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Rennteams haben das Ziel, einen technologischen Vorsprung zu erlangen, um dadurch schneller als ihre Konkurrenz zu sein und den Titel zu gewinnen. Zu diesem Zweck werden jährlich enorme Ressourcen in die Entwicklung aerodynamischer Komponenten investiert. Folglich ist es wichtig zu verstehen, wie solche passiven und aktiven aerodynamischen Komponenten funktionieren. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Integration aktiver Aerodynamik in Rennfahrzeugen der Formula Student. Ziel der Arbeit ist es, ein oder mehrere aktive aerodynamische Konzepte für den Formula Studenten Rennsport zu ermitteln und die Realisierbarkeit zu überprüfen. Zunächst werden passive und aktive aerodynamische Komponenten im Motorrennsport vorgestellt. Aufgrund der Ähnlichkeit wurden die Formel 1 und ihre Entwicklungen über die Jahre hinweg analysiert. Es wurden die erfolgreichen Konzepte des Formula-Rennsports untersucht und anhand dessen ein Konzept entwickelt. Die wichtigsten Erkenntnisse dieser Arbeit waren, dass sowohl Endplatten als auch eine aktive Heckflügelverstellung maßgeblich für eine Effizienzsteigerung sind. Durch die Anwendung der Endplatten konnte das Verhältnis von Abtrieb zu Luftwiderstand um bemerkenswerte 16,2 % gesteigert werden. Im Detail resultierte dies in einer beachtlichen Zunahme des Abtriebs um 24,1%, wobei der Luftwiderstand lediglich um 3,8% zunahm. Demnach ist eine Auswahl geeigneter Endplatten empfehlenswert. Der aktive Heckflügel wird durch eine Umstellung zweier Elemente des Heckflügels realisiert. Diese Anpassung führte zu einer Reduktion des Abtriebs um 55,3 % und zu einer eindrucksvollen Reduktion des Luftwiderstands um 72,9 %. Racing teams aim to gain a technological edge, enabling them to be faster than their competitors and to win the title. For this purpose, enormous resources are invested annually in the development of aerodynamic components. Consequently, it is crucial to understand how such passive and active aerodynamic components work. This thesis deals with the integration of active aerodynamics in Formula Student racing cars. The objective of the thesis is to identify one or more active aerodynamic concepts for Formula Student racing and to assess their feasibility. First, passive and active aerodynamic components in motor racing are presented. Due to the similarities, Formula 1 and its developments over the years were analyzed. The successful concepts of Formula Racing were studied and based on that a concept was developed. The most important findings of this work were that both end plates and an active rear wing adjustment are decisive for an increase in efficiency. Using end plates increased the downforce-to-drag ratio by a remarkable 16.2%. In detail, this resulted in a remarkable 24.1% increase in downforce, with drag increasing by only 3.8%. Accordingly, a selection of suitable end plates is recommended. The active rear wing is realized by rearranging two elements of the rear wing. This adaptation resulted in a 55.3% reduction in downforce and an impressive 72.9% reduction in drag. |
