Korrelation im Windkanal

So funktionieren Windkanalstunden in F1 diese Saison

Im Windkanal des McLaren Technology Center

Die Windkanalkorrelation ist die Disziplin, die sicherstellt, dass die in einem skalierten Modellwindkanal gemessenen aerodynamischen Daten der Formel 1 tatsächlich dem Verhalten des realen Autos auf der Rennstrecke entsprechen. Wenn die Zahlen nicht übereinstimmen, wird jede im Tunnel getroffene Konstruktionsentscheidung verdächtig, und die Wiederherstellung einer verloren gegangenen Korrelationsschleife ist die mit Abstand teuerste Ingenieursaufgabe in der modernen Formel 1.

Was ist die Windkanalkorrelation in der Formel 1?

Die Korrelation im Windkanal ist ein fortlaufender Prozess, bei dem Messungen an einem skalierten aerodynamischen Modell (typischerweise 60 % Maßstab) mit Daten des realen Fahrzeugs auf der Rennstrecke verglichen werden. Abtrieb, Luftwiderstand, Balanceveränderungen bei veränderter Fahrzeughöhe und Gierverhalten sollten in beiden Systemen übereinstimmen. Stimmen die Werte überein, ist der Windkanal eine verlässliche Entwicklungsumgebung. Weichen sie davon ab, ist jede nachfolgende Entwicklungsentscheidung gefährdet.

Warum Korrelation schwierig ist

  • Die Reynolds-Zahlen im Tunnel unterscheiden sich von den Reynolds-Zahlen auf der Schiene;
  • Das sich unter dem Auto bewegende Band simuliert die Straßenbewegung nur unvollkommen;
  • Reifen verhalten sich in unterschiedlichem Maßstab unterschiedlich, wodurch sich das Verhalten an der Bodenkante ändert;
  • Die Flexibilität von Chassis und Aufhängung auf der Rennstrecke kann nicht perfekt nachgebildet werden;
  • CFD- und Tunneldaten müssen zudem miteinander korrelieren, bevor man ihnen vertrauen kann.

Was passiert, wenn die Korrelation verloren geht?

Das bekannteste moderne Beispiel ist das Mercedes Der W13 von 2022. Seine Windkanaltests deuteten auf die Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs ohne Seitenkästen hin; die Leistung auf der Rennstrecke bestätigte dies nicht. Die Suche nach der korrekten Korrelation kostete Mercedes den Großteil der Saison. Ferrari hatte 2023 mit dem SF-23 ähnliche Probleme. Wenn die Korrelation nicht mehr stimmt, können sich die Ingenieure nicht darauf verlassen, dass eine im Werk getestete Modifikation den erwarteten Leistungszuwachs auf der Rennstrecke bringt.

Korrelation korrigieren

Die Korrelationsarbeit umfasst typischerweise die Neukalibrierung des Windkanalmodells, die Überprüfung des Laufbandverhaltens und die Durchführung spezifischer Korrelationstests mit dem realen Fahrzeug, um zu prüfen, ob ein bekanntes Setup mit der Windkanalvorhersage übereinstimmt. Liegt der Fehler im Windkanal selbst, müssen die Teams mitunter Teile des Laufbands, die Modellhalterung oder die Strömungsaufbereitungsanlage neu bauen. Dies ist kostspielig, zeitaufwendig und kann aufgrund der durch die aerodynamischen Testbeschränkungen begrenzten Streckenzeit nur zwischen den Rennwochenenden durchgeführt werden.

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Häufig gestellte Fragen zur Windkanalkorrelation

Was ist die Windkanalkorrelation in der Formel 1?

Es handelt sich um den Prozess der Bestätigung, dass skalierte Windkanalmessungen dem aerodynamischen Verhalten des realen Fahrzeugs auf der Rennstrecke entsprechen. Die Korrelation ist unerlässlich, damit jede Konstruktionsentscheidung verlässlich ist.

Welcher Maßstab ist F1 Windkanalmodelle?

Gemäß den aktuellen Bestimmungen gilt eine Skala von 60 Prozent. Die FIA ​​legt die Skala und die maximale Tunnelgeschwindigkeit fest, um ein Wettrüsten zu verhindern.

Was ist das Förderband in einem F1 Windkanal?

Unter dem Modell befindet sich ein Hochgeschwindigkeitsförderband, das die sich bewegende Fahrbahnoberfläche simuliert. Es ist unerlässlich für die genaue Nachbildung des Bodens und diffuser Durchfluss.

Welches Team hatte bekanntermaßen Korrelationsprobleme?

Mercedes mit dem W13 Zero-Sidepod-Konzept von 2022, und Ferrari Oldtimer kaufen bei Metropole Sales mit der SF-23 aus dem Jahr 2023. Beide verbrachten Monate damit, die Verbindung zwischen Tunnel und Gleis wiederherzustellen.

Warum kann der Verlust von Korrelationen so viel Zeit kosten?

Weil jede nachfolgende Designentscheidung, die im Windkanal getroffen wird, unzuverlässig wird und eine Korrektur des Fehlers nur zwischen den Rennwochenenden im Rahmen der aerodynamischen Testbeschränkungen der FIA erfolgen kann.

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