F1-Frontflügel erklärt Der Trick mit dem Outwash

Seit Ferrari Bestzeiten am Fließband fährt, ist die Diskussion über die zwei Frontflügel-Konzepte entbrannt, die das Feld auseinander dividieren. Racing Point-Technikchef Andy Green erklärt uns an den einzelnen Flügeln, was hinter den beiden Philosophien steckt.

Ferrari ist schnell. Sauber ist schnell. Mercedes sucht noch Speed. Ferrari und Sauber fahren einen Frontflügel, bei dem die Flaps Richtung Endplatte schmaler werden. Von vorne gesehen sind die Flaps innen höher als außen. Bei Mercedes und Red Bull ist es umgekehrt. Obwohl Rundenzeiten in der ersten Testwoche noch nicht viel bedeuten müssen, ist jetzt schon eine Diskussion darüber entbrannt, wer mit dem Frontflügel auf das falsche Pferd gesetzt hat und wer nicht. Nicht nur die Körpersprache beim Titelverteidiger lässt erkennen, dass nicht alles nach Plan läuft. „Ferrati ist im Moment klar schneller“, gibt man bei Mercedes zu. Red Bull dagegen wirkt weniger besorgt. Nach eigener Rechnung liegt man zwei Zehntel zurück.

Es geht natürlich nicht nur um den Frontflügel allein. Der Flügel ist aber das dominierende Teil eines komplexen aerodynamischen Konstrukts. Und wenn es da so gravierende Unterschiede in der Handschrift gibt, dann lohnt sich ein Blick hinter die Kulissen. Technik-Guru Adrian Newey erklärt: „Du musst dich für das eine, oder das andere Konzept entscheiden. Eine Mischform gibt es nicht. Die Konzepte sind nur unterschiedlich stark ausgeprägt.“

Wir haben uns von Racing Point-Technikchef Andy Green erklären lassen, was es mit den unterschiedlichen Flügelvarianten auf sich hat. Der Ingenieur, der 1991 zu der Mannschaft gehörte, die den ersten Jordan gebaut hat, ging mit uns Flügel für Flügel durch und ordnete sie in Gruppen ein. Und hier ist das Ergebnis.

Mercedes-Endplatten zeigen nach innen

Green bestätigt, was wir schon anhand der Fotos vermutet hatten: „Die extremsten Auswüchse sind Sauber auf der einen und Mercedes auf der anderen Seite. Die sind praktisch völlig konträr. Am Sauber ist der Ferrari-Flügel am nächsten dran, am Mercedes der von Red Bull.“ Im Fall von Sauber liegt der Verdacht nahe, dass da einer vom anderen abgeschaut hat. Immerhin hat Sauber-Technikchef Simone Resta vorher bei Ferrari gearbeitet. Tatsächlich ist aber alles ganz anders.

Teammanager Beat Zehnder klärt auf: „Für unsere Ingenieure gab es von Anfang an nur dieses Konzept. Sie sind davon ausgegangen, dass jeder diesen Weg einschlagen wird. Als wir Präsentationsfotos von Mercedes und Red Bull gesehen haben, dachten wir, dass sind bloß Ablenkungsmanöver. Wir waren uns sicher, dass die beim Test mit der gleichen Lösung auftauchen wie wir.“ Umso größer war die Überraschung, dass die beiden Topteams tatsächlich mit der komplett anderen Flügelarchitektur auftauchen. Die sieht aus, als wäre sie eine Evolution aus dem Vorjahr.

Die Flügel von Mercedes und Red Bull produzieren eindeutig mehr Abtrieb. Die Flaps stehen außen an den Endplatten deutlich steiler im Wind. Der Nachteil dabei: Die schlechte Luft wird zum Teil innerhalb der Vorderräder vorbeigeführt. Deshalb ist die Anordnung der Leitbleche zwischen Vorderrädern und Seitenkästen beim Mercedes, Red Bull und Renault auch komplizierter als bei den anderen Autos. Hier ist mehr Arbeit nötig, die Strömung in geordnete Bahnen zu lenken.

Es gibt selbst unter den Vertretern der klassischen Linie einen entscheidenden Unterschied, so Green. „Der Mercedes hat als einziges Auto Endplatten, die nach innen zeigen. Beim Red Bull sind sie nach außen angewinkelt. Sie versuchen auch in der Nähe der Endplatten etwas mehr Druck wegzunehmen als Mercedes, um auf dem Weg wenigstens ein bisschen Outwash hinzukriegen. Das sieht man daran, dass der oberste Flap am Mercedes auf maximaler Höhe mit der Endplatte verbunden ist. Beim Red Bull ist da noch Luft. Er ist also tiefer. Der Renault liegt dazwischen.“

Sauber von Anfang an auf Outwash-Trip

Mit Outwash meint Green die Philosophie die vom Frontflügel aufgewirbelte Luft außen an den Vorderrädern vorbeizuschicken. Doch welchen Vorteil hat das Outwash-Prinzip überhaupt? Green erklärt: „Wenn du die Wirbel innen an den Rädern vorbei leitest, bekommst du in diesem Bereich zu viele Verwirbelungen, die du später kontrollieren musst. Idealerweise hast du dort nur die Y 250-Wirbel, die an den Innenkanten der Flaps am Übergang zum genormten Flügelteil entstehen. Diese Wirbel haben wir mittlerweile so gut im Griff, dass wir sie weiter hinten bei den Leitblechen dazu nutzen, die Strömung zu beschleunigen. Die Form dieser Innenkanten definiert diese Wirbelschleppen. Da will man natürlich keine weiteren Störungen haben. Deshalb ist man in den letzten Jahren dazu übergegangen, alle anderen vom Flügel generierten Turbulenzen nach außen abzulenken.“

Das neue Reglement wollte genau das verhindern. Es nimmt den Ingenieuren sämtliche vertikale Strömungsausrichter weg und erlaubt bei den Endplatten nur noch einen moderaten Winkel von 15 Grad nach außen. Die FIA hat die Rechnung ohne den Erfindergeist der Aerodynamiker gemacht. Teams wie Sauber, Ferrari oder auch Toro Rosso senken die Flaps nach außen hin ab und zwingen so die Strömung automatisch auf einen Weg außen an den Vorderrädern vorbei. Die nach außen gerichtete Endplatte unterstützt diese Tendenz noch.

Sauber bestritt dabei einen ganz eigenwilligen Weg. „Bei keinem Auto sind die drei oberen Elemente so flach. Von vorne sieht es fast so aus, als wären sie gar nicht da. Sie haben aber noch einen eigenwilligen Trick. Während fast alle anderen die Flaps auf der Innenseite verstellen können, macht es Sauber außen. Und zwar auf etwa 50 Prozent der Fläche. Das gibt ihnen die Möglichkeit, außen etwas steiler zu werden, sollten sie mehr Abtrieb brauchen. Selbst bei mehr Anstellung kriegen sie mit ihrer Anordnung noch einen Outwash hin. Sauber hat klar das flexibelste Konzept“, erklärt Green.

Red Bull kann schnell reagieren

Der Technikchef von Racing Point ordnet die Frontflügel von sechs Teams in die Sauber-Familie ein. „Am nächsten liegt Ferrari dran, dann Toro Rosso. Beide machen es mit sehr flachen Flap-Profilen. McLaren hat so eine Zwischenlösung. Bis zur Flügelmitte ähneln die Flaps denen des Red Bull. Dann machen sie einen Cut und biegen mit den drei oberen Elementen nach unten ab. Auch sie verstellen die Flaps an der Außenseite.“

Der HaasF1 fällt laut Green eher in die Kategorie McLaren, ist aber noch sehr grob ausgeführt. „Das sieht mir eher wie eine Übergangslösung aus.“ HaasF1-Teamchef Guenther Steiner bestätigt: „Wir haben in Melbourne einen neuen Frontflügel.“ Wir dürfen verraten, dass der noch mehr Richtung Ferrari gehen wird. Das gleiche wird bei Force India passieren. „Wir gehören in die Kategorie Ferrari. Man sieht es jetzt schon, wird es aber bei unserem endgültigen Flügel für Melbourne noch deutlicher erkennen.“

Sollte sich nun herausstellen, dass die Sauber- und Ferrari-Fraktion richtig liegt, müssen Mercedes, Red Bull und Renault dann reagieren? Das hätte auch Auswirkungen auf den Rest des Aerodynamikpakets. Green sieht die Aufgabe für Mercedes am schwierigsten. Weil das Konzept mit der schlanken Nase und wenig Anstellwinkel so einzigartig ist. „Die Ferrari-Fraktion schenkt im Vergleich zu Mercedes und Red Bull zwar Abtrieb am Flügel her, holt ihn sich aber wieder durch eine stärkere Anstellung des Autos zurück. So liegt der Flügel näher an der Straße. Außerdem schaffen sie es über die Form ihrer Nasen, den Mittelteil des Flügels, der eigentlich nur Auftrieb produziert zu neutralisieren. Sie machen das zum Beispiel durch Löcher in den Nasen und einen Tunnel unter dem Chassis.“ Der Rüssel schnüffelt auf der Oberseite des Flügels quasi Luft weg, um dort die Strömung zu verlangsamen. Das reduziert den Auftrieb.

Erste Messungen bestätigen Greens Verdacht, dass Ferrari und Sauber hinten jetzt höher fahren. Von Sauber erfahren wir, dass das dritte Loch in der Nase eine Konsequenz des eigenwilligen Flügelkonzepts war. Vorbild waren Red Bull und McLaren. Das reduziert den Auftriebseffekt und gibt dem Gesamtkonstrukt damit mehr Abtrieb. Deshalb wird es Red Bull auch leichter als Mercedes haben, zu reagieren, wenn es nötig sein sollte. Green: „Red Bull hat schon die Anstellung und sie haben den Schnorchel in der Nase. Die müssten bei einem anderen Flügel hinten nur ein paar Anpassungen machen. Mercedes hätte mehr Arbeit, weil sie die falsche Nase haben und auch nicht so viel Anstellung. Aber das Team ist so groß und so erfahren, dass sie das auch in überschaubarer Zeit schaffen.“

Newey bestätigt Greens Ansicht: „Wir könnten relativ schnell umstellen, sollten wir dazu gezwungen sein. Im Moment sieht es aber nicht danach. Mercedes müsste ein paar Dinge mehr ändern, weil sich ihre Philosophie des Gesamtfahrzeugs deutlich vom Rest unterscheidet.“