Über die Aerodynamik der Helme

Anlässlich der von motorsport-magazin.com hervorgebrachten Helm-Gallerie bin ich aufmerksam geworden auf die verschiedenen Helmmodellen. Ich habe mich gefragt, welches Modell wohl welchen Nutzen hat. Ganz besonders wundere ich mich, welcher Helm der aerodynamisch effizienteste ist.

Was ist eure Meinung dazu?

Hier sind einige unterschiedliche Helmmodelle:

Heikki Kovalainen


Luca Badoer


Michael Schumacher


Jacques Villeneuve

Interessant !
Also welches besser aussieht ist Geschmacksache ! Um die aerodynamische Effienz zu finden brauchen wir nen AerodynamikTest im Windkanal !

Dies ist wohl der aerodynamischste aller Helme








:D:D

der helm selbst soll gar nicht aerodynamisch effizient sein. das einzige was der helm machen kann ist den luftstrom zum ansaugkanal nicht zu behindern oder zu verwirbeln. bei der entwicklung von michael schumachers helm wird darauf rücksicht genommen.

stellt euch vor der helm wäre wirklich aerodynamisch wirksam und würde abtrieb erzeugen, dann würden jpm und ck runtergedrückt werden und gar nicht mehr aus dem auto raussehen, die beiden tun sich ja jetzt schon schwer *g*

I.P. hat geschrieben:

...
stellt euch vor der helm wäre wirklich aerodynamisch wirksam und würde abtrieb erzeugen, dann würden jpm und ck runtergedrückt werden und gar nicht mehr aus dem auto raussehen, die beiden tun sich ja jetzt schon schwer *g*

Er erzeugt Abtrieb!
Schonmal mit 280km/h auf der Autobahn mit einer Rennmaschine gefahren und übers Windshield geäugt?Wenn man da keinen ordentlichen Helm auf hat,dann zerren Kräfte am Kinnriemen,...uiui.
Durch die Vibrationen verschwimmt das Gesichtsfeld und man kann sich nicht mehr richtig Konzentrieren und das bei der Geschwindigkeit!
Welcher F1 Fahrer möchte das über eine Renndistanz mitmachen?!
Für mich zählt ja auch beim Motorradfahren Qualität!
Der F1 Helm muss so gestaltet werden,daß die Airbox möglichst gut bedient wird.Das würde bedeuten,den Druck vor der Airbox möglichst hoch halten.
Irgendwer bei Ferrari meinte mal,das man noch nie so schnelle zusätzliche Leistung gefunden hätte,wie mit einem besseren Helmdesign!

cobra hat geschrieben:

Durch die Vibrationen verschwimmt das Gesichtsfeld und man kann sich nicht mehr richtig Konzentrieren und das bei der Geschwindigkeit!

wie bei kimi am nürburgring

aber zum thema, was mir immer aufgefallen ist, dass nico in der GP2 immer einen durchsichtigen spoiler hinten am helm hatte, warum, weiß ich nicht, nur wenn es umsonst wäre, könnte man es auch weglassen

hier kann man den spoiler sehen

cobra hat geschrieben:

I.P. hat geschrieben:

...
stellt euch vor der helm wäre wirklich aerodynamisch wirksam und würde abtrieb erzeugen, dann würden jpm und ck runtergedrückt werden und gar nicht mehr aus dem auto raussehen, die beiden tun sich ja jetzt schon schwer *g*

Er erzeugt Abtrieb!

nein, tut er nicht

cobra hat geschrieben:

Schonmal mit 280km/h auf der Autobahn mit einer Rennmaschine gefahren und übers Windshield geäugt?Wenn man da keinen ordentlichen Helm auf hat,dann zerren Kräfte am Kinnriemen,...uiui.

ja, sogar mit 281 *g*. ich hab definitiv nur den druck von vorne gespürt und nicht von oben. abtrieb wäre von oben nach unten

cobra hat geschrieben:

Durch die Vibrationen verschwimmt das Gesichtsfeld und man kann sich nicht mehr richtig Konzentrieren und das bei der Geschwindigkeit!

das stimmt in der tat

cobra hat geschrieben:

Irgendwer bei Ferrari meinte mal,das man noch nie so schnelle zusätzliche Leistung gefunden hätte,wie mit einem besseren Helmdesign!

das war aus dem grund dass der helm den luftstrom zur airbox nicht behindert und nicht verwirbelt, wie ich oben schon geschrieben habe. das hat nichts mit abtrieb zu tun.

I.P. hat geschrieben:

...
nein, tut er nicht
...

Tut er doch!
Er drückt dem Fahrer nur nicht übermäßig auf dem Kopf.
Denn jeder 08/15 Helm würde bei diesen Geschwindigkeiten Auftrieb erzeugen und dem wird mit einem abtrieberzeugenden Design entgegen gewirkt.
Während ein Biker sich bei hohen Geschwindigkeiten im Windschatten seines Windshield befindet,muss bei F1 Wagen der Helm die Luft beruhigen und führen.
Deshalb haben die F1 Helme auch diese Spoiler am Kinnbereich.
Jetzt könnte man sagen,die spoiler liegen doch weit unterhalb der laminaren Strömungszone hinter den kleinen Windabweisern,noch hinterm Lenkrad.
Klar tun sie,aber sie liegen dort in einem Bereich turbulenter Strömung,die dazu neigt den Overall und Helm zum Flattern zu bringen.
Diese turbulenten Strömungen werden mit den Spoilern begradigt und nach oben abgeleistet.Durch das nach oben ableiten wird dann ebenfalls der kompensierende Abtrieb erzeugt.

cobra hat geschrieben:

I.P. hat geschrieben:

...
nein, tut er nicht
...

Tut er doch!
Er drückt dem Fahrer nur nicht übermäßig auf dem Kopf.
Denn jeder 08/15 Helm würde bei diesen Geschwindigkeiten Auftrieb erzeugen und dem wird mit einem abtrieberzeugenden Design entgegen gewirkt.

"nicht auftrieb erzeugen" ist noch lange nicht gleichzusetzen mit abtrieb erzeugen. das lenkrad erzeugt auch keinen auftrieb, deshalb ist es trotzdem kein teil das aerodynamischen abtrieb erzeugt

cobra hat geschrieben:

Während ein Biker sich bei hohen Geschwindigkeiten im Windschatten seines Windshield befindet,muss bei F1 Wagen der Helm die Luft beruhigen und führen.

das stimmt

cobra hat geschrieben:

Deshalb haben die F1 Helme auch diese Spoiler am Kinnbereich.
Jetzt könnte man sagen,die spoiler liegen doch weit unterhalb der laminaren Strömungszone hinter den kleinen Windabweisern,noch hinterm Lenkrad.
Klar tun sie,aber sie liegen dort in einem Bereich turbulenter Strömung,die dazu neigt den Overall und Helm zum Flattern zu bringen.
Diese turbulenten Strömungen werden mit den Spoilern begradigt und nach oben abgeleistet.Durch das nach oben ableiten wird dann ebenfalls der kompensierende Abtrieb erzeugt.

f1 helme haben nicht per definition spoiler am kinnbereich. ms' helm hat ihn z.b. nicht, kovalainens helm hat so eine ausbuchtung direkt unter dem visier, nur badoers helm hat den deutlich, das ist aber ein ganz normaler bieffe helm den ich sogar selbst mal hatte.

im grunde verstehen wir die funktion des helmes genau gleich, nämlich das begradigen der luftströmung und diese auf ihrem weg zur airbox nicht zu behindern nur du meinst das wäre abtrieb, ist es aber nicht.

Also mal ein wenig Grundlage zur Aerodynamik. Da die Luft nur Oberhalb und seitlich des Helmes vorbeiströmt, nicht jedoch unten, ergibt sich ein aerodynamisches Ungleichgewicht.
Lange Rede, kurzer Sinn: Es kommt der selbe Effekt zum Tragen wie bei den freistehenden Reifen, die ebenfalls Auftrieb erzeugen: Oberhalb de4s Körpers entsteht ein Unterdruck, der Helm des Fahrers wird nach oben gesaugt. Daher werden Spoiler angebracht, die diesen Effekt im Idealfall kompensieren. Da gehts nicht um Optik. und der Bürzel bei Heikkis Helm erzeugt direkt beim Lufteinlass seines Helmes eine Hochdruckzone, wodurch zwei Effekte entstehen. Zum einen einen erhöhten Luftdurchsatz bei der Lüftung, und den Effekt, der auch beim Splitter der DTM Autos entsteht: Oben viel Druck, unten wenig, dieses Teil erzeugt Abtrieb.

Noch Fragen?

JNagel hat geschrieben:

Also mal ein wenig Grundlage zur Aerodynamik. Da die Luft nur Oberhalb und seitlich des Helmes vorbeiströmt, nicht jedoch unten, ergibt sich ein aerodynamisches Ungleichgewicht.
Lange Rede, kurzer Sinn: Es kommt der selbe Effekt zum Tragen wie bei den freistehenden Reifen, die ebenfalls Auftrieb erzeugen: Oberhalb de4s Körpers entsteht ein Unterdruck, der Helm des Fahrers wird nach oben gesaugt. Daher werden Spoiler angebracht, die diesen Effekt im Idealfall kompensieren. Da gehts nicht um Optik. und der Bürzel bei Heikkis Helm erzeugt direkt beim Lufteinlass seines Helmes eine Hochdruckzone, wodurch zwei Effekte entstehen. Zum einen einen erhöhten Luftdurchsatz bei der Lüftung, und den Effekt, der auch beim Splitter der DTM Autos entsteht: Oben viel Druck, unten wenig, dieses Teil erzeugt Abtrieb.

Noch Fragen?

klar, eine ganz grundlegende: warum hat ausgerechnet michael schumachers helm keine spoiler? schuberth entwickelt diesen helm speziell nach den vorgaben und anforderungen von schumacher und dem einsatz in einem formel 1 auto.

schuberth behauptet alles mögliche von dem RF1 helm, von optimaler belüftung, über größtmögliche sicherheit bis hin zu aerodynamischen qualitäten die sich darin äußern den luftstrom zur airbox und zum heck des autos nicht zu beeinflussen. nur von abtrieb sagen sie nichts. vielleicht weil der helm doch kein bauteil ist das abtrieb erzeugen soll?

Schau: Der Helm wird durch den Luftstrom, der über ihn streift, nach oben gesaugt. Also muss diesem Effekt gegengesteuert werden. Je nach empfinden des Fahrers oder den spezifischen aerodynamischen Eigenheiten des Autos, mehr oder weniger. Daher werden am Helm Spoiler angebracht, damit er diesen Effekt aufhebt. Wenn du den Helm isoliert betrachtest, bringt er minimal Abtrieb. Wenn du ihn als System mit dem Auto betrachtest, bringt er keinen. Dann ist er neutral, da sich der vom Helm erzeugte Abtrieb und der zwangsweise zu stande kommende Auftrieb im Idealfall aufheben.

Auf Michaels Helm bezogen: Wie dir sicherlich auch schon aufgefallen ist, hat keiner der Ferrari-piloten, weder Michael, Felipe oder Badoer, einen Helm mit Spoiler an, wenn er den f248 fährt. Daraus könnte man ableiten, dass der Effekt bei diesem Auto nicht so stark ist. Aber um das genau zu verifizieren, müsste man Zugang zu den Windkanaldaten haben, oder ein Gespräch mit einem der Fahrer wäre sicherlich sehr aufschlussreich.

ich kenne die aerodynamischen grundlagen, also könnten wir bitte beim thema dieses threade bleiben, den helmen, und nicht dauernd ins allgemeine abgleiten?

wegen michaels helm: nein, das ist mir noch nicht aufgefallen, mir ist viel eher aufgefallen dass michaels helm noch nie spoiler hatte, auch nicht in den autos davor.

hast du daten dass ein helm für sich isoliert betrachtet abtrieb bringt oder ist das eine theorie? weil theoretisch ist von auftrieb bis abtrieb oder auch annähernd neutral alles möglich. nichtsdestotrotz denke ich nach wie vor dass der helm kein element ist dessen aerodynamische aufgabe es ist abtrieb zu erzeugen.

I.P. hat geschrieben:

dass michaels helm noch nie spoiler hatte, auch nicht in den autos davor

er hatte ein jahr mal einen spoiler, ich glaub 96, bin mir aber nicht sicher

Iceman's good hat geschrieben:

I.P. hat geschrieben:

dass michaels helm noch nie spoiler hatte, auch nicht in den autos davor

er hatte ein jahr mal einen spoiler, ich glaub 96, bin mir aber nicht sicher

ich meine seit der zeit als schuberth extra für ihn einen helm entwickelt hat. ich bin mir sicher auch ms hat irgendwann in seiner karriere mal helme mit spoiler getragen.

aber ich kenne nicht jeden einzelnen ms helm im detail, vielleicht gibts irgendwo im internet darüber eine history.

I.P. hat geschrieben:

ich kenne die aerodynamischen grundlagen, also könnten wir bitte beim thema dieses threade bleiben, den helmen, und nicht dauernd ins allgemeine abgleiten?

wegen michaels helm: nein, das ist mir noch nicht aufgefallen, mir ist viel eher aufgefallen dass michaels helm noch nie spoiler hatte, auch nicht in den autos davor.

hast du daten dass ein helm für sich isoliert betrachtet abtrieb bringt oder ist das eine theorie? weil theoretisch ist von auftrieb bis abtrieb oder auch annähernd neutral alles möglich. nichtsdestotrotz denke ich nach wie vor dass der helm kein element ist dessen aerodynamische aufgabe es ist abtrieb zu erzeugen.

Wegen der aerodynamischen Grundlagen bin ich mir bei dir ehrlich gesagt nicht ganz so sicher. Nichtsdestotrotz hatte ich letztes Jahr auch die Ehre, mit Geoff Willis zu sprechen. Da wurde allerhand interessantes Diskutiert, unter anderem auch der Cockpitbereich, wo hoher Druck herrscht, wie er abgeleitet wird, etc. Es ist nicht auf meinem Mistgewachsen, dass Über dem Fahrerkopf ein Unterdruck entsteht, da Matta war der selben Auffassung, und der müsste es wissen.
Wenn du jetzt bezweifelst, dass der Helm nach oben gasaugt wird, muss ich an deinen deiner Meinung nach vorhandenen aerodynamischen Kenntnissen zweifeln.
Der Effekt ist nicht sehr stark, aber er kann je nach Fahrer und Fahrzeug als relativ störend empfunden werden. Daher favorisieren manche Fahrer Helme mit einem Spoiler, da der den Auftrieb minimalisiert, und im Idealfall kompensiert. Hiermit ist nicht gemeint, dass er Abtrieb erzeugen soll, wie ein Flügel, damit das Auto besser auf der Straße haftet. Aber aus dem letzten Absatz deines Postings lässt sich schließen, dass du davon überhaupt keine Ahnung hast, und nur darauf bedacht bist, deine Position als die Richtige darzustellen.

Und zu Michaels Helm: In der Saison 1998, 1999, teilweise 2000 und 2001 fuhr er Helme mit Spoiler.

JNagel hat geschrieben:

I.P. hat geschrieben:

ich kenne die aerodynamischen grundlagen, also könnten wir bitte beim thema dieses threade bleiben, den helmen, und nicht dauernd ins allgemeine abgleiten?

wegen michaels helm: nein, das ist mir noch nicht aufgefallen, mir ist viel eher aufgefallen dass michaels helm noch nie spoiler hatte, auch nicht in den autos davor.

hast du daten dass ein helm für sich isoliert betrachtet abtrieb bringt oder ist das eine theorie? weil theoretisch ist von auftrieb bis abtrieb oder auch annähernd neutral alles möglich. nichtsdestotrotz denke ich nach wie vor dass der helm kein element ist dessen aerodynamische aufgabe es ist abtrieb zu erzeugen.

Wegen der aerodynamischen Grundlagen bin ich mir bei dir ehrlich gesagt nicht ganz so sicher.

ich mir bei dir auch nicht aber das macht nichts, dafür gibts ja die sprache um sich zu verständigen.

JNagel hat geschrieben:

Nichtsdestotrotz hatte ich letztes Jahr auch die Ehre, mit Geoff Willis zu sprechen. Da wurde allerhand interessantes Diskutiert, unter anderem auch der Cockpitbereich, wo hoher Druck herrscht, wie er abgeleitet wird, etc. Es ist nicht auf meinem Mistgewachsen, dass Über dem Fahrerkopf ein Unterdruck entsteht, da Matta war der selben Auffassung, und der müsste es wissen.

kein zweifel, was jetzt aber in keinster weise belegt dass ein helm abtrieb erzeugt oder auch erzeugen soll.

JNagel hat geschrieben:

Wenn du jetzt bezweifelst, dass der Helm nach oben gasaugt wird, muss ich an deinen deiner Meinung nach vorhandenen aerodynamischen Kenntnissen zweifeln.

dass du gerne zweifelst habe ich schon bemerkt, ich würde trotzdem gerne sachlich bleiben. geht das?

JNagel hat geschrieben:

Der Effekt ist nicht sehr stark, aber er kann je nach Fahrer und Fahrzeug als relativ störend empfunden werden. Daher favorisieren manche Fahrer Helme mit einem Spoiler, da der den Auftrieb minimalisiert, und im Idealfall kompensiert. Hiermit ist nicht gemeint, dass er Abtrieb erzeugen soll, wie ein Flügel, damit das Auto besser auf der Straße haftet.

also doch nicht. da bin ich aber froh dass wir uns da doch noch einig geworden sind.

da es sich beim auftrieb den manche helme in manchen cockpits erzeugen können um eine größenordnung handelt die nicht gefährlich ist sondern lediglich als störend empfunden wird würde ich sagen es handelt sich um weniger als 5kg auftrieb, auf gar keinen fall um 10kg oder mehr. das ist eine größenordnung die im gesamtsystem formel 1 auto nur eine sehr untergeordnete rolle spielt was ich ursprünglich auch gemeint habe indem ich sage dass die konzeptionelle aufgabe eines formel 1 helmes am allerwenigsten darin besteht abtrieb zu erzeugen. vielleicht kann ein daraufhin optimierter helm 10kg abtrieb bei 300km/h erzeugen, das möchte ich gar nicht bestreiten aber das kann ein außenspiegel auch und auch dessen aufgabe ist es nicht für abtrieb zu sorgen sondern es ist lediglich ein nebeneffekt.

JNagel hat geschrieben:

Aber aus dem letzten Absatz deines Postings lässt sich schließen, dass du davon überhaupt keine Ahnung hast, und nur darauf bedacht bist, deine Position als die Richtige darzustellen.

naja, da habe ich mich wohl mit der sachlichkeit getäuscht was ich eigentlich sehr schade finde weil du in der sache durchaus ahnung hast.

Zumal ein Kopf eines durchschnittlichen erwachsenen Mannes 6 kg wiegt, sind die Kräfte durchaus realistisch.
Dass ein Helm kein Bauteil ist, dessen sinn es ist, die Bodenhaftung durch Erhöhung des Gesamtabtriebes zu verbessern, ist klar.
Dennoch wird durch den Spoiler am Hinterkopf aerodynamischer Abtrieb erzeugt, der jedoch nur den Abtrieb kompensieren soll, der eben vorhanden ist. Also erzeugt ein Helm aerodynamischen Abtrieb.

Ganz gut vergleichen kannst du das bei einem Motoradhelm. Ein Helm ohne "Spoiler" erzeugt Auftrieb. Daher wird zum Beispiel bei Schuberth bei manchen Topmodellen ein Spoiler hinzugefügt, der diesem Effekt entgegenwirkt.

Hallo,
ich wollte nur kurz anmerken, dass der "Spoiler" weniger damit etwas zu tun hat Abtrieb für das Fahrzeug bzw. dessen Handling zu erzeugen, sondern viel mehr, um das Handling auf dem Kopf etwas zu erleichtern. Den Unterschied wird Ottonormalbürger kaum merken, außer man hat mal eben einen recht schnellen Formel- oder Prototypenwagen Zuhause stehen und bewegt diesen.
Der Helm spielt im Übrigen auch eine Rolle für die Anströmung der Airbox bzw. des Lüftungskanals zur Airbox. Wobei es hier mehr um die Turbulenzenregel- bzw. steuerung geht, als um "mehr Luft rein leiten".
Das die neuen Schumacher Helme nun bis zu 10km/h mehr Topspeed bringen sollen (zB. in Monza) ist wohl etwas sehr utopisch - auch wenn das die Fachmeinung von einigen RTL Kommentatoren sein mag.

PS: Schon mal Motorradrennenfahrer mit speziellen Spoilern gesehen? (Mehrzahl; Front)


Gruß, Andi

I.P. hat geschrieben:

aber ich kenne nicht jeden einzelnen ms helm im detail, vielleicht gibts irgendwo im internet darüber eine history.

es gab mal in der autobildmotorsport eine story über alle seine helme, liegt bei mir irgendwo, wenn es dich interessiert, kann ich mal suchen gehen

aber zurück zum helm. ich kenn mich zwar nicht richtig aus, nur würd ich mal sagen, wenn da die luft mit 250,300km/h über den helm wegfegt, und der jetzt mal einen spoiler hat, dann drückt ja die luft auch den spoiler, also abtrieb, oder nicht, nur ist, denke ich jetzt mal, der abtrieb so gering, dass es nichts ausmacht und man auch nicht viel merkt

Die Luftabrisskanten der aktuellen Helme haben keinerlei Effekte die auch nur Ansatzweise mit Abtrieb zu tun hätten. Sie haben einzig und allein die Aufgabe, die Luftbewegung in die Airbox zu verbessern und Verwirblungen um den Helm herum und damit unkontrollierte Windkräfte auf den Helm zu verhindern .
Ein Helm der Abtrieb erzeugt wäre ein aeurodynamisches hilfsmittel und laut Regelwerk sind bewegliche Aerodynamische Hilfsmittel verboten .

Schubarth hat seinen Helm 2004 z.Bsp. im windkanal in einem
Ferrari Cockpit Nachbau zusammen mit Ferrari optimiert um eine möglichst maximale Füllung der Airbox zu erwirken ,Deshalb haben die Helme diese "Spoiler"

ich hab nun in "Formel 1 Aerodynamik" gelesen, und jetzt bin ich der meinung, dass, wenn der helm überhaupt was erzeugt, auftrieb erzeugt, denn der luftstrom über dem helm ist laminar und schnell, unten rum hingegen ist gar keine luft, sondern der fahrer, aber ich glaub auch, dass helm wirlich so gut wie 0% von irgendwas erzeugt, allerdings gibts ja auch helme, die vorne unten noch so eine art splitter haben, und da ist ja auch die stagnitationszone, also müsste daa doch ein bischen sein?????

"Formel 1 Aerodynamik"

Ist das ne Zeitschrift oder Buch?

Iceman's good hat geschrieben:

ich hab nun in "Formel 1 Aerodynamik" gelesen, und jetzt bin ich der meinung, dass, wenn der helm überhaupt was erzeugt, auftrieb erzeugt, denn der luftstrom über dem helm ist laminar und schnell, unten rum hingegen ist gar keine luft, sondern der fahrer, aber ich glaub auch, dass helm wirlich so gut wie 0% von irgendwas erzeugt, allerdings gibts ja auch helme, die vorne unten noch so eine art splitter haben, und da ist ja auch die stagnitationszone, also müsste daa doch ein bischen sein?????

Wenn ein Helm auf die Erzeugung von Abtrieb konstruiert würde dann wäre das relativ sinnlos da der Helm ja nicht starr mit dem auto verbunden ist sondern dummerweise noch so ne weiche Masse Mensch dazwischen hängt . Abtrieb soll ja bewirken das eiine bestimmte Kraft auf das Fahrzeug drückt .Ein Helm der einen Fahrer zusammen staucht dürfte dabei wohl kaum erwünscht sein .
Die Helme werden aerodynamisch geformt damit sie a) vom Fahrtwind möglichst wenig bewegt ,sprich geschüttelt werden und b) damit die Luftzufuhr über die Airbox zum Motor max. erreicht wird