Was ist eigentlich der sogenannte Anpressdruck?

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Bei Rennautos oder Supersportwagen wirkt im unbewegten Zustand die Gewichtskraft senkrecht zur Straße. In Bewegung kommt der dynamische Anpressdruck als umgekehrter Auftrieb durch die Karosserie oder durch speziell angebaute Flügel noch dazu. Als Umkehr des Auftriebs wird diese Kraft im Motorsport als Abtrieb bezeichnet und im Englischen auch downforce genannt. Der Anpressdruck ist ein aerodynamischer Effekt und er hängt von der Geschwindigkeit und der Umgebungsluft im Quadrat ab. Je höher die Geschwindigkeit, desto stärker der Anpressdruck.

Spoiler & Co. für mehr Anpressdruck

Bugatti Centodieci Windkanal 2021 6

Der erhöhte Anpressdruck wirkt auf die Radlast und verbessert damit die (Haft-)Reibung der Räder auf der Fahrbahn. Dadurch können die Reifen höhere Seitenführungskräfte entwickeln, wodurch das Fahrzeug höhere Kurvengrenzgeschwindigkeiten erreichen kann. Zusätzlich werden die Hinterräder, besonders bei Rennwagen, durch den stärkeren Anpressdruck stabilisiert und die Anbindung an die Straße wird verbessert. Ansonsten könnten sie durch den stark gestiegenen Luftwiderstand beim schnellen Fahren durchdrehen und so weniger Kraft in Vortrieb übertragen. Mithilfe von verschiedenen Mitteln versuchen Konstrukteure den Anpressdruck gezielt zu erhöhen. Hier gibt es:

  • Flügel an Front oder Heck
  • Glättung des Unterbodens (wegen negativen Bodeneffekten)
  • „umgekehrtes Flügelprofil“ als Kombination vom glatten Unterboden mit einem Diffusor
  • zusätzliche aerodynamische Mittel wie etwa Venturi-Kanäle

Während die Flügel und die anderen Maßnahmen gezielt den Luftwiderstand nutzen, um Anpressdruck, also Abtrieb, zu erzeugen, bewirken Spoiler das Gegenteil. Sie wirken als Luftabweiser und lenken die Umgebungsluft um, damit der Auftrieb des Fahrzeugs gestört wird. Dabei entsteht keine nach unten gerichtete aerodynamische Kraft, sondern lediglich eine Umleitung der Luftströme um die Karosserie. Ein Anpressdruck-erzeugendes Flügelwerk erhöht den Luftwiderstand. Ein hoher Anpressdruck ist wichtig, damit der Wagen seine Kraft voll nutzen kann und so eine hohe Geschwindigkeit sowohl auf der Geraden (gegen den Luftwiderstand) als auch in Kurven ermöglicht wird. Fahrzeugkonstrukteure müssen also entscheiden, welchen der zwei entgegengesetzten Effekte sie zu wie vielen Teilen sie nutzen möchten.

Anpressdruck bei Formel-1-Rennwagen!

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Um in der Formel-1 hohe Geschwindigkeiten fahren zu können, erzeugen die Fahrzeuge mehr Anpressdruck als ihr Gesamtgewicht beträgt. Ein Formel-1-Wagen, der inklusive Fahrer 620 kg wiegt, erzeugt bei 240 km/h einen Anpressdruck von 16 kN, wenn er einen Widerstandswert von 0,93 hat. Das entspricht etwa dem 2,7-fachen vom Gesamtgewicht des Fahrzeugs. Dadurch ist eine Querbeschleunigung von bis zu 3,7 g möglich. Ist die Haftreibungszahl etwa bei 1,8, liegt die Querbeschleunigung bei maximal 4,5 g. Durch diesen Abtrieb können Rennwagen ab gewissen Geschwindigkeiten theoretisch an der Decke fahren, ohne dass sie durch die Schwerkraft abstürzen. Der zusätzliche Abtrieb dient bei Formel-1-Rennwagen dem Erreichen höherer Geschwindigkeiten durch die bessere Überwindung vom Luftwiderstand. Die Daten eines Ferrari F1-2000 sind in der folgenden Tabelle zu finden:

BauteileAnteil am Abtrieb
in Prozent
Frontflügel0,1230,969936,9
Heckflügel0,2970,89934,4
Unterboden (Diffusor)0,0991,08041,3
Räder vorn0,150−0,038−1,4
Räder hinten0,187−0,061−2,3
Leitbleche0,023−0,020−0,8
Rest0,055−0,210−8,0
Gesamt0,9322,617100

Antriebsbeiwerte cA und Widerstandsbeiwerte cw beziehen sich auf die komplette Fahrzeugfläche. Infos: Wikipedia

Das war es natürlich längst noch nicht gewesen!

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