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Qualcomm – Jede Sekunde zählt

Qualcomm – Jede Sekunde zählt

Innovative Technologien im Herzen des Mercedes AMG Formel 1-Teams beim Großen Preis der USA in Austin, Texas

Der 5,513 km lange Circuit of the Americas wurde am 21. Oktober 2012 von Lokalmatador und Ex-Formel 1-Weltmeister (1978) Mario Andretti in Austin, Texas eröffnet. Es war der Neubeginn einer langen Liebesbeziehung zwischen den USA und dem Grand Prix-Rennsport.

Das erste Formel 1-Rennen in den USA wurde 1959 auf dem Sebring International Raceway ausgetragen. Danach fuhr die Königsklasse 1960 auf dem Riverside International Raceway in Kalifornien. Von 1961 bis 1980 fand die F1 dann ihre Heimat in Watkins Glen. Nach einer kurzen Rückkehr auf einen Straßenkurs in Phoenis in den Jahren 1989 und 1991 wurde das Rennen zwischen 2000 und 2007 auf dem legendären Indianapolis Motor Speedway ausgetragen.

  • Großer Preis der USA 2016, Freitag

Zwischen 1967 und 1988 tauchten auch noch eine Vielzahl weiterer Austragungsorte in den USA im Formel 1-Rennkalender auf. Den Anfang machte der Long Beach Grand Prix in der Saison 1976. Damit wurden die USA das erste Land nach Italien 1957, das zwei Grands Prix innerhalb einer Saison austragen durfte. Der USA West Grand Prix fand bis 1983 statt und wurde durch den Namen klar vom USA Ost Grand Prix in Watkins Glen abgegrenzt. 1981 gab der Caesars Palace Grand Prix sein Debüt in Las Vegas. Davon gab es allerdings nur zwei Ausgaben und schon 1982 fand der erste Grand Prix in Detroit statt – damit gab es in jenem Jahr drei Formel 1-Rennen in den Vereinigten Staaten. Detroit blieb bis 1988 im Kalender, zudem wurde 1984 auch noch ein Grand Prix in Dallas ausgetragen.

Als die Formel 1 2012 endlich in die Vereinigten Staaten zurückkehrte, erwartete sie mit dem speziell für diesen Zweck erbauten Kurs eine neue, hochmoderne Heimat. So wie sich die Strecke nicht mit Sebring, dem ersten Austragungsort des Rennens in den USA, vergleichen lässt, so sind auch die Fahrzeuge, die darauf fahren, gänzlich anders als ihre Vorgänger. In längst vergangenen Zeiten lag der Fokus vor allem auf dem Talent und dem Mut der Männer am Lenkrad. Heutzutage spielt die Technik eine ebenso wichtige Rolle bei der Performance.

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Ende der 80er Jahre war die Datenerfassung bereits etwas fortgeschrittener als zum Beispiel 1959, aber sie war noch weit von den komplexen Systemen der Gegenwart entfernt: „Als ich vor fast 30 Jahren in die Formel 1 gekommen bin, befanden wir uns noch in einer Pionierphase, was die Datenerfassung anging“, sagt Executive Director (Technical) Paddy Lowe. „Unser erster Datensammler hatte acht Kanäle und konnte nur eine Runde mit einer geringen Datenrate aufzeichnen. Heute stehen uns tausende Kanäle zur Verfügung, die von hunderten Sensoren gespeist werden. Diese messen verschiedene Parameter innerhalb der Power Unit, des Getriebes, der Aufhängung und des Fahrzeug-Bodyworks. Das ist ein enorm wichtiger Aspekt in der modernen Formel 1.“

Aber nicht nur die Fahrzeuge haben sich in dieser relativ kurzen Zeit enorm weiterentwickelt. Rennstrecken – und sogar ganze Stadtzentren – werden heute während eines Grand Prix-Wochenendes in komplett vernetzte Umgebungen verwandelt. Damit werden die Daten- und Kommunikationsanforderungen der Teams und Zuschauer erfüllt. Da die Funkmöglichkeiten von der Boxenmauer nach den Regeländerungen für die Saison 2016 stark eingeschränkt sind, spielt eine schnelle und verlässliche Datenerfassung eine umso wichtigere Rolle. Die Teams müssen heutzutage besser vorbereitet sein denn je, um den Männern im Cockpit nicht nur ein perfektes Auto zu geben, sondern sie auch so lange wie möglich auf die Strecke zu lassen. Danach liegt es an den Fahrern, diesen ominösen Rhythmus auf der Strecke zu finden.

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Ein modernes Formel 1-Lenkrad weist rund 45 individuelle Schalter, Knöpfe und Schaltwippen auf. Davon werden die Schaltwippen mit Abstand am häufigsten benutzt. Auf dem Circuit of the Americas beträgt die durchschnittliche Anzahl an Gangwechseln pro Runde 66. Das entspricht beinahe 3.700 Gangwechseln im Verlauf der Renndistanz von 56 Runden.

Wenn man die Anzahl an Eingaben zählt, die ein Fahrer während der Fahrt tätigt, dann ist jene auf einer Qualifying-Runde besonders beeindruckend. Dabei gilt es seine Lenkbewegungen, Gangwechsel und weitere Eingaben für den Einsatz von DRS / ERS sowie zusätzliche Einstellungen zu berücksichtigen. Insgesamt kommt man so auf mehr als 200 verschiedene Eingaben pro Runde – und das noch bevor, der Tanz auf den Gas- und Bremspedalen überhaupt mitgezählt wird. Eine perfekte Runde zu fahren ist somit keine einfache Aufgabe. Der Fahrer muss sich im Cockpit absolut wohl fühlen und zu 100 Prozent auf seine Aufgaben auf der Strecke konzentriert sein. An diesem Punkt kommen die vielen gesammelten Daten aus den Autos – und eine effiziente Übertragungsmöglichkeit dieser – ins Spiel.

Auf der Strecke überwacht das Team 200 physische Sensoren am Auto. Diese sammeln auf 1.000 Kanälen Daten, 100 Mal pro Sekunde. Sie messen Variablen vom Hydraulikdruck über die Temperaturen der Antriebskomponenten bis zu den hunderten Eingaben, die der Fahrer auf jeder Runde tätigt. In einer „langsamen Aufzeichnung“ (also wann immer Platz auf dem Datensammler ist, sprich alle paar Sekunden) werden 17.000 weitere Parameter aufgezeichnet. Die Datenerfassungsrate beträgt dabei 440kBps im Auto und 250kBps in der Telemetrie an die Box. Insgesamt erzeugen die beiden Autos alle zwei Sekunden ein MB an Daten.

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Einige dieser Daten werden mittels eines Hochfrequenz-Telemetrie-Systems in Echtzeit zurückgesendet. Dieses überträgt die Daten aus dem fahrenden Auto an die Box. Es befinden sich jedoch viel mehr Daten im Auto, als auf diesen Weg übermittelt werden können. Die Lösung dafür war traditionell eine kabelgebundene Verbindung, sobald das Auto an der Box war. Aber selbst das erwies sich als problematisch, da dadurch wertvolle Zeit auf der Strecke verloren ging, während die Daten heruntergeladen wurden. An dieser Stelle kommt unser Technischer Partner Qualcomm ins Spiel. Sie haben dem Team dabei geholfen, diese Zeit auf der Strecke zu optimieren. Die Ingenieure können die Daten, die sehr umfangreich ausfallen können, nun in der Zeit herunterladen, in der das Auto vor der Box stoppt und in diese hineingeschoben wird. Dabei kommt eine extrem leistungsstarke kabellose Verbindung zum Einsatz.

Der auffälligste Vorteil aus diesem Vorgehen entfällt auf das Verständnis der Reifen mittels Infrarot-Kamerasystemen. Genauer gesagt durch die Geschwindigkeit, mit der die Daten verarbeitet werden können. In der Vergangenheit musste die Mannschaft die Kameras nach der Rückkehr des Fahrers an die Box anstöpseln und binnen weniger Sekunden so viele Daten wie möglich herunterladen, bevor das Auto zurück auf die Strecke ging. Es gab einfach nicht genügend Zeit, um den vollständigen Datensatz vor dem Ende der Session herunterzuladen. Dadurch ging die Nützlichkeit der Echtzeitdaten verloren. Die Technologie von Qualcomm erlaubt es dem Team, diese Informationen viel schneller zu übertragen. Wenn das Auto in die Box geschoben wird, haben die Ingenieure die Informationen schon kabellos erhalten – und damit wertvolle Zeit auf der Strecke gewonnen.

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Abgesehen von der deutlich schnelleren Datenübertragung an die Box kann der Onboard-SnapDragon-Prozessor Informationen erfassen und mittels eines Telemetrie-Systems live an die Boxenmauer streamen. Das erlaubt den Ingenieuren, zu sehen, was der Fahrer in jeder Kurve macht, bevor er die nächste erreicht. Dank dieser Informationen befindet sich das Team in einer besseren Position, um das Fahrzeugsetup abzustimmen und den Fahrer mit mehr Infos zu Beginn eines jeden Runs zu versorgen. Dadurch muss der Fahrer die Fahrzeugbalance weniger häufig während einer Runde verändern und kann sich mehr darauf konzentrieren, das Beste aus dem Auto herauszuholen.

Letztlich ist das Ziel dieser Technologie klar: Dank mehr Zeit auf der Strecke und einem besseren sowie schnelleren Verständnisses der Autos kann das Team es Lewis und Nico ermöglichen, sich darauf zu konzentrieren, was sie am besten können: Das absolute Maximum aus ihren Silberpfeilen herauszuholen. Danach soll der bessere Mann gewinnen...

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