Motorsport-Boliden auf dem Weg zur perfekten Balance

Wer in der Formel 1 mitmischen will, arbeitet praktisch ununterbrochen an der optimalen Einstellung für das jeweils nächste Rennen. Das tun die Schweizer Motorsportexperten von Sauber derzeit als Teil des Alfa Romeo F1 Team Stake.

Für das Feilen an der bestmöglichen Aerodynamik verfügen sie über einen eigenen Windkanal in Hinwil, unweit von Zürich. "Wir dürfen laut Reglement nicht am Rennwagen selbst testen", erklärt Peter Herrsche, der bei der Sauber Group die aerodynamische Testarbeit leitet. "Mit einem Modell sind wir aber auch viel flexibler und können effizienter arbeiten."

Das Fahrzeugmodell hat 60 Prozent der Größe seines Vorbilds und ist etwa drei Meter lang. Es fährt auf einem Förderband mit nachgeahmter Rennbahnoberfläche. Eine ausgeklügelte Aufhängung an einem Bewegungssystem sorgt dafür, dass das Modell alle aktiven Manöver simulieren kann, die ein Wagen auf der Strecke vollführt. Eine Turbine mit fünf Tonnen Schub liefert den Gegenwind passend zur Bandgeschwindigkeit, auf die Reifen wirkt ein aerodynamisch erzeugter Anpressdruck.

"Das DRS darf nur in wenigen Streckenabschnitten eingesetzt werden", erzählt Peter Herrsche über einen ausgeklügelten Verstellmechanismus am Heckflügel. "Seine Aktivierung kann beim Überholen aber einen Unterschied von bis zu 25 Stundenkilometern ausmachen." DRS steht für 'Drag Reduction System': Mit einem veränderten Winkel der obersten Schaufel wird der Luftwiderstand gesenkt.

"Gleich nach dem Manöver klappt der Flügel zurück, Luftwiderstand und Anpressdruck steigen wieder an. Die perfekte Balance ist bei jeder Rennstrecke anders", berichtet der Aerodynamikspezialist: "Auf dem sehr schnellen Parcours von Monza wollen wir möglichst wenig Luftwiderstand, auf den engen Straßen von Monte Carlo brauchen wir dagegen viel Anpressdruck."

Bis zu 350 Messstellen erfassen die Druckverteilung an der Oberfläche des Modells. Die Kräfte an Reifen, Front- und Heckflügel werden mit speziellen Waagen gemessen. In einer Testsequenz werden bis zu 70 Positionen wie die Flügelstellung oder das Verhalten des Unterbodens getestet. Außerdem tauschen sich die Aerodynamiker während der Trainingsfahrten auf den Rennstrecken ständig mit dem Rennteam aus. Der 'Popometer' des Fahrers liefert zwar keine exakten Daten, aber dennoch unverzichtbare Informationen für das Finden der optimalen Einstellungen.

Das Ziel ist immer ein möglichst geringer Luftwiderstand bei möglichst gleichmäßig verteiltem Anpressdruck in allen vorstellbaren Situationen. „Beim Bremsen geht die Nase runter, die Wirkung des Luftwiderstands verändert sich entsprechend“, beschreibt Peter Herrsche eine der besonderen Herausforderungen der Testarbeit. "Dabei darf die Fahrzeugunterseite nicht auf dem Förderband aufsetzen. Das würde einen Riesenschaden verursachen. Wir müssen diese Nickbewegung des Modells dynamisch auf einen halben Millimeter genau kontrollieren können."

Dafür muss zum Beispiel die Verstellung der Flügel auf Zehntelmillimeter genau erfolgen. Hier kommen die acht Motoren von FAULHABER ins Spiel. Sechs davon bewegen Aufhängungs- und Steuerungselemente, zwei sind für die Flügelwinkel zuständig. Wo es im Modell besonders eng zugeht, sind die bürstenlosen DC-Motoren der Serie 1226…B im Einsatz. Wo es etwas geräumiger ist, wird das größere Modell 2264…BP4 mit dem Motion Controller MCBL3002 verwendet.

Diese Antriebe liefern das benötigte Drehmoment aus geringstem Volumen und finden auch bei kleinem verfügbarem Bauraum genügend Platz. Um die Aufhängung des Modells an der Decke des Windkanals zu verstellen, verwendet Sauber den stärksten bürstenlosen Motor aus dem FAULHABER-Portfolio: das Modell 4490…B, ebenfalls mit einem Motion Controller, hier aus der Serie MCBL3006.

Die Präzision der Antriebe steht im Forderungskatalog von Sauber an erster Stelle. Haltbarkeit und Zuverlässigkeit folgen aber dichtauf, wie Peter Herrsche betont: „Einerseits beschränkt das Reglement die Dauer der Testläufe im Windkanal. Zugleich steht während der Formel-1-Saison immer schon das nächste Rennen an, auf das wir den Wagen vorbereiten müssen. Da dürfen wir keine Minute verlieren, die eingesetzte Technik muss einfach hundertprozentig verlässlich sein. Die Motoren von FAULHABER tragen seit vielen Jahren dazu bei, und wir sind mit ihnen sehr zufrieden.“