• F1 W12 E Performance

Erhebliche Aerodynamikänderungen für die Saison 2021

Die größte Herausforderung bei der Entwicklung der 2021er F1-Autos war die Anpassung an das neue Aerodynamik-Reglement, das mehrere einschneidende Veränderungen in entscheidenden Performance-Bereichen des Fahrzeugs mit sich bringt.

„Wenn man ein Auto verlangsamen möchte, was faktisch der Sinn hinter den Regeländerungen ist, sind Modifikationen am Unterboden der einfachste und kostengünstigste Weg, um dieses Ziel zu erreichen“, sagte James Allison. „Der Unterboden ist eine so wichtige Komponente der Aerodynamik, dass schon kleine geometrische Veränderungen große Performance-Verringerungen mit sich bringen. Nachdem die Regeln beschlossen waren, war es unsere Aufgabe, herauszufinden, wie wir die Verluste durch die Regeländerungen wieder zurückgewinnen können.“

Das stellte unsere Designer vor eine beträchtliche Herausforderung, da sie versuchen mussten, die durch die Regeländerungen verlorene Performance zurückzugewinnen. Die vier wichtigsten Modifikationen am Unterboden sind:

  • Ein dreieckiger Ausschnitt am Unterboden vor den Hinterrädern.
  • Eine Verringerung der Größe der Winglets an den hinteren Bremsbelüftungen um einige Zentimeter.
  • Eine Verkürzung der beiden Umlenkbleche am Diffusor, die der Fahrzeugmitte am nächsten sind.
  • Das Schließen der Schlitze im Unterboden im Bereich der Bargeboards.

Die Veränderungen an der Aerodynamik waren ein Schlüsselbereich bei der Entwicklung des W12, einige der Teile an unserem neuen Auto sind jedoch identisch zu jenen am W11. Der Grund dafür ist, dass die Regeln die Übernahme einiger Komponenten vorschreiben. Dadurch hat sich die Arbeitslast für unser neues Auto auf gewisse Weise reduziert, aber diese Tatsache brachte gleichzeitig auch ihre eigenen, neuen Herausforderungen und Schwierigkeiten mit sich.

„Was übernommen wird und was nicht, wird von Team zu Team verschieden sein“, erklärt James Allison. „Die Regeln frieren einen großen Teil des Autos ein, geben jedem Team jedoch die Möglichkeit, zwei Tokens (wie Wertmarken) für Änderungen am Auto einzusetzen. Zu den Tokens gehört eine Einkaufsliste, die verrät, wie viele Tokens für eine spezielle Änderung eingesetzt werden müssen. Wofür die Teams ihre Tokens verwenden, blieb komplett ihnen überlassen.“

„Zudem gibt es einige Fahrzeugteile, die man ohne den Einsatz von Tokens verändern darf, zum Beispiel die Power Unit, die Kühlsysteme, die Aufhängung und natürlich alle aerodynamischen Oberflächen. Wir haben unsere Tokens verbraucht, aber wir verraten noch nicht wofür. Das wird beizeiten klar werden. Sobald die Rennen wieder beginnen, wird so ziemlich alles unter der Fahrzeugverkleidung für den Rest des Jahres eingefroren. Mit ausdrücklicher Erlaubnis der FIA darf man Änderungen aus Zuverlässigkeitsgründen oder zur Kostensenkung vornehmen, aber wenn ein Teil des Autos nicht gut funktioniert, muss man damit für den Rest der Saison leben.“

D618460
D618458

Die erheblichen Veränderungen an der Aerodynamik des Unterbodens sowie die Anpassung an die neuen Regeln zur Übernahme von Teilen beschäftigten das Team über den Winter, aber es gibt in vielen Bereichen des Autos auch Verbesserungsmöglichkeiten. Daran haben unsere Ingenieure unermüdlich gearbeitet, um mit dem neuen Auto einen Sprung nach vorne zu machen.

„Die restlichen Arbeiten an der Aerodynamik folgten dem üblichen Muster, um auf jedem Quadratzentimeter des Autos nach aerodynamischen Verbesserungsmöglichkeiten zu suchen“, fügte James hinzu. „Besonderes Augenmerk lag dabei darauf, Bereiche zu finden, in denen wir zusätzliches Gewicht für raffiniertere aerodynamische Geometrien nutzen können.“

„In der Saison 2021 dürfen die Autos 6 kg schwerer sein und uns stehen durch das Verbot von DAS noch ein paar zusätzliche Kilos zur Verfügung. Darüber hinaus sorgen die Übernahmeregeln dafür, dass wir Wege finden müssen, um einige Teile langlebiger zu machen, damit wir sie nicht mehr so oft ersetzen oder kaufen müssen.“

In diesem Jahr gibt es neue Vorschriften für aerodynamische Tests (ATR). In diesem Rahmen werden die erlaubten Windkanal- und CFD-Stunden reduziert. Zudem gibt es eine Art Handicap, gemäß dem Teams, basierend auf ihrer WM-Position, mehr oder weniger Zugriff auf diese aerodynamischen Werkzeuge erhalten. Aus diesem Grund erhalten wir als amtierender Konstrukteurs-Weltmeister in diesem Jahr 22% weniger Zugriff darauf als der Letztplatzierte der Konstrukteurs-WM 2020.

„Wir haben schon immer versucht, das Beste aus jedem Windkanalversuch und jeder CFD-Sitzung herauszuholen. Aber nichts treibt einen mehr an, produktiver und effizienter zu werden als die Einführung einer solchen neuen Einschränkung“, sagte James. „Wir sind fest entschlossen, bessere Arbeitsweisen zu finden, damit wir die Auswirkungen dieses Handicaps ausgleichen können.“

Pirelli bringt in dieser Saison neue, haltbarere Reifen, die von den Teams im vergangenen Jahr in Portimão, Bahrain und Abu Dhabi getestet wurden. Keines der Teams besitzt viel Erfahrung damit und vor Saisonbeginn stehen allen nur drei Wintertesttage zur Verfügung. Entsprechend kommt es auf jede Runde an, um sich an die neuen Reifen zu gewöhnen.

„Die Reifen sind ein bisschen langsamer, ein Kompromiss für eine höhere Haltbarkeit, aber sie sind konstant und sollten uns reibungslose Rennen ermöglichen“, sagte James. „Sie werden jedoch ein interessanter Faktor bei der Wettbewerbsfähigkeit in diesem Jahr sein. Immer, wenn sich die Reifen verändern, kommt es darauf an, welches Team schneller den Sweetspot findet, an dem die neuen Gummis ihre beste Performance liefern.“

D618459
D618457

Diese unterschiedlichen Elemente summieren sich in der Saison 2021 zu einer beträchtlichen Herausforderung auf und machen es zu mehr als einem reinen „Übergangsjahr“. Aber während wir kurz vor dem Saisonstart 2021 stehen, arbeitet bereits eine Gruppe an den umfangreichen Regeländerungen für 2022.

„Es wäre optimal, wenn man ein so wahnsinnig schnelles Auto hätte, dass man es sofort links liegen lassen und sich auf den Nachfolger konzentrieren könnte“, sagte James. „Aber so einfach ist es in der Formel 1 nie. Die Saison 2021 wird unsere Aufmerksamkeit zwangsläufig von den seismischen Veränderungen des neuen Reglements für 2022 ablenken.“

„Das gesamte Jahr wird eine Gratwanderung, um einerseits genug zu tun, um 2021 konkurrenzfähig zu sein, aber andererseits so viel wie möglich an 2022 zu arbeiten. Die ewige Herausforderung der Formel 1 folgt dem Grundsatz: Lieber den Spatz in der Hand als die Taube auf dem Dach. Dies angesichts der Budgetobergrenze und dem komplett neuen technischen Reglement für 2022 umzusetzen, wird eine Herausforderung wie keine zuvor.“

Die Arbeit unter der Budgetobergrenze

Die vielleicht größte Herausforderung für das Team wird in dieser Saison die Arbeit unter der neuen Budgetobergrenze sein. Die Budgets aller Formel 1-Teams dürfen 2021 maximal 145 Millionen US-Dollar betragen. Das führte zu beträchtlichem Aufwand hinter den Kulissen, um uns an diese neuen Einschränkungen anzupassen. Gleichzeitig hat es das Team dazu gebracht, seine Organisation anzupassen, zum Beispiel durch die Bildung der Applied Science Abteilung, unserer High-Tech-Ingenieurs-Abteilung.

„Wir mussten die Struktur des Teams verändern, die Art und Weise, wie wir zusammenarbeiten, wir mussten unsere Prozesse optimieren und effizienter werden“, sagte Toto. „Und wir sind der festen Überzeugung: Je effizienter wir arbeiten, desto mehr Performance-Gewinne werden wir auf der Rennstrecke sehen. Es hatte einen großen Einfluss, es hat uns aber auch die Chance gegeben, unser Unternehmen zu überdenken. Deshalb haben wir unsere Applied Science Abteilung gegründet, um auf diese Weise F1 Know-how zu vielen unterschiedlichen Kunden zu bringen. Die Abteilung wird eine wichtige Rolle in unserem Unternehmen spielen.“

4web
Web-Article-Main-web

Aus technischer Sicht bedeutet die Budgetobergrenze, dass wir im Laufe des Jahres umsichtig mit unseren Ressourcen umgehen müssen. Zudem müssen wir sicherstellen, dass jeder ausgegebene Dollar unter der Budgetgrenze so effektiv wie möglich eingesetzt wird. Die Regeln zur Übernahme von Teilen haben die Auswirkungen auf das diesjährige Auto abgefedert, aber je länger das Jahr dauert und je mehr wir unsere Aufmerksamkeit in Richtung 2022 lenken, desto mehr werden wir die Einschränkungen durch die Budgetobergrenze spüren.

„Wir werden versuchen, die Entwicklungsgeschwindigkeit des Autos aufrechtzuerhalten, um zu lernen, wie wir es weiterhin schneller machen können“, fügte James hinzu. „Wir werden länger warten müssen, um die Verbesserungen in größeren Entwicklungsschritten zusammenzufassen, bevor wir das Geld ausgeben, um die Teile herzustellen. Nur so können wir sicherstellen, dass uns nicht schon früh in der Saison das Entwicklungsbudget ausgeht.“

Mercedes-AMG F1 W12 E Performance - Technische Daten

Chassis

Bauart: Kohlefaser und Waben-Kompositstruktur
Karosserie: Kohlefaser, inklusive Motorabdeckung, Seitenkästen, Unterboden, Nase, Frontflügel und Heckflügel
Cockpit: Entfernbarer Fahrersitz aus anatomisch geformter Kohlefaser, OMP Sechs-Punkt-Sicherheitsgurt, HANS-System
Sicherheitsstrukturen: Cockpit-Überlebenszelle mit Aufprall- und Eindringungsschutz, vordere Crash-Struktur, vorgeschriebene seitliche Crash-Strukturen, integrierte hintere Crash-Struktur, Überrollbügel vorne und hinten, Fahrer-Schutzvorrichtung aus Titan (Halo)
Vorderradaufhängung: Kohlefaser-Querlenker und Torsionsfedern (Schubstreben) und Kipphebel
Hinterradaufhängung: Kohlefaser-Querlenker und innenliegende Federn (Zugstreben) und Dämpfer
Räder: OZ geschmiedetes Magnesium
Reifen: Pirelli
Bremssystem: Carbone Industries Carbon / Carbon Bremsscheiben und -Beläge mit „brake-by-wire“ (hinten)
Bremszangen: Brembo
Lenkung: Servounterstützte Zahnstange und Getriebeanordnung
Lenkrad: Kohlefaserkonstruktion
Elektronik: ECU nach FIA-Standard, Elektroniksystem und Elektrik mit FIA-Zulassung
Ausstattung: McLaren Electronic Systems (MES)
Benzinsystem: ATL mit Kevlar verstärkter Gummiblase
Schmiermittel & Öle: PETRONAS Tutela

Kraftübertragung

Getriebe: Acht Vorwärtsgänge, ein Rückwärtsgang, Kohlefaser-Getriebegehäuse
Schaltung: Sequenzielle Halbautomatik mit hydraulischer Aktivierung
Kupplung: Carbonplatte

Abmessungen

Gesamtlänge: Über 5.000 mm
Gesamtbreite: 2.000 mm
Gesamthöhe: 950 mm
Gesamtgewicht: 752 kg