Optimierung der Rennstrategie im Motorsport: Die Macht des Undercuts und Overcuts

Wir denken oft, dass der Erfolg eines Formel-1-Autos während eines Rennens auf den Fahrer, die Pferdestärken oder die Aerodynamik zurückzuführen ist, doch die Strategie (Under- und Overcut) kann einen viel entscheidenderen Einfluss auf die Ergebnisse haben. Schließlich spielt es keine Rolle, wie schnell Ihr Auto ist, wenn eine schlechte Boxenstopp-Strategie Sie ans Ende des Feldes bringt. 

Die Strategie des Undercuts und Overcuts hat in den letzten Jahrzehnten eine noch wichtigere Rolle gespielt, da sich die Teams und ihre Technologien ständig weiterentwickeln und sich die performance zwischen den Fahrzeugen verringern. Bei ähnlichem Tempo und ähnlicher performance der Strecke ist eine kluge strategische Entscheidung manchmal die einzige Möglichkeit, die den Teams bleibt, um die Konkurrenz zu überholen.

Rennstrategie in der Vergangenheit 

Vor 2010 war das Nachtanken gemäß den Vorschriften erlaubt, was bedeutete, dass der Unterschied in der Rundenzeit zwischen einem fast leeren Auto und einem schweren, vollgetankten Auto bei etwa 1,5 Sekunden lag. Zwar konnte die performance neuen Reifensatzes diesen Rückstand verringern, doch war es schwierig, diesen Nachteil vollständig auszugleichen. Daher wurde der Kraftstoff zur entscheidenden Variable bei der Festlegung der optimalen Rennstrategie.  

Nachdem das Nachtanken jedoch verboten worden war, performance wieder zum wichtigsten strategischen Faktor. Folglich konzentrierten sich die Teams darauf, den Reifenverschleiß zu kontrollieren, um Überholmanöver durch „Undercut“- und „Overcut“-Strategien zu planen. 

performance von Reifen verstehen

Um zu verstehen, wie Unterschneidungen und Überschneidungen funktionieren, müssen wir zunächst das Verhalten von Reifen verstehen.

Das Gummi der heutigen Formel-1-Reifen wird stark von Temperatur und Hysterese beeinflusst, so dass die Rundenzeit, die ein Auto erreichen kann, je nach Lebensphase des Reifens stark variiert. 

• Erfahren Sie mehr über das Verhalten und die Abnutzung von Reifen

Im Wesentlichen lassen sich drei Hauptphasen der performance eines Stints unterscheiden: Aufwärmphase, Stabilisierungsphase und Abnutzungsphase. Der Grip, den der Reifen in jeder dieser Phasen bietet, hängt von der Härte der Mischung ab (Soft, Medium oder Hard). Die folgende Grafik veranschaulicht den typischen Unterschied in der Rundenzeit zwischen einer Soft-, Medium- und Hard-Mischung über die gesamte Dauer eines Stints.

• Die Soft-Mischung Mischung erwärmt sich am schnellsten und erzielt daher die schnellste Rundenzeit zu Beginn. Sobald der weichere Gummi jedoch zu überhitzen beginnt und sich dadurch abnutzt, performance seine performance gegen Ende des Stints deutlich nach. 
• Die harte Mischung baut die Temperatur langsamer auf und braucht daher länger zum Aufwärmen, weshalb sie in Runde 1 0,5 Sekunden langsamer ist als die weiche Mischung. Die härtere Mischung ist jedoch widerstandsfähiger gegen Überhitzung und verschleißt weniger, performance sie performance aufrechterhält und ab Runde 30 0,7 Sekunden schneller ist als die weiche Mischung.
• Die Medium-Mischung Mischung liegt in Bezug auf performance oft zwischen der harten und der weichen Mischung. Allerdings lässt sich diese Mischung manchmal nur schwer auf Temperatur bringen und ist daher zu Beginn des Stints deutlich langsamer als sowohl die harte als auch die weiche Mischung.

Der Rundenzeitunterschied zwischen alten und neuen Reifen sowie die unterschiedlichen Mischungen während der Aufwärmphase (gelb) und der Abbauphase (violett) bieten den Teams die Möglichkeit, die Konkurrenz zu unter- oder überbieten.

Was ist ein Unterschnitt?

F1 Unterschnitt erklärt

Beim Undercut handelt es sich um eine Rennstrategie, bei der ein Fahrer früher als sein Konkurrent an die Box kommt, um sich durch die Verwendung frischerer Reifen einen Vorteil zu verschaffen. Der Schlüssel zu dieser Strategie liegt in drei entscheidenden Phasen: der Überrundung, dem Boxenstopp und der Überrundung. Die während dieser Abfolge verlorene oder gewonnene Gesamtzeit kann zu einem erfolgreichen Überholmanöver führen, da der Fahrer, der an die Box kommt, mit frischen Reifen eine schnellere Rundenzeit fahren kann als ein Konkurrent mit älteren, langsameren Reifen.

In einem Undercut-Szenario muss Fahrer A zuerst an die Box und verliert dort Zeit (etwa 20 Sekunden), aber sobald er mit frischen Reifen auf die Strecke zurückkehrt, kann er eine viel schnellere Outlap absolvieren. In der Zwischenzeit fährt Fahrer B, der mit abgefahrenen Reifen auf der Strecke geblieben ist, eine langsamere Inlap, bevor er schließlich an die Box kommt. Zu dem Zeitpunkt, an dem Fahrer B seinen Stopp absolviert, hat Fahrer A den Geschwindigkeitsvorteil der frischeren Reifen bereits genutzt, um seine Position zu verbessern und Fahrer B zu überholen.

Der Undercut ist besonders auf Rennstrecken mit hohem Reifenverschleiß oder starker thermischer Abnutzung wirksam, wo neue Reifen sofort performance bessere performance bieten. Diese Strategie nutzt die Tatsache aus, dass ältere Reifen deutlich an Leistung verlieren und das Tempo des Wagens verlangsamen. Bei perfektem Timing kann der Undercut einem Fahrer helfen, seinen Rivalen zu überholen, indem er den Grip und die Geschwindigkeit neuer Reifen nutzt.

Schlüsselfaktoren für einen erfolgreichen Undercut:

• performance: Neuere Reifen bieten besseren Grip und höhere Geschwindigkeit, was dem Fahrer beim Boxenstopp einen erheblichen Vorteil verschafft. Es ist entscheidend, den Boxenstopp früh genug anzusetzen, um das Potenzial dieser neuen Reifen voll auszuschöpfen.
• Freier Raum auf der Strecke: Damit der Undercut funktioniert, muss der Fahrer genügend Platz auf der Strecke haben, um die frischen Reifen zu nutzen, ohne durch den Verkehr gebremst zu werden. Ein verkehrsfreies Fenster erlaubt es dem Fahrer, aggressiv zu fahren.
• Effizienz beim Boxenstopp: Ein reibungsloser, schneller Boxenstopp ist unerlässlich. Verzögerungen in der Boxengasse können den Vorteil frischerer Reifen zunichte machen, daher ist eine möglichst kurze Boxenzeit der Schlüssel zu einem erfolgreichen Undercut.
• Streckenbedingungen: Strecken mit hohem Reifenverschleiß begünstigen den Undercut, da neue Reifen einen klaren Geschwindigkeitsvorteil bieten. Außerdem spielen Faktoren wie die Aufwärmphase der Reifen (oder deren Fehlen) und die Luftverhältnisse eine entscheidende Rolle.
• Andere Variablen: Unvorhersehbare Ereignisse wie gelbe Flaggen, Safety Cars oder virtuelle Safety Cars können den Erfolg eines Undercuts beeinflussen. Die Strategie ist am effektivsten, wenn keine solchen Unterbrechungen auftreten.

Was ist ein Überschnitt?

F1 Überschnitt erklärt

Der Overcut ist eine Rennstrategie, bei der ein Fahrer länger auf der Strecke bleibt als sein Konkurrent, der früher an die Box fährt. Das Ziel besteht darin, die sauberere Luft und die geringere Kraftstofflast (da Kraftstoff verbraucht wird) zu nutzen, um schnellere Rundenzeiten zu erzielen, während sich der Konkurrent an der Box befindet, und letztendlich eine bessere Position auf der Strecke zu erlangen, sobald der Fahrer mit dem Overcut seinen Stopp einlegt. Nach dem Boxenstopp kann der Fahrer, der auf der Strecke geblieben ist (Fahrer A), oft vor dem Fahrer, der früher an die Box gefahren ist (Fahrer B), wieder auf die Strecke kommen und so den performance nutzen, der während dieser Runden entstanden ist.

Ein entscheidender Faktor bei der Overcut-Strategie ist, dass Fahrer B, der als Erster an die Box gefahren ist, möglicherweise Probleme mit dem Aufwärmen der Reifen hat, insbesondere wenn er auf eine härtere Mischung wechselt, die länger braucht, um ihre optimale Temperatur zu erreichen. Im Gegensatz dazu wird Fahrer A oft angewiesen, auf abgenutzten Reifen voll zu attackieren, um die performance des Autos performance freier Fahrt zu maximieren und so einen Zeitvorteil zu erzielen. Nach mehreren Runden in dieser Situation kehrt Fahrer A, wenn er schließlich an die Box fährt, möglicherweise vor Fahrer B auf die Strecke zurück und führt den Overcut erfolgreich durch.

Schlüsselfaktoren für einen erfolgreichen Überschnitt:

• Reifenmanagement: Der Fahrer, der auf der Strecke bleibt (Fahrer A), muss auf abgenutzten Reifen wettbewerbsfähige Rundenzeiten fahren und performance diesen entscheidenden Runden performance maximale performance herausholen.
• Streckenbedingungen: Auf Strecken mit geringer Haftung oder geringem Verschleiß oder bei nassen Bedingungen, auf denen es mehrere Überrundungen braucht, um die Reifen auf Temperatur zu bringen, sind Überrundungen üblich. Die sauberere Luft und das leichtere Auto können zu schnelleren Runden führen.
• performance der Konkurrenten: Wenn Fahrer B auf frischen Reifen auf Verkehr stößt oder Probleme beim Aufwärmen der Reifen hat, verschafft dies Fahrer A einen Vorteil. Ebenso kann ein „Overcut“ effektiv sein, wenn ein deutlicher performance zwischen den Fahrzeugen besteht, da das schnellere Auto dann die freie Fahrt nutzen kann, nachdem der Konkurrent an die Box gefahren ist.

Wenn man diese Faktoren zu seinem Vorteil nutzt, kann der Overshoot eine wirkungsvolle Strategie sein, um Positionen auf der Strecke zu gewinnen, insbesondere wenn performance die Verkehrsbedingungen eine entscheidende Rolle spielen.

Ein Unterschnitt in Aktion

Das Überholen eines Gegners während eines Rennens ist ein echter Triumph, doch das volle Ergebnis eines strategischen Unter- oder Überholvorgangs zeigt sich erst am Ende des Rennens. 

Der Große Preis von Bahrain 2021 veranschaulicht dies sehr gut. Das Layout von Sakhir ist hart für die Hinterreifen und bietet daher eine gute Gelegenheit zum Unterbieten. Hamilton verlor die Führung in Runde 1 an Verstappen und Mercedes änderte sofort seine Strategie. Beim ersten Boxenstopp (1) unterbot Mercedes den Red Bull um 4 Runden, was Hamilton ermöglichte, Verstappen in Runde 18 zu überholen. 

Hamilton konnte dann einen Vorsprung von 7 Sekunden vor Verstappen aufbauen und absolvierte in Runde 28 einen zweiten Boxenstopp (2). Um den Undercut zu überwinden, entschied sich Red Bull jedoch, Verstappens Reifenlebensdauer um weitere 11 Runden zu verlängern, um einen Reifenaltersunterschied aufzubauen. Folglich holt Verstappen nach seinem Boxenstopp schnell Hamilton ein und kämpft um die Führung. Obwohl Verstappen strategisch gesehen hätte gewinnen müssen, wurde er nach einem missglückten Überholmanöver nur Zweiter.

Die Macht eines effektiven Überschnitts

Die engen Straßen von Monaco machen diesen Grand Prix zu einem Rennen, das von Verkehr und Reifenschonung geprägt ist. Boxenstopps sind unerwünscht, da es selbst für ein schnelles Auto mit einem Reifenvorteil schwierig ist, sich einen Weg durch das Feld zu bahnen. 

Im Jahr 2021 folgte Hamilton aufgrund einer schlechten Startposition im ersten Stint Gasly. Als die Reifen ausgingen, leitete Hamilton die erste Boxenstopp-Phase ein (1), aber Gasly blieb noch eine Runde draußen und überholte Hamilton, um im langsameren Alpha Tauri vorne zu bleiben. 

Vettel bleibt eine weitere Runde auf der Strecke und überholt sowohl Hamilton als auch Gasly, während Perez, der einen deutlichen performance Autos hat, noch zwei weitere Runden (2) auf der Strecke bleibt und alle drei Fahrer überholt. Durch dieses Manöver schiebt sich Perez von 5 Sekunden Rückstand auf Hamilton auf über 5 Sekunden Vorsprung vor. Letztendlich überholt Hamilton Gasly nie und hält schließlich in Runde 66 an, um einen Versuch auf die schnellste Runde (3) zu starten.

Wann sollte man im Motorsport den Unterschnitt und wann den Überschnitt verwenden?

Die Entscheidung zwischen einem Undercut und einem Overcut hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter die Streckencharakteristik, der Reifenverschleiß und die Rennbedingungen. Auf Strecken mit hohem Reifenverschleiß ist beispielsweise der Undercut oft effektiver, da der performance bei alten Reifen erheblich ist. Auf Strecken mit geringerem Reifenverschleiß kann sich hingegen der Overcut auszahlen, insbesondere wenn ein Fahrer mit einer geringeren Kraftstoffmenge seine Rundenzeiten maximieren kann.

Auch die Wetterbedingungen spielen eine wichtige Rolle. Bei kühleren Bedingungen, bei denen die Reifen länger zum Aufwärmen brauchen, kann der Overcut vorteilhafter sein, da neue Reifen möglicherweise nicht performance optimale performance entfalten. Bei heißen Bedingungen hingegen, bei denen die Reifen schneller verschleißen, könnte der Undercut einen schnelleren Geschwindigkeitsvorteil bringen.

Darüber hinaus sind strategische Entscheidungen zum Verkehrsmanagement und zum Zeitpunkt des Boxenstopps von entscheidender Bedeutung. Ein Undercut erfordert eine freie Strecke nach dem Boxenstopp, während ein Overcut vorteilhaft sein kann, wenn der Fahrer vor seinem Stopp in freier Luft fahren kann.

Webinar: Optimierung der Rennstrategie und -analyse

Bernadette Collins, ehemalige Leiterin der Rennstrategie des F1-Teams von Aston Martin, erläutert anhand von realen Beispielen aus der Formel 1 die Feinheiten der RaceWatch und zeigt, wie sie auch in anderen Sportarten wie Fußball und Rugby eingesetzt werden kann.

Collins erläutert, wie Teams mehr als 1.000 Datenpunkte pro Sekunde erfassen , um über 2 Millionen Vorhersagesimulationen durchzuführen. Dies geschieht in jeder Phase, von den Trainingssitzungen über das Qualifying bis hin zur Durchführung am Renntag. Jede Kurve, jede Spezifikation und jede Vorhersagesimulation wird mit analytischer Präzision erfasst.

In diesem Webinar über Rennstrategie und -analyse erfahren Sie mehr:

• Die Technologie für die Analyse des F1-Teams
• Einsatz prädiktiver Simulationen zur Beeinflussung Performance
• Wie sich Sportarten wie Fußball und Rugby diese Technologie in Zukunft zunutze machen können
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Wie Rennstrategie-Tools helfen können 

Unter dem hohen Druck eines Rennens ist es von entscheidender Bedeutung, schnell präzise Entscheidungen zu treffen, um die Konkurrenz zu übertreffen. Aus diesem Grund verlassen sich Strategen auf Software-Tools für die Rennstrategie wie RaceWatch um den Reifenabbau, das Tempo und die Boxenstopps der anderen Teams vorherzusagen, damit sie sich auf ihre Entscheidungen verlassen können.

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Artikel verfasst von: Gemma Hatton