Die Ideallinie

15 April 2013

Sie werden mir alle zustimmen, wenn ich sage, dass es beim Fahren auf der Rennstrecke vor allem darum geht, schnell zu sein! Gefahren wird auf einer Rennstrecke oder einer gesperrten Straße, mit dem einzigen Ziel, eine bestimmte Strecke in möglichst kurzer Zeit zurückzulegen. Da Geschwindigkeit für jeden relativ ist, fährt jeder in seinem eigenen Tempo entsprechend seinem Fahrkönnen, aber mit einem gemeinsamen Ziel: schnell zu sein!

Voraussetzungen

Eine für jede Kurve, auf jeder Strecke und für jedes Fahrzeug geltende Regel zu definieren, ist eine unmögliche Aufgabe, da die Ideallinien von zahlreichen Parametern abhängen: der Krümmung bzw. dem Winkel der Kurve, dem verwendeten Fahrzeug, den Reifen, dem Fahrbahnbelag, dem Wetter...

Wir werden auch durch die Gesetze der Physik und die mechanischen Möglichkeiten des verwendeten Fahrzeugs eingeschränkt sein. Da die eines Formel-1-Wagens denen eines Serienfahrzeugs weit überlegen sind, werden wir selbst mit einem Sportwagen Dinge tun können, die mit unseren "Pistenautos" nur schwer umzusetzen sind (ich entschuldige mich im Voraus bei den Formel-1-Besitzern, die durch das Befolgen der Ratschläge dieser Racer's-Ausgabe wertvolle Sekunden verlieren werden).

Darüber hinaus kann das Konzept der "Ideallinie" von Fahrer zu Fahrer variieren. Im Spitzenmotorsport sieht man häufig, dass Fahrer auf der Strecke unterschiedliche Entscheidungen treffen – mit mehr oder weniger Erfolg. Wir werden jedoch sehen, dass sie alle mit ihren Entscheidungen ein gemeinsames Ziel verfolgen.

Der beste Weg für jeden angehenden Piloten, die ideale Linie in einer Kurve zu finden, besteht darin, zu verstehen, wozu sie dient, wovon sie bestimmt wird und was ihr eigentliches Ziel ist. In diesem Zusammenhang gibt Ihnen der Artikel "Die Ideallinie: So funktioniert sie" alle notwendigen Werkzeuge an die Hand, um die Ideallinie für Ihre spezifische Situation zu bestimmen: Strecke, Fahrzeug, Wetterbedingungen usw.

Ein bisschen Mathematik...

Ja, du, der du jahrelang hinten in der Klasse gesessen hast, wirst jetzt auch Mathe machen! Um unsere Leistung auf einer Rennstrecke zu messen, benutzen wir alle eine Stoppuhr, die die Zeit misst. Zeit wird ganz einfach ausgedrückt:

t = d / v

  • d: die Strecke;
  • v: die Geschwindigkeit.

Um die Rundenzeiten auf einer Rennstrecke zu verbessern, können wir zwei Parameter anpassen: die zurückgelegte Strecke und die Geschwindigkeit. Die Geschwindigkeit lässt sich einfach ändern: bremsen oder beschleunigen. Um die zurückgelegte Strecke zu verändern, müssen wir dagegen mit unserer Position auf der Strecke spielen. Über die Wiese zu fahren, ist natürlich ausgeschlossen.

Definition

Versuchen wir nun, die "Ideallinie" zu definieren. Wir haben gesehen, dass wir zwei Parameter anpassen können: die zurückgelegte Strecke und die Geschwindigkeit. Es mag überraschend erscheinen, dass wir die zurückgelegte Strecke auf einer Rennstrecke verändern können, da die Streckenlänge doch festgelegt ist. Festgelegt, ja, aber entlang der Mittellinie: Dies ist die offizielle Streckenlänge, die in den technischen Daten angegeben ist und gemessen wird, indem man die gesamte Runde über in der Streckenmitte fährt.

Berechnen wir die zurückgelegte Strecke in Abhängigkeit von unserer Position auf der Strecke. Auf den Geraden sind die Strecken gleich lang, aber wir legen mehr Strecke zurück, wenn wir ganz außen bleiben, und weniger, wenn wir ganz innen fahren. Am Beispiel der Abbildung unten (eine 10 Meter breite Strecke):

  • äußere Linie: 2.376,8 Meter;
  • mittlere Linie: 2.345,4 Meter;
  • innere Linie: 2.314 Meter.

Das ergibt einen Unterschied von 62,8 Metern zwischen der innersten und der äußersten Linie. Bei konstanten 130 km/h lässt sich dieser Unterschied sehr leicht mit der Stoppuhr beziffern: 65,8 Sekunden außen, 64,9 Sekunden auf der Mittellinie und 64,1 Sekunden innen, also ein Unterschied von 1,7 Sekunden zwischen der innersten und der äußersten Linie.

Eine 180-Grad-Kurve mit drei Linien: außen (die längste), Mitte und innen (die kürzeste), sowie Strecke und Zeit jeder Linie pro Runde
Je weiter innen man bleibt, desto kürzer ist die zurückzulegende Strecke.

Man muss also nur so weit innen wie möglich fahren, um die beste Zeit zu erzielen! Und genau da kommt das Drama: Die Physik greift ein!

Die Ideallinie auf einer Rennstrecke lässt sich daher als der beste Kompromiss definieren, den man je nach Fahrbedingungen zwischen Kurvengeschwindigkeit und zurückgelegter Strecke finden kann. Die Nutzung der gesamten Streckenbreite eröffnet uns zahlreiche mögliche Linien, mit denen wir uns an die jeweilige Situation anpassen können: trockene Strecke, nasse Strecke, Überholen. Begrenzt werden wir dabei durch bestimmte physikalische Gesetze wie die Fliehkraft oder die Haftungsgrenze der Reifen.

Light is right..

Eine der wichtigsten physikalischen Kräfte, die auf unser fahrendes Auto wirken, ist die Fliehkraft. Es gibt noch andere, etwa das Gewicht, den Rollwiderstand oder den Luftwiderstand, aber die Fliehkraft interessiert uns bei der Festlegung unserer Ideallinie ganz besonders.

Am besten versteht man die Fliehkraft, wenn man durch das Bullauge der Waschmaschine schaut, während sie schleudert. Die nasse Wäsche, die in der Trommel mit hoher Drehzahl rotiert, wird nach außen gedrückt. Beim Fahren wirkt dieselbe Kraft auf Sie, sobald Sie das Lenkrad einschlagen: Sie "drückt" Sie zur Seite, die der Lenkrichtung entgegengesetzt ist. Sie lautet:

Fliehkraft = m × V² / R

  • m: die Masse des Fahrzeugs;
  • V: die Geschwindigkeit des Fahrzeugs;
  • R: der Radius, den die Linie beschreibt.

Der erste Parameter, die Masse, ändert sich nicht. Bei ganz genauem Hinsehen ist sie nicht völlig konstant, denn wir verbrauchen Benzin und Reifen und schwitzen hinter dem Lenkrad ... Das ist aber minimal im Vergleich zu den Kräften, die auf unser Fahrzeug wirken. Sie können vor einer engen Kurve versuchen, Ihren Beifahrer aussteigen zu lassen, aber ich bezweifle die Wirksamkeit dieser Methode auf lange Sicht ... ein Versuch lohnt sich!

Deshalb gibt es auch keine Formel-1-Fahrer, die 110 kg wiegen: Sie wären gegenüber ihren Teamkollegen zu stark benachteiligt, da die Fliehkraft direkt proportional zur Masse ist. Es ist auch eine gute Ausrede für angehende Piloten, sich am Frühstücksbuffet unserer liebsten Trackdays den Bauch vollzuschlagen ... "Ich habe sowieso nicht die Statur, um auf hohem Niveau zu fahren!"

Hier finden wir die beiden grundlegenden Parameter wieder, die wir in der Definition der Ideallinie bestimmt haben: die Geschwindigkeit und die zurückgelegte Strecke, wobei R der Radius des Bogens ist, den unsere Linie beschreibt. Je schneller wir durch eine Kurve fahren, desto stärker ist die Fliehkraft, die uns zum Kurvenäußeren zieht.

Das Opfer

Eine Rennstrecke besteht aus Geraden und Kurven. Da auf den Geraden die längsten Strecken zurückgelegt werden, wollen wir auf diesen "Geraden" möglichst viel Geschwindigkeit haben. Nehmen wir zum Beispiel eine 500 Meter lange Gerade: Diese Strecke wird bei 150 km/h in 12 Sekunden, bei 160 km/h in 11,25 Sekunden und bei 170 km/h in 10,6 Sekunden zurückgelegt. Wenn also auf meine Kurve eine 500 Meter lange Gerade folgt und ich dort eine Durchschnittsgeschwindigkeit von 170 km/h statt 150 km/h erreiche, habe ich schon fast anderthalb Sekunden auf meiner Zeit gewonnen.

Unser Hauptziel bei der Erarbeitung unserer Ideallinie wird daher sein, die Geschwindigkeit am Kurvenausgang zu optimieren. Das bedeutet, den Kurveneingang ein wenig zu opfern, um den Ausgang zu begünstigen.

Die Linie in einer langsamen Kurve oder "mit variablem Radius"

In dieser Kurve gibt es zwei deutlich getrennte Phasen: die Positionierungsphase und die Wiederbeschleunigungsphase. Drei Referenzpunkte markieren sie:

  • A: der Einlenkpunkt, an dem ich beginne einzulenken;
  • B: der Scheitelpunkt, die einzige Stelle, an der ich die Innenseite der Kurve berühre;
  • C: der Ausgangspunkt. Puh! Geschafft!
Eine rechtwinklige Kurve mit Ideallinie: spätes Einlenken an Punkt A, Scheitelpunkt B am Kurvenende, Ausgang außen an Punkt C
Die Linie in einer langsamen Kurve: Man opfert den Kurveneingang, um den Ausgang vorzubereiten.
Eine Spitzkehre von oben mit der Ideallinie als rot gestrichelter Linie und den Punkten A, B und C
Eine langsame Spitzkehre: spätes Einlenken an Punkt A, Scheitelpunkt an Punkt B, Wiederbeschleunigung ab dem Ausgang bei C.

Die erste Phase, in der das Fahrzeug in die Kurve einlenkt, beginnt am Einlenkpunkt (A) und endet kurz vor dem Scheitelpunkt (B). Man opfert den Kurveneingang, um den Ausgang vorzubereiten. Der Radius R unserer Linie ist klein (großer Lenkwinkel), was bedeutet, dass die Fliehkraft zu hoch wäre, wenn wir Geschwindigkeit mitnähmen. Deshalb spricht man von einem Opfer: Wir reduzieren die Geschwindigkeit, damit die Fliehkraft uns abbiegen "lässt". Diese Phase endet, sobald das Fahrzeug auf den Kurvenausgang ausgerichtet ist und wir bereit sind, das Lenkrad zurückzudrehen.

Um mit Geschwindigkeit in die Kurve einzulenken, müssen Sie mehrere Techniken beherrschen, insbesondere das Bremsen mit abnehmendem Bremsdruck (Trail-Braking) und das Management der Lastverlagerung. Sie müssen also den Artikel zur Lastverlagerung und den zum Bremsen lesen! Schlau eingefädelt, oder?

Wir sprechen von einer Linie mit variablem Radius, weil wir den Lenkwinkel während der gesamten Kurve in mehreren Phasen ändern, um uns der jeweiligen Kurve anzupassen. Diese Verbindung "Lenkwinkel / Pedalarbeit" ist beim Erlernen des Fahrens auf der Rennstrecke entscheidend. Am Eingang erlauben wir uns einen größeren Lenkeinschlag, weil wir die Geschwindigkeit reduzieren. Am Ausgang vergrößert das Zurückdrehen des Lenkrads den Wert von R in der Fliehkraft: Unsere Linie beschreibt einen größeren Kreis, die Fliehkraft nimmt ab, und wir können die Geschwindigkeit erhöhen, also wieder beschleunigen. Das Wiederbeschleunigen muss fortschreitend und dem Lenkwinkel angepasst erfolgen. Anders gesagt: Je früher ich das Lenkrad zurückdrehe, desto früher beschleunige ich wieder.

Die Projektion des Blicks

Ein großer Teil des Erfolgs dieser Art von Linie hängt von unserem Blick ab. Wir müssen unsere Handgriffe so weit wie möglich vorausplanen, indem wir den Blick weit nach vorn "projizieren", um unserem Gehirn die richtigen Informationen über die kommende Situation zu liefern. Zögern Sie in einer sehr engen Kurve nicht, den Kopf zum Kurvenausgang zu drehen, um die richtigen Informationen zu übermitteln: Ihre Augen sind Sensoren, sie informieren über die aktuelle und die kommende Situation. Das Thema Blickführung könnte einen ganzen Artikel füllen, so wichtig ist es ..

Die Linie in einer schnellen Kurve oder "mit konstantem Radius"

Bei dieser Kurvenart bleibt der Lenkradius konstant. Das R der Fliehkraft ändert sich nicht: Die Geschwindigkeit wird anhand mehrerer Parameter angepasst, etwa der verwendeten Reifen, der Fähigkeiten des Fahrzeugs, der Grip-Bedingungen der Strecke ... und auch des (großen) Herzens des Fahrers! Diese Kurven zählen zu den gefährlichsten auf den Rennstrecken. Die Dunlop-Kurve auf dem Bugatti Circuit, die Fuchsröhre auf der Nordschleife und Blanchimont in Spa-Francorchamps sind gute Beispiele.

Eine schnelle Kurve von oben mit der Ideallinie als rot gestrichelte Linie und den Punkten A, B und C
Eine schnelle Kurve mit konstantem Radius: Der Scheitelpunkt B liegt spät, die Ausfahrt führt an Punkt C nach außen.

Im Allgemeinen versuchen wir in dieser Art schneller Kurve, die Fahrzeuglage stabil zu halten, d. h. wir bleiben leicht auf dem Gas, um das Heck des Autos "zu setzen". Man spricht von konstantem Gas (Schleppgas). Ein klassischer Anfängerfehler ist es, mitten in der Kurve vom Gas zu gehen ... und dann ist das Drama da! Abrupte Lastverlagerung nach vorn, Übersteuern ...

Unabhängig von der Art der Kurve, die Sie anfahren, müssen Sie den Kurvenausgang berücksichtigen. Die Ideallinie wird durch zahlreiche Parameter bestimmt, die je nach Strecke, Fahrzeug und Grip-Bedingungen variieren. Die in diesem Artikel beschriebenen Erläuterungen sollen Ihnen eine Wissensbasis geben, damit Sie selbst die Ideallinie ermitteln können, die zu Ihrer Situation passt.

Sonderfall Schikane, oder Abfolge von Kurven

Bei einer Schikane muss man genauso vorgehen wie bei einer klassischen Kurve und sich die richtige Frage stellen: Wie komme ich zur höchsten Ausgangsgeschwindigkeit? Hier kommt das Opfer wieder ins Spiel!

Eine Schikane von oben mit der Ideallinie als rot gestrichelte Linie und den Punkten A, B, C und D
Eine Schikane: Ziel ist die höchstmögliche Ausgangsgeschwindigkeit, auch wenn dafür die Einfahrt geopfert wird.

Vergleichen wir die Positionierung zweier Fahrzeuge in derselben Schikane. Im ersten Fall lenkt der Fahrer bereits ein, um den zweiten Teil der Schikane zu durchfahren: Er kann wieder beschleunigen, um aus der Kurve herauszukommen. Im zweiten Fall ist der Fahrer zwischen den beiden Teilen der Schikane weit nach außen gedrängt worden. Er hat den Eingang nicht genug geopfert und sitzt nun fest, ohne wieder beschleunigen zu können, weil er noch einlenkt, um wieder auf die richtige Linie zu kommen.

Wären wir aus der ersten Kurve zu weit außen herausgekommen, hätten wir die zweite nicht richtig durchfahren können, mit einer geringeren Ausgangsgeschwindigkeit als Folge. Es ist also entscheidend, an die letzte Kurve vor der nächsten Geraden zu denken und die Linie so zu wählen, dass die Ausgangsgeschwindigkeit möglichst hoch ist.

Dieser Artikel stammt aus Ausgabe 1 von Racer's, dem Magazin von Marc Peraldi. Vielen Dank, Marc!

Dieser Artikel wurde mit Hilfe künstlicher Intelligenz verfasst und von EuropaTrackdays geprüft.