Änderungen lag der RB19 beim nächsten Test am Tag vor dem Rennen immer noch 0,3 Sekunden hinter Ferrari.

Um im Qualifying nach vorne zu kommen, nahm Red Bull weitere Änderungen vor, unter anderem eine geringere Bodenfreiheit. Die Änderungen erwiesen sich jedoch als katastrophal, und zum ersten Mal seit dem Großen Preis von Russland 2018 qualifizierten sich beide Red-Bull-Fahrer nicht für den dritten Platz.

Der Red Bull schien mehr Abtrieb zu verlieren als die anderen Autos, da seine Bodenfreiheit an die Streckeneigenschaften angepasst werden musste. Nur wenige Tage nach dem Großen Preis von Singapur wurden die Probleme des Red Bull in Suzuka, einer normalerweise viel flacheren Strecke, schnell gelöst und der RB19 kehrte zu seiner gewohnten Form zurück.

Beim ersten Test in Suzuka führte Red Bull einen Vergleichstest zweier Bodendesigns durch. Perez testete auf dem alten Boden, der beim offiziellen Rennen in Singapur verwendet worden war, und Verstappen auf dem neuen Boden, der nach den ersten beiden Tests in Singapur vorübergehend verworfen worden war. Red Bull wollte mit diesem Test bestätigen, dass der neue Boden nicht die Ursache für die schlechte Leistung des RB19 in Singapur war.

Verstappen gewann das Rennen in Suzuka am 24. September. Foto: Red Bull

Mit dem neuen Unterboden verschaffte sich Verstappen bereits im ersten Training in Suzuka einen Vorsprung gegenüber seinem Teamkollegen. Daher wurde der neue Unterboden auch für die verbleibende Zeit des Großen Preises von Japan in Perez‘ RB19 verbaut. Der Mexikaner erreichte sofort eine deutlich höhere Geschwindigkeit als mit dem alten Unterboden. Dies bestätigte, dass der Leistungsabfall des RB19 in Singapur nur vorübergehend war und mit den Eigenschaften der Straßenstrecke zusammenhing, seine inhärente Stärke auf der Straße jedoch weiterhin erhalten blieb.

Die Leistung des RB19 in Suzuka bewies auch, dass die kurz vor dem Großen Preis von Singapur herausgegebenen technischen Richtlinien TD18 und TD34 die Stärke von Red Bull nicht verringerten, sondern lediglich mit einem Streckentyp zusammenfielen, der für den RB19 nicht geeignet war.

Minh Phuong

Quellenlink: https://vnexpress.net/ly-do-red-bull-kem-bat-thuong-tai-singapore-4658071.html