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Mit Formel-1-"Hündchen"

Warum Pirelli jedes Rennwochenende Gassi geht

29.11.2021 16:37
Er sieht ein bisschen aus wie ein Rasenmäher, misst aber den Grip
© MST
Er sieht ein bisschen aus wie ein Rasenmäher, misst aber den Grip

An jedem Formel-1-Rennwochenende macht Pirelli-Ingenieur Martin Wahl auch ohne Auto ordentlich Kilometer, indem er geduldig um jede Rennstrecke läuft und ein seltsam aussehendes dreirädriges Gefährt vor sich herschiebt.

Es sieht aus wie eine Kreuzung aus einem Rasenmäher und den Geräten, mit denen auf Fußballfeldern die weißen Linien markiert werden. In Wirklichkeit ist es ein Griptester, dessen Aufgabe es ist, das Gripniveau während der gesamten Runde aufzuzeichnen.

Das Gerät, das im Unternehmen als "Doggy" (zu Deutsch "Hündchen") bezeichnet wird, weil es ab und zu spazieren gehen muss, ist eine Innovation, die Pirelli in diesem Jahr eingeführt hat, um die Modellierung bei der Entwicklung der Reifen und der Auswahl der Mischungen für die einzelnen Rennen zu verbessern.

Die neue Maschine wurde erstmals vor dem Grand Prix von Großbritannien im Juli eingesetzt und sammelt seitdem Daten auf den Rennstrecken. Wahl, gewissermaßen das Herrchen des "Doggy", war vor seinem Wechsel zu Pirelli im vergangenen Jahr bei Williams und dem Formel-E-Team von Jaguar tätig.

"Martin kam mit dem Vorschlag, ihn auch für Pirelli-Aktivitäten einzuführen und zusätzliche Daten zu sammeln", sagt Pirellis Formel-1-Chef Mario Isola. "Wie Sie wissen, messen wir am Mittwoch vor dem Rennwochenende auf jeder Strecke die Rauheit."

"Wir haben eine Art 3D-Bild des Asphalts an verschiedenen Stellen der Strecke. Der Unterschied hiermit liegt darin, dass es möglich ist, das tatsächliche Gripniveau rund um die Strecke zu messen", erklärt Isola. "Es geht also nicht nur um einige wenige Punkte auf der Strecke, sondern um eine kontinuierliche Messung. Und das gibt uns einen Eindruck von der Haftung der Strecke."

"Jetzt versuchen wir, diese Messungen mit anderen Dingen zu korrelieren, wie zum Beispiel der Rauheit der Strecke, dem Gripniveau, das die Autos auf der Strecke erfahren, und ob es einen Zusammenhang mit den verschiedenen Mischungen gibt, die wir für jede Veranstaltung auswählen."

Welchen Mehrwert der Griptester Pirelli bringt

Laut Isola hat sich der neue Informationsfluss bereits als wertvoll erwiesen. Zwar sagt er: "Wir haben fast im ersten Jahr unseres Formel-1-Engagement damit begonnen, die Rauheit der Strecke mit einem Laser zu messen, sodass wir jetzt über eine Datenbank mit Strecken aus den letzten zehn bis elf Jahren verfügen."

"Das ist nützlich für uns, um die Alterung der Strecke zu verstehen. Denn selbst wenn die Strecke von einem Jahr zum nächsten Jahr nicht neu asphaltiert wird, kann man eine Veränderung dieser Parameter, der Mikro- und Makrorauheit, feststellen."

"Das hängt davon ab, wie stark die Strecke im Laufe des Jahres genutzt wird, von den Witterungsbedingungen in diesem Gebiet im Sommer und im Winter, von der Art des verwendeten Asphalts. Es gibt uns gute Informationen, aber sie sind nicht vollständig."

"Ein wichtiges Element, das der Griptester liefert, ist zum Beispiel der Unterschied im Grip von einer Kurve zur anderen, vom Bremspunkt bis zum Kurvenausgang, von der Geraden, denn die Autos, die auf der Strecke fahren, haben einen deutlich Einfluss."

"Manchmal können wir sehen, dass in einigen Kurven das Gripniveau niedriger ist, weil die fahrenden Autos die Strecke ebenmäßiger oder weniger abrasiv machen, während wir auf der Geraden ein höheres Gripniveau haben. Aber auf der Geraden braucht man den Grip nicht wirklich. Deshalb wollen wir diese Informationen in Zukunft nutzen, um bessere Zusammenhänge herzustellen."

Pirelli hat bereits einige verblüffende Zahlen entdeckt, wie sich die Strecken im Laufe eines Rennwochenendes entwickeln. "Um ein Beispiel zu nennen: Katar war das erste Mal, dass wir mit der Formel 1 gefahren sind", sagt Isola. "Und so war Martin am Mittwoch auf der Strecke, um den Grip zu messen."

"Im Vergleich zu anderen Strecken war er ziemlich niedrig. Aber dann, während des Freien Trainings, sahen wir, wie sich die Strecke im Laufe des Tages entwickelte. Wir hatten das Gefühl, dass der tatsächliche Grip auf der Strecke höher war als unsere Messungen."

"Deshalb beschloss Martin am Freitagabend, noch einmal mit dem Griptester auf die Strecke zu gehen. Wir stellten eine Steigerung der Haftung um 28 Prozent fest. Das ist ein enormer Unterschied bei nur zwei Sessions, und man bedenke, dass wir keine Begleitveranstaltungen hatten - nur zwei Stunden, in denen die Formel-1-Autos fuhren."

"All diese Informationen sind also wichtig für uns, um die Strecke zu charakterisieren. Es geht nicht nur um das Layouts, nicht nur um die Rauheit der Strecke, sondern auch jedes andere Element ist für unsere Modellierung wichtig. Denn in unserem Modell haben wir ein bestimmtes Gripniveau, und wir wollen dieses Gripniveau mit etwas korrelieren, das wir direkt auf der Strecke messen können."

Wahl erklärt die Funktionsweise des "Doggy"

Wie funktioniert also der "Doggy"? Tatsächlich geht es in erster Linie um den Vorderreifen und wie er mit der Fahrbahnoberfläche interagiert.

"Es gibt ein Schlupfverhältnis zwischen der Hinterachse und der Vorderachse von 15 Prozent", erklärt Wahl. "Anhand des Dehnungsmessstreifens in der Vorderachse weiß das System, wie viel Kraft vorhanden sein sollte. Basierend auf der Widerstandskraft gibt das System dann einen Wert für die Bodenhaftung aus."

"Im Grunde dreht sich der Vorderreifen über eine Kette 15 Prozent langsamer als der Hinterreifen. Man kann also nicht nur einen der Reifen bewegen, sondern sie sind alle durch diese Kette miteinander verbunden", so der Pirelli-Ingenieur.

"Man muss eine Zielgeschwindigkeit erreichen, wenn man ihn antreibt. Wir streben eine Geschwindigkeit von einem Meter pro Sekunde an, um es einfach zu machen. Es ist besser, das ganze Jahr über mit einer Geschwindigkeit zu fahren, als verschiedene Strecken mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu absolvieren."

"Man hat ein Messgerät, und wenn man diesen einen Meter pro Sekunde erreicht, hat man einen kleinen Spielraum. Liegt man darüber oder darunter, dann piept es und sagt einem, dass man schneller oder langsamer fahren soll."

Bei dem Vorderreifen handelt es sich laut Wahl um einen Standardreifen des Anbieters: "Diese Reifen wurden für den Einsatz auf Helikopterlandeplätzen in der Nordsee entwickelt, sodass im Winter bei großer Kälte nicht reißen. Das ist ganz gut, wenn man nach Interlagos fährt und es regnet und kalt ist - im Vergleich zu Katar, wo die Streckentemperatur 35 Grad betrug", erklärt Wahl.

Noch fährt das "Hündchen" mit Standardreifen

Die Hoffnung besteht darin, den serienmäßigen Vorderreifen irgendwann durch eine Sonderanfertigung zu ersetzen, die auf einer richtigen Rennmischung basiert, mit der sich Pirelli gut auskennt. Doch im Moment erfüllt der Standardreifen seine Aufgabe.

"Wir hatten diese Diskussion, bevor wir das Gerät anschafften", sagt Isola. "Wir sind der Meinung, dass wir in dieser Phase der Untersuchung lieber den Gummi verwenden, der vom Lieferanten entwickelt wurde. Das Gerät ist mit dieser Mischung kalibriert, die auf verschiedenen Strecken vergleichbar ist."

"Wir hatten im Grunde zwei Möglichkeiten: die eine war, diese Mischung zu nehmen, und die andere, einen kleinen Reifen mit unserer C3-Mischung herzustellen und diese zu verwenden. Aber dann hätten wir die Referenz des Lieferanten verloren."

"Deshalb wollen wir im Moment die Referenzmischung verwenden, die Daten erhalten und dann versuchen, sie mit unseren Mischungen zu korrelieren. Aber das ist eine Frage der Nachbearbeitung", weiß der Pirelli-Motorsportchef.

Ein offensichtlicher Unterschied besteht darin, dass die Mischungen der Rennreifen bei hohen Temperaturen arbeiten. "Genau das ist der Punkt", sagt Isola. "Unsere Mischungen arbeiten bei einer Temperatur von mehr als 80 Grad. Und wenn man die Maschine mit einem Meter pro Sekunde schiebt, kann man 80 Grad nicht halten!"

"Deshalb ist es viel besser, etwas zu verwenden, das bereits getestet wurde. Dann kann man die Daten nachbearbeiten, um eine Korrelation mit unseren Mischungen herzustellen."

Wenn Wahl die Strecken abläuft, ist es wichtig, dass er der Rennlinie so gut wie möglich folgt. "Wir orientieren uns an der Außenseite des Reifens", sagt er. "Denn wenn es zu einem Abbau kommt, dann wahrscheinlich dort. Ich nutze die Polerunden auf YouTube, um die Linie zu analysieren. Ich schaue mir das am Vorabend an, präge es mir ein und überlege mir dann, wo ich langlaufen muss."

"Katar war etwas schwierig, weil wir Formel-4-Videos verwendeten. Man muss sich also ein bisschen darauf einstellen, wie sich das von einem Formel-1-Auto unterscheidet. Die Formel 4 fuhr mit ziemlich viel Randstein, während die Formel 1 am Scheitelpunkt nicht so viel Randstein nahm. Da muss man ein wenig vorausschauen."

Die Kerbs sind schlecht für Pirellis Griptester

"Mit Randsteinen können wir nicht umgehen. Man fährt einfach so nah wie möglich an den Randstein heran, denn mit den Erschütterungen würde man nur völlig nutzlose Daten erhalten. Wir fahren einfach so nah wie möglich an die Referenz heran."

Die Gripdaten werden auf einer Speicherkarte gesichert, aber Wahl kann sie auch in Echtzeit verfolgen, während er eine Runde fährt. "Es gibt einen Bildschirm, auf dem man eine Grafik sehen kann. Wenn sich also der Asphalt verändert, kann man nachvollziehen, ob die Haftung ab- oder zunimmt", verrät er.

"In Spa gab es die Situation, dass sie wegen der Schäden durch die großen Überschwemmungen mit Lastwagen zu verschiedenen Teilen der Strecke fahren mussten. Eine Kurve war also etwas schmutziger. Dort konnte man auch einen entsprechenden Gripabfall feststellen. Es ist ein bisschen wie in Katar mit dem Sand: Alles, was auf der Strecke ist, was dort nicht hingehört, verändert den Grip."

Wahl und der "Doggy" haben auf ihren Spaziergängen in diesem Jahr schon einige Abenteuer erlebt. Der Pirelli-Ingenieur erinnert sich an Sonntagabend in Budapest.

"Das Wochenende war vorbei und jeder wollte raus. Die Lastwagen überholten mich und es war kurz davor, in Strömen zu regnen. Das war also interessant!", erzählt Wahl. "Am Mittwoch in Spa war ich auf halber Strecke der Eau Rouge. Von La Source bis Les Combes liefen Filmarbeiten, also musste ich abgeholt werden."

"Als ich es das nächste Mal versuchte, war die Batterie leer, weil sie nach Budapest nicht voll aufgeladen worden war. Ich kam also bis zum Ende von Sektor 2 und begann mit Sektor 3, und da blieb er stehen. Ich glaube, ich bin Spa etwa fünfmal abgelaufen einmal sogar im Regen!", erinnert er sich.

"Doggy" kommt bei jedem Wetter zum Einsatz

Das Vermessen von Strecken bei Nässe war eine besonders interessante Übung: "Spa war gut, denn es hat geschüttet und es war so kühl, dass die Strecke nicht richtig trocknete. So hatten wir eine konstante Messung rund um die Strecke, was sehr interessant war."

"Und dann sind wir auch noch eine Runde im Trockenen gegangen. So hatten wir einen Vergleich, den wir an unsere Abteilung für Modellrechnung weiterleiteten, um festzustellen, wie sehr sich der Grip auf der Runde mit dieser Wassermenge unterschied."

Besonders nützlich kann der "Doggy" sein, wenn die Formel 1 neue Strecken besucht - allerdings nur, wenn diese fertig sind. Die Bauarbeiten in Dschidda verhinderten einen Vorab-Besuch, aber Miami wird wohl rechtzeitig vor der Premiere im Mai fertig sein.

"Genau das ist der Zweck", sagt Isola. "Für Saudi-Arabien war es zu spät. Und in diesem Jahr war es wegen der COVID-Beschränkungen auch schwierig. Aber Miami ist ein gutes Beispiel. Wir stehen in Kontakt mit den Organisatoren. Wenn sie bestätigen, dass es fertig ist, planen wir, die Jungs mit Laser und Griptester hinzuschicken, um uns ein Bild davon zu machen, was wir erwarten können."

Isola bestätigt, dass sich die Arbeit von Wahl bereits auszahlt, dessen Zahl an der Basis ausgewertet werden: "Wir geben alle Messwerte an die Abteilung für Modellrechnung weiter, und sie arbeiten damit. Ich glaube, dass es eine gute Korrelation zwischen den Messungen und dem aus den Berechnungen zu erwartenden Gripniveau gibt."

Isola: Besseres Bild als mit weniger Daten

"Es ist nützlich, verschiedene Bedingungen zu verstehen. Wir haben zum Beispiel über die Rennlinie gesprochen, die am repräsentativsten ist. Aber in manchen Fällen hat man auf der Linie ein bestimmtes Gripniveau und außerhalb ein völlig anderes, weil es staubig ist, weil es weniger befahren wird, weil es viele Elemente gibt."

"Aber es ist immer noch nützlich, ein Verständnis dafür zu entwickeln, was der Unterschied ist zwischen verschiedenen Teilen der Strecke oder verschiedenen Bedingungen in der Hitze des Tages, in der Nacht, wenn es feucht ist, wenn es nass ist", weiß Isola.

"Denn dieser Unterschied wirkt sich auf die Performance aus. Damit hängt auch zusammen, wie viel Energie auf die Reifen wirkt oder ob die Reifen rutschen oder nicht. Und wenn man rutscht, überhitzt die Oberfläche. Wenn wir also von Überhitzung sprechen, ist ein Teil davon auf das Gripniveau der Strecke zurückzuführen."

"Wenn wir also die Telemetriedaten mit den Messungen des Griptesters sowie den Bedingungen auf der Strecke, die wir aus Erfahrung kennen, in Beziehung zu setzen, können wir uns ein viel vollständigeres Bild machen als mit weniger Daten."

Ideal wäre es, diese Messung vor dem Rennen und nach dem Rennen durchzuführen. "Denn so können wir auch die Entwicklung der Strecke nachvollziehen", sagt Isola. "Das ist nicht immer möglich, denn bei einem Triple-Header-Rennen müssen wir in aller Eile alles zusammenpacken und natürlich zum nächsten Rennen fahren."

"Aber wenn es in Zukunft auf einigen Strecken die Möglichkeit gibt, die Daten vor und nach dem Rennen zu sammeln, wäre das ebenfalls eine gute Information."

Für Pirelli gibt es zudem ein größeres Bild, wie der Motorsportchef erklärt: "Ich bin froh, dass wir mit dieser Analyse begonnen haben, denn wir nutzen den Motorsport als offenes Labor und verwenden dieses Wissen dann für andere Zwecke."

Pirelli will auch für die Straße dazulernen

"Wir haben jetzt einen Simulator in Mailand, den wir für die Entwicklung von Straßenreifen nutzen. Ein wichtiges Element in dem von uns verwendeten Modell ist das Gripniveau, das eindeutig von der Reifenmischung, dem Arbeitsbereich und vielen anderen Parametern abhängt, aber auch vom Gripniveau des Asphalts auf der Straße, das sich von dem auf der Rennstrecke unterscheidet."

"In dem wir anfangen, mehr Daten von der Rennstrecke zu sammeln und dafür ein besseres Verständnis entwickeln, können wir uns ein Bild davon machen, wie hoch das Gripniveau auf den verschiedenen Straßentypen ist", erklärt Isola.

"Auf der Autobahn gibt es zum Beispiel diesen speziellen Asphalt zur Vermeidung von Aquaplaning, der viel rauer ist. Es könnte interessant sein, die Gripniveau dieses Asphalts im Vergleich zu einem Asphalt in einem Stadtzentrum oder an einem anderen Ort zu verstehen. Es geht nicht nur darum, was wir auf der Rennstrecke machen."

Das ist alles auf lange Sicht. In der Zwischenzeit wird Wahl am Mittwoch mit dem "Doggy" auf der neuen Strecke in Dschidda seine Laufübung absolvieren und dabei zweifellos wie üblich einige seltsame Blicke von Fahrern und Teamingenieuren ernten.

"Ich werde oft gefragt, was das ist", sagt er. "Und wir antworten dann schüchtern, dass wir die Länge der Strecke messen, denn das tut es ja auch!"