Aktive Aerodynamik: Wie Supercars ihre Form im Fahrtwind ändern

Ein fest montierter Heckflügel ist immer ein Kompromiss: Er ist für einen bestimmten Einsatz ausgelegt und kostet überall sonst Höchstgeschwindigkeit oder Stabilität. Aktive Aerodynamik umgeht diesen Zielkonflikt, indem sie die Form des Autos während der Fahrt verändert. Flügel fahren aus und stellen sich an, Klappen öffnen oder verschließen Luftkanäle, Diffusoren wechseln ihre Stellung. Wie Abtrieb und Luftwiderstand physikalisch entstehen, erklärt der Beitrag Downforce verstehen. Hier geht es um die beweglichen Bauteile, ihre Steuerung und ihren Nutzen.

Von der Luftklappe zum Steuergerät

Die Idee ist älter als jede Fahrzeugelektronik. Mercedes-Benz setzte 1955 beim 300 SLR in Le Mans eine Luftbremse ein: eine große Klappe hinter den Sitzen, die über Hydraulikzylinder aufgestellt wurde und am Ende der langen Geraden zusätzlich verzögerte. Die Trommelbremsen des Wagens waren den Scheibenbremsen von Jaguar unterlegen, die Klappe sollte Bremsen und Reifen schonen.

Elf Jahre später ging Jim Hall mit dem Chaparral 2E weiter. Den hoch über dem Heck stehenden Flügel stellte der Fahrer mit dem linken Fuß per Pedal flach, um auf der Geraden Widerstand zu sparen; ein Kupplungspedal brauchte das Auto nicht. Dasselbe Pedal verschloss einen vorderen Luftkanal, damit die Balance zwischen den Achsen erhalten blieb. Ließ der Fahrer los, ging der Flügel zurück in die Abtriebsstellung. In die Serie kam die Idee leise: Der Porsche 911 der Baureihe 964 erhielt 1989 einen elektrischen Heckspoiler, der oberhalb von 80 km/h ausfährt, weil das flache Heck bei hohem Tempo Auftrieb erzeugte.

DRS und seine Nachfolger

Das bekannteste Beispiel stammt aus der Formel 1. Nachdem bewegliche Aerodynamikteile dort über Jahrzehnte verboten waren, kam 2011 das Drag Reduction System. In festgelegten Zonen durfte ein Fahrer die obere Klappe des Heckflügels öffnen, wenn er am Messpunkt weniger als eine Sekunde hinter dem Vordermann lag. Der Spalt durfte höchstens 85 mm betragen, beim Bremsen schloss die Klappe wieder. Seit der Saison 2026 gibt es DRS nicht mehr. Nun verstellen sich Front- und Heckflügel aller Autos auf festgelegten Geraden in den flacheren Straight Mode und kehren für die Kurven in den Corner Mode zurück, unabhängig vom Abstand zum Vordermann. Als Überholhilfe dient der Overtake Mode mit zusätzlicher elektrischer Energie. Dass vorn und hinten gemeinsam verstellt werden, hat denselben Grund wie die Frontklappe des Chaparral: Nimmt man nur am Heck Abtrieb weg, verschiebt sich die Balance.

Auf der Straße gibt es dasselbe Prinzip in zivilerer Form. Der Porsche 911 GT3 RS der Baureihe 992 flacht auf Knopfdruck in einem definierten Betriebsbereich die Elemente von Front- und Heckflügel ab. Der McLaren P1 verändert dafür den Anstellwinkel des ganzen Flügels. Im Race-Modus senkt er sich zudem um 50 mm ab, sein Heckflügel fährt auf der Rennstrecke bis zu 300 mm aus, auf der Straße bis zu 120 mm. McLaren nennt rund 600 kg Abtrieb, erreicht deutlich unterhalb der Höchstgeschwindigkeit von 350 km/h.

Flügel, Klappen und Diffusoren im Zusammenspiel

Wie fein moderne Systeme abgestuft sind, zeigt die Porsche Active Aerodynamics des 911 Turbo S der Generation 992.1 von 2020. Eine dreiteilige Frontspoilerlippe, ein ausfahrender und kippbarer Heckflügel und stufenlos verstellbare Kühlluftklappen arbeiten zusammen. In der Stellung Eco bleibt alles eingefahren, der cw-Wert sinkt auf 0,33. In Performance fahren alle Segmente und der Flügel aus, Porsche nennt rund 170 kg Abtrieb. Oberhalb von 260 km/h nimmt der Flügel den Anstellwinkel zurück, um Widerstand und Last auf den Hinterreifen zu senken. Die Kühlluftklappen schließen ab 70 km/h so weit wie möglich und öffnen ab 150 km/h linear. Erkennen Sensoren in den vorderen Radhäusern Sprühwasser, kann der Fahrer den Wet-Modus wählen: Die Lippe fährt ein, der Flügel aus, die Balance wandert zur Hinterachse. Der aktuelle Turbo S ergänzt aktive, senkrecht stehende Kühlluftklappen und einen aktiven Frontdiffusor; in der effizientesten Stellung liegt sein cw-Wert nach Porsche zehn Prozent unter dem des Vorgängers.

Ferrari verstellt beim 2024 vorgestellten F80 den Heckflügel stufenlos in Höhe und Anstellwinkel. In der Stellung High Downforce steht er im Winkel von 11 Grad zur Anströmung und erzeugt bei 250 km/h allein über 180 kg Abtrieb, das ganze Auto kommt nach Ferrari auf rund 1.000 kg. In Low Drag hebt sich die Vorderkante, der Anstellwinkel und mit ihm der Widerstand sinken. Der SF90 Stradale trug bereits ein patentiertes bewegliches Heckelement namens Shut-off Gurney, der Lamborghini Revuelto kennt drei Flügelpositionen. Der Pagani Huayra steuert vier einzelne Klappen, je eine an jeder Ecke, anhand von Tempo, Giergeschwindigkeit, Querbeschleunigung, Lenkwinkel und Gaspedalstellung. Mit allen Klappen ausgestellt steigt sein cw-Wert laut Fachpresse von 0,30 auf rund 0,50.

ALA: Lamborghinis Luftweichen

Einen eigenen Weg ging Lamborghini mit ALA, der Aerodinamica Lamborghini Attiva. Statt große Flächen zu bewegen, lenkt das System den Luftstrom um. Beim Huracán Performante von 2017 sitzen elektrisch betätigte Klappen im Frontspoiler und unter der Motorhaube, von wo zwei Kanäle durch das Innere des Heckflügels führen. Sind die Klappen geschlossen, arbeiten Spoiler und Flügel wie feste Bauteile; Lamborghini nannte dafür 750 Prozent mehr vertikalen Abtrieb als beim Huracán Coupé. Öffnen die Klappen, strömt Luft unter den Spoiler und durch den Flügel, Abtrieb und Widerstand sinken. Die Umschaltung dauert nach Herstellerangabe weniger als 500 Millisekunden, gesteuert über die Trägheitsplattform LPI. Weil ALA elektrisch arbeitet, ist es laut Lamborghini 80 Prozent leichter als ein hydraulisches System.

Der eigentliche Kniff ist das Aero Vectoring. Der Innenkanal des Flügels ist links und rechts getrennt, ALA kann in Kurven nur eine Seite öffnen. So erzeugt der Flügel kurveninnen mehr Abtrieb und drückt das entlastete Innenrad stärker auf die Straße. Der Performante fuhr im Oktober 2016 auf der Nordschleife 6:52,01 Minuten, damals Rekord für Serienautos. Der Aventador SVJ von 2018 brachte ALA 2.0; Lamborghini nannte 40 Prozent mehr Abtrieb als beim Aventador SV. Beim Huracán STO verzichtete Lamborghini dagegen auf ALA und setzte auf einen manuell verstellbaren Flügel, begründet mit der Nähe zum GT3-Rennwagen, in dem bewegliche Aerodynamik nicht erlaubt ist. Mehr dazu im Beitrag GT3 gegen Hypercar.

Die Luftbremse

Am deutlichsten wirkt aktive Aerodynamik beim Bremsen aus hohem Tempo. Beim Bugatti Chiron stellt sich der 1,50 m breite Heckflügel 0,8 Sekunden nach dem Tritt auf das Bremspedal auf 49 Grad an. Der Luftwiderstand steigt sprunghaft, und zugleich drückt der Flügel die Hinterachse auf die Straße, laut Bugatti bei 400 km/h mit rund 900 kg zusätzlichem Abtrieb. Bei der dokumentierten Bremsung aus 400 km/h stand der Chiron nach 9,3 Sekunden und 491 Metern. Nachgerechnet ergibt das im Mittel gut 1,2 g, der Hersteller nennt Spitzenwerte um 2 g.

Der Anpressdruck ist dabei mindestens so wichtig wie der Widerstand. Beim starken Bremsen verlagert sich die Last nach vorn, die Hinterachse wird leicht. Mehr Last auf den Hinterrädern bedeutet mehr Bremskraft, die diese Achse übertragen kann, und ein ruhigeres Heck. Der McLaren 750S trägt deshalb einen Flügel mit 20 Prozent mehr Fläche als der 720S, der bei Bremsungen aus hohem Tempo in weniger als einer halben Sekunde voll aufstellt. Auch 911 Turbo S und GT3 RS stellen bei Vollbremsungen ihre Flügel automatisch auf Abtrieb. Was die eigentlichen Bremsen leisten müssen, erklärt der Beitrag Keramikbremsen.

Steuerung, Sensoren und Fahrmodi

Hinter jeder beweglichen Klappe steht eine Regelstrategie. Die wichtigste Eingangsgröße ist die Geschwindigkeit, weil Abtrieb und Widerstand mit ihrem Quadrat wachsen. Dazu kommen Trägheitssensoren, Lenkwinkel, Gaspedal und Bremsdruck. Daraus errechnet das Steuergerät, ob gerade Effizienz, Stabilität oder Verzögerung gefragt ist. Meist ist die Aerodynamik an die Fahrmodi gekoppelt. Beim Chiron sind in Auto, Autobahn und Handling höchstens 380 km/h möglich. Für den Top-Speed-Modus bis 420 km/h braucht es einen zweiten Schlüssel, der Flügel fährt dann nur ein Stück aus. Der Chiron Super Sport zieht ihn in diesem Modus fast ganz ein, damit die Strömung über die volle Länge der Karosserie anliegt und erst am verlängerten Heck abreißt. Die Rekordjagd beschreibt der Beitrag Die schnellsten Serienautos der Welt.

Ganz ohne Fahrer geht es nicht immer. Den Wet-Modus des 911 Turbo S wählt er selbst, für den Flügel gibt es eine Spoilertaste, und schon beim 964 ließ sich der Spoiler über einen Drehschalter in der Mittelkonsole bewegen.

Grenzen der Beweglichkeit

Jede bewegliche Klappe kostet Gewicht, Bauraum und Geld. Stellmotoren, Lager und Sensoren müssen bei jedem Wetter arbeiten, Hitze aus Motor und Bremsen vertragen und nach Jahren noch spielfrei sitzen. Hinzu kommt die Frage nach der Störung: Ein Flügel, der in Abtriebsstellung hängen bleibt, kostet Höchstgeschwindigkeit, einer, der eingefahren bleibt, Stabilität beim Bremsen. Entsprechend wichtig sind eine klare Warnung und ein sicherer Notbetrieb.

Je näher ein Straßenauto am Rennwagen liegt, desto eher setzt es auf feste, von Hand einstellbare Flügel. Für die meisten Supercars hat sich ein Mittelweg durchgesetzt: Die passive Grundform liefert über Unterboden und Diffusor einen großen Teil des Abtriebs, aktive Elemente verschieben die Balance, sparen Widerstand auf der Geraden und helfen beim Bremsen. Der Gewinn zeigt sich weniger in einer Zahl auf dem Datenblatt als in einem Auto, das bei 250 km/h so ruhig liegt wie bei 80 km/h und dabei nicht unnötig Leistung gegen den Wind verbraucht.