Wozu gibt es in der Formel 1 Breitreifen? (fragt Kevin Wießner aus Berlin)

Der Einsatz von Breitreifen in der Formel 1 und im gesamten Motorsportbereich hängt mit der Haftung zusammen. Zwar haben breite Reifen einen höheren Rollwiderstand (im Unterschied zur coulombischen Reibung zweier Körper, wo fast nur die Materialpaarung entscheidend ist), aber sie bieten durch die größere Auflagefläche eine verbesserte Bremswirkung und sie haben mehr Haftung in den Kurven. Beides ist sehr wichtig, wenn ein Auto möglichst schnell auf einer Rennstrecke bewegt werden soll. Auf der Geraden kosten breite Reifen also Geschwindigkeit, doch in den Kurven ermöglichen sie deutlich höhere Geschwindigkeiten und vor den Kurven lässt es sich mit Breitreifen später bremsen. Diese Vorteile sind entscheidend, während Höchstgeschwindigkeit mittels Motorkraft kompensiert werden kann. Wichtig für Haftung und Bremswirkung ist aber auch die Gummimischung der Reifen. Aber das ist ein Thema für sich.

Warum haben große Bremsscheiben eine bessere Bremswirkung?

Größere Bremsscheiben bieten für die Bremsbeläge eine größere Auflagefläche. Das ist entscheidend für die Bremswirkung. Je sportlicher ein Auto ausgelegt ist, desto größer wird die Bremsscheibe gestaltet und somit die Auflagefläche erhöht. Bei Sportwagen werden die Bremssättel selbst, also die Halterungen für die Bremsbeläge, noch größer gestaltet. Auch das erhöht noch mal die Bremskraft durch eine vergrößerte Auflagefläche. Manchmal umfassen die Bremssättel gut ein Viertel bis fast die Hälfte der Bremsscheibe. Wenn es um den Rennsport geht, dann ist aber auch das Material entscheidend. Im Motorsport werden in der Regel Carbon-Keramik-Bremsscheiben und -Bremsbeläge verwendet. Diese sind sehr teuer, haben aber den Vorteil, dass sie temperaturunabhängig eine gleich hohe Bremswirkung haben. Normale Bremsbeläge werden bei Hitze weicher und verlieren so stark an Bremskraft (Fading-Effekt). Außerdem bieten Carbon-Keramik-Bremsen eine Gewichtsersparnis von bis zu 70 Prozent.

Warum erhöht man den Luftdruck der Reifen, um Sprit zu sparen?

Mit einem höheren Luftdruck wird die Auflagefläche eines Reifens verringert. Ein Reifen verformt sich immer auf der Unterseite, die Kontakt zur Fahrbahn hat. Steht ein Auto, dann muss der Reifen wie gegen einen Berg bewegt werden. Daher muss ein Auto auch bei horizontaler Fahrbahn quasi immer leicht "bergauf" geschoben werden. Rollt ein Auto, dann geschieht das eigentlich von selbst, mindert aber die kinetische Energie der Vorwärtsbewegung und führt so über kurz oder lang zum Stillstand. Deshalb ist es auch so schwer, ein Auto anzuschieben, während es deutlich leichter ist, ein schon rollendes Auto in Bewegung zu halten.

Warum lenkt sich ein Kfz schwerer mit breiten Reifen als mit dünnen?

Auch hier spielt die Haftung eine Rolle. Breite Reifen haften besser auf der Straße, haben eine größere Auflagefläche und dadurch mehr Widerstand beim Anfahren oder auch beim Einlenken. Auch hier wird der Reifen ja links und rechts vom Mittelpunkt bewegt und je breiter diese zu bewegenden Flächen seitlich des Mittelpunktes sind, desto schwerer ist die Lenkbewegung. Also muss gegen die Haftung und den Anfahrwiderstand gearbeitet werden. Ein breiter Reifen benötigt daher also mehr Kraft, um gelenkt zu werden.