IT meets Formel 1
Der Fahrer lenkt, die Technik denkt

Technologie-Partnerschaften

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Dröhnen zum Saisonstart am 12. März in Bahrain die Formel-1-Motoren, sind auch wieder bekannte Namen aus der IT-Branche mit dabei. AMD und Acer fahren als Sponsoren weiter bei Ferrari mit. Das Logo von Intel ziert dagegen die Karosserie des neuen BMW-Sauber-Teams. AMD und Intel verstehen ihre Verbindungen auch als
»Technologie-Partnerschaften«: Ferrari berechnet seine Formel-1-Wagen beispielsweise mit Hilfe eines Cluster-Rechners mit AMD-Opteron-Prozessoren. Das System aus über vierhundert Opteron-CPUs steht im Ferrari-Hauptquartier im italienischen Maranello.

Ironie des Schicksals

Während das Unternehmen BMW beginnt, sich komplett auf Intel-Technik umzustellen, hat der neue Partner Sauber für die Fahrzeugentwicklung erst kürzlich noch bei AMD eingekauft. Ironie des Schicksals: Vor der Kooperation mit BMW und Intel arbeitete Sauber in der letzten Saison noch mit AMD als Sponsor zusammen und stattete sich dabei mit einem neuen Superrechner namens Albert aus. Dieser verfügt über 530 AMD-Opteron-Prozessoren und sieht angesichts der neuen Zusammenarbeit in eine ungewisse Zukunft.

Rechnen für die Formel 1

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Die Entwicklungsabteilungen nutzen die Superrechner vor allem zur computergestützten Strömungsberechnung (Computational Fluid Dynamics). Berechnet werden die Aerodynamik des Fahrzeugs, aber auch die Bewegung des Benzins im Tank, der Weg der Auspuffgase und nicht zuletzt die komplizierten Verbrennungsvorgänge im Motor.

Zumindest der Windkanal wird vom Computer dennoch auf absehbare Zeit nicht komplett abgelöst. Die Simulation mit dem Superrechner ist aber in Bereichen unabdingbar, bei denen durch Lage und Größe reale Messungen nicht möglich sind. Wie beim Design der Belüftungsschlitze für die Bremsanlage.Aufwändige Crash-Tests werden durch Finite-Elemente-Berechnungen ersetzt, die im Vergleich zur Strömungsberechnung allerdings einen geringen Rechenaufwand bedeuten.

Rennen in Simulation

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Auch bei der unmittelbaren Vorbereitung auf ein Rennen hilft die Computersimulation. Verschiedene aerodynamische Konfigurationen des Rennwagens können im Rechner für die Rennstrecken vorab ausgetestet werden.

Auch wenn viele Unbekannte in die Rechnung eingehen, weicht die Simulation inzwischen nur noch um wenige Prozent vom realen Verhalten des Wagens ab. Spoilerabstimmung, Tankfüllung oder Boxenstopps können so optimiert werden. Und kommt es im Rennen zu unvorhersehbaren Ereignissen wie zum Beispiel einem Wetterumschwung oder einer Safety-Car-Phase, können die Rechner in wenigen Sekunden eine neue Rennstrategie entwickeln.

Fern-Überwachung

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Telemetrie-Systeme helfen, den Wagen beim Rennen unter Kontrolle zu halten. Je nach Team sammeln etwa 70 bis 150 Sensoren im Rennwagen Informationen über den Betriebszustand. Dieter Gundel, Chef der Elektronikabteilung bei Ferrari, zählt gegenüber PC Professionell die Größen auf, die alleine an einem der beiden Hinterräder gesammelt werden: Drehzahl, Querkräfte, vertikale Beschleunigung, Drehmoment, Bremsdruck, Temperatur der Bremsscheiben, Dicke der Bremsklötze, Reifendruck sowie die Temperatur innen und außen.

Per Funk gehen die wichtigsten Daten zur Auswertung an die Box und den Mannschaftswagen der jeweiligen Teams. Rund 2 bis 4 Megabyte an Daten fließen dabei pro Sekunde. Für komplexere Analysen lassen sich die Daten sogar weiter an die Hauptrechenzentren der Rennställe übermitteln. So sind bei Ferrari die Rennstrecken per Standleitung mit der Zentrale in Maranello verbunden.

Die meisten der Datensätze werden aber erst nach dem Rennen analysiert und nicht per Funk übertragen. Zur Datenspeicherung im Auto dienen Flashspeicher. Beweglicher Speicher wie Festplatten hielte den enormen Belastungen nicht stand.

Hart trifft die Techniker das Verbot der bidirektionalen Telemetrie. Daten können damit nur vom Wagen zur Box übertragen werden von dort lässt sich aber direkt nichts ausrichten. Es bleibt nur das Feintuning über den Teamfunk. Anweisung an den Fahrer bei 280 km/h: »Sensor 71 ausschalten, ist fehlerhaft!«