Die 2022 in der Formel 1 eingeführten Regeln führten bei einigen Autos zu “Porpoising”. Aber was genau ist das? TG klärt auf.
In der Saison 2022 führte die Formel 1 neue Regeln ein, die für mehr Spannung und engere Rennen sorgen sollten. Hurra! Es war eine massive Abkehr von den alten Bestimmungen, was bedeutete, dass die Teams ihre Designs im Grunde von Grund auf neu entwickeln mussten.
Das ist der Grund, warum Mercedes vom achtfachen Konstrukteurs-Weltmeister in Folge zu einem einzigen, erbärmlichen Sieg im gesamten Jahr 2022 überging und warum Kommentatoren auf der ganzen Welt immer wieder über “Porpoising” sprachen.
Mercedes Porpoising beim Testen
Was viele Zuschauer zu der Frage veranlasste: “Äh, was genau ist Porpoising?” Eine berechtigte Frage: Selbst erfahrene Fans haben Schwierigkeiten, sich in dem ganzen Jargon der Formel 1 zurechtzufinden, und Porpoising ist nur das jüngste Schlagwort auf der Liste. Direkt hinter Begriffen wie Boxenstopp-Fenster, Rote Flagge, DRS-Zone und allem, was dazwischen liegt.
Um das Thema Porpoising ein für alle Mal zu klären, hat TG diesen praktischen Leitfaden zusammengestellt. Bitte scrollen Sie freundlich weiter…
Was ist Porpoising?
Vereinfacht ausgedrückt ist Porpoising ein aerodynamisches Phänomen, unter dem Formel-1-Autos nach der Einführung der so genannten “Ground Effect”-Philosophie zu leiden begannen. Dabei wird Luft unter ein Auto gesaugt, um es bei hoher Geschwindigkeit auf die Strecke zu ziehen, anstatt über das Auto, um es nach unten zu drücken. Soweit verstanden?
Das Problem ist, je schneller man fährt, desto weiter will ein Auto auf den Boden gesaugt werden. Und wenn es zu nahe kommt, kann dies dazu führen, dass der Luftstrom abreißt – oder “abreißt” – was bedeutet, dass der erzeugte Abtrieb plötzlich abbricht. An diesem Punkt federn die Autos nach oben.
Lewis Hamilton im Mercedes mit Porpoising
Sobald der Unterboden des Autos jedoch frei vom Boden ist, setzt der Luftstrom wieder ein und das Auto wird wieder nach unten gesaugt. Dieses aggressive Auf und Ab ist Porpoising.
Warum heißt es Porpoising?
Ein komisches Wort, nicht wahr? Porpoising kommt von dem bescheidenen Schweinswal, einem im Meer lebenden Säugetier, das dafür bekannt ist, auf der Wasseroberfläche auf und ab zu schwimmen, während es sich fortbewegt. Sehr ähnlich dem Delfin, aber “Delfining” klingt nicht so gut, oder?
Was verursacht Porpoising?
Um etwas weiter auszuholen: Das neueste Regelbuch der Formel 1 entstand aus dem Wunsch heraus, dass die Autos enger aufeinander folgen können. Unter den alten Regeln war es auf den meisten Strecken sehr schwierig, nah genug an einen Rivalen heranzukommen, um ein Überholmanöver im Fernando-Alonso-Stil zu starten, da die Art und Weise, wie die Autos Abtrieb erzeugten, eine Spur turbulenter Luft hinterließ. Wenn man in dieser “schmutzigen” Luft stecken blieb, verlor man Abtrieb, was das Überholen erschwerte.
Das ist der Hauptgrund, warum Formel-1-Autos das DRS (Drag Reduction System) haben; eine Klappe im Heckflügel, die eine höhere Höchstgeschwindigkeit ermöglicht, die die Fahrer öffnen können, wenn sie innerhalb einer Sekunde auf das vorausfahrende Auto sind.
Wie dem auch sei, zurück zum Porpoising. Die neuen Autos der Formel 1 sind so konzipiert, dass sie die von ihnen erzeugte turbulente Luft deutlich reduzieren (beachten Sie die Winglets an den Reifen und wie die Frontflügel viel weniger kompliziert sind als zuvor?), was bedeutet, dass die Autos bei der Fahrt mit der Nase am Getriebe deutlich weniger Leistung verlieren.
Um dies auszugleichen, erzeugen sie den so wichtigen Abtrieb nun durch den Bodeneffekt, mit einem Paar “Venturi”-Tunneln, die unter den Autos verlaufen. Indem man Luft mit hoher Geschwindigkeit durch diese Tunnel zwingt, kann man eine erhebliche Saugkraft erzeugen, die uns die unglaubliche Geschwindigkeit verleiht, die wir alle von den Besten der Formel 1 sehen wollen, ohne die Nachteile von früher.
Porpoising tritt auf, wenn man nicht kontrollieren kann, was der Abtrieb mit dem Luftstrom unter dem Auto anstellt.
Wie kann man Porpoising verhindern?
Oh, das ist einfach, man erhöht einfach die Fahrhöhe des Autos. “Warum machen die Teams das dann nicht einfach?!” hören wir Sie fragen. Nun, das haben sie getan. Für 2023 überarbeitete die FIA das Regelbuch, indem sie die Mindesthöhe der Bodenkante jedes Autos um 15 mm anhob, nachdem sich die Fahrer beschwert hatten, dass das extreme Hüpfen unsicher sei.
Aber es kommt alles wieder auf diese Schlüsselphrase zurück: Abtrieb. Indem man ein Auto (und die Kanten seines Bodens) höher über dem Boden fährt, kann man Porpoising verhindern, aber es bedeutet auch, dass man weniger Abtrieb erzeugt.
Mit weniger Abtrieb wird Ihr Auto langsamer sein. Und wenn Ihr Auto langsamer ist, werden Sie keine Punkte holen. Und wenn Sie keine Punkte holen, wird Guenther Steiner Sie in der nächsten Staffel von Drive to Survive auslachen. Deshalb musste die FIA einschreiten, weil kein Team freiwillig sein Auto verschlechtern und einfach hoffen würde, dass alle anderen das Gleiche tun würden.
Es half auch nicht, dass clevere hydraulische Federungssysteme verboten wurden, zum Teil, weil sie teuer sind (und die Teams jetzt unter einer Kostendeckelung operieren), aber auch, weil festgestellt wurde, dass sie zu der schmutzigen Luft beitragen, von der wir gesprochen haben. Das ist also keine Lösung, die die Teams verfolgen konnten.
Ist Porpoising also gefährlich?
Potenziell ja. Anfang 2022 litt Mercedes stärker unter Porpoising als jedes andere Team im Starterfeld, und nach dem Großen Preis von Aserbaidschan sagte Lewis Hamilton, dass er in den schnellen Kurven mehrmals fast die Kontrolle über sein Auto verloren hätte.
Das Problem war, dass das Auto von Mercedes so tief wie möglich auf dem Boden fahren sollte, und das Team erkannte die unzähligen Probleme, die dies verursachen würde, erst, als es zu spät war. Nachdem man versucht hatte (und scheinbar gescheitert war), sein Konzept vor dem Start der Saison 2023 zum Funktionieren zu bringen, ist das Ergebnis des Großen Preises von Bahrain – bei dem das Team von Aston Martin geschlagen wurde, einem Team, das viele seiner Teile von Mercedes kauft, aber das superschnelle Designkonzept von Red Bull übernommen hat – Teamchef Toto Wolff schließlich zugegeben hat, dass sie zurück ans Zeichenbrett müssen. Ups.
Wie dem auch sei, viele, wenn nicht sogar die meisten Fahrer drängten die FIA zum Eingreifen, wobei einige glaubten, dass es nur eine Frage der Zeit sei, bis sie erhebliche Verletzungen erleiden würden, entweder durch einen schweren Unfall oder durch das wiederholte (und in einigen Fällen recht heftige) Hüpfen.
Mercedes Seitenkästen Porpoising
Ab dem Großen Preis von Frankreich 2022 verhängte die FIA eine akzeptable Grenze für das Hüpfen, die von einem Beschleunigungsmesser in jedem Auto überwacht wurde. Von diesem Zeitpunkt an würde jedes Team, das gegen die Grenze verstößt, gezwungen sein, seine Fahrhöhe zu erhöhen, um das Problem zu beheben, oder möglicherweise aus Sicherheitsgründen ausgeschlossen werden.
Die FIA wählte diesen Ansatz, weil nicht alle Teams so stark unter Porpoising litten, und diejenigen, die die Probleme voraussahen und entsprechende Maschinen bauten, argumentierten, es liege an ihren Rivalen, bessere Autos zu entwerfen. Und sie hatten einen Punkt.
Warum waren einige Teams stärker von Porpoising betroffen?
Gute Frage. Und wenn wir die Gehirnleistung hätten, Ihnen eine detaillierte Antwort zu geben, würden wir wahrscheinlich in Harvard Vorlesungen halten und nicht für TopGear.com schreiben.
Es läuft jedoch alles auf die unterschiedlichen Philosophien hinaus, die die Teams mit ihren Autos verfolgen, und darauf, wie gut diese Designs in die reale Welt umgesetzt werden.
Nehmen wir Mercedes und seine schmale Seitenkastenstrategie: Laut dem Team sollte dies enorme Mengen an Abtrieb erzeugen, aber seine leistungsstarken Computersimulationen sagten das Hüpfen nicht voraus, das in der ersten Testrunde offensichtlich wurde.
Es gab einige Spekulationen, dass das Fehlen von Seitenkästen im Vergleich zu den anderen Teams bedeutete, dass der Unterboden – der so wichtig für die Erzeugung von Abtrieb ist – zu exponiert war und sich daher bei hoher Geschwindigkeit verbog.
Und das ist der Schlüssel: eine stabile, handhabbare Abwärtskraft zu erzeugen, die bis zur Grenze des unter den neuen Vorschriften Möglichen geht (aber nicht darüber hinaus). Es sollte nicht überraschen, dass das F1-Superhirn Adrian Newey ein weiteres dominantes Auto entworfen hat.
Wie haben die Teams Porpoising behoben?
Springen wir in die Gegenwart, so ist das Problem des Porpoising in der Formel 1 weitgehend verschwunden. Selbst der Mercedes – der 2022 einem Carbonfaser-Spacehopper ähnelte – sieht auf der Strecke viel stabiler aus, auch wenn das Auto immer noch viel langsamer ist als der führende Red Bull RB19.
Es gibt ein paar Gründe, warum Porpoising größtenteils behoben wurde. Die FIA hat die Mindesthöhe der Bodenkante um 15 mm angehoben, und obwohl dies dazu beigetragen hat, Porpoising zu beheben, hat die späte Änderung des Regelbuchs die Designpläne einiger Teams zunichte gemacht: McLaren glaubt, dass dies ein großer Faktor dafür ist, dass sein 2023er Auto im Eröffnungsrennen der Saison so langsam ist.
Der andere große Grund ist, dass die Teams 12 Monate Zeit hatten, um das Problem in den Griff zu bekommen, und der Beginn der neuen Saison bedeutet, dass sie mit Autos angereist sind, die Lösungen für Porpoising eingebaut haben. Denken Sie daran, dass die Teams aufgrund der Kostendeckelung nicht mehr Unmengen an Geld ausgeben können, um ihre Autos zu verbessern. Und für viele bedeutete das im Jahr 2022, dass sie ein ganzes Jahr lang an einem fehlerhaften Design festhalten mussten. Schmerzhaft.
Und was haben die Teams konkret gelernt? Nun, viele haben jetzt die Feinheiten der Erzeugung von Abtrieb durch den Bodeneffekt verstanden. Stellen Sie sich das wie das Verstreichen von Butter auf Toast vor: Zum Frühstück wollen Sie einen gleichmäßigen Aufstrich, der die ganze Scheibe bedeckt, aber in der Formel 1 wollen Sie eine Abdeckung, die an den richtigen Stellen ihren Höhepunkt erreicht und dennoch allmählich ausläuft. Mmm, leckerer Abtrieb.
Wie fühlt sich Porpoising an?
Wie der Versuch, Parkour in einem Wäschetrockner zu machen? Oder wie das Fahren auf einem pneumatischen Pogo-Stick?
Offensichtlich sind wir selbst noch kein Formel-1-Auto gefahren, also hier ist Lewis Hamilton, der sich unmittelbar nach dem Baku GP im Jahr 2022 äußerte: “Ich habe dieses Rennen einfach mit Adrenalin überstanden und die Zähne zusammengebissen, um den Schmerz zu ertragen. Ich kann den Schmerz, den man erlebt, besonders auf der Geraden hier, nicht ausdrücken.”
Und hier ist sein Teamkollege George Russell: “Wir haben 90 Minuten lang in jeder Kurve und in jeder Runde auf den Boden geschlagen. Es war ziemlich brutal.”
Mit anderen Worten, nicht angenehm.