L'analisi prestazionale del Gp di Montecarlo

Il quadro tecnico emerso dal Gp di Monaco, uno degli eventi più attesi dell'anno, a differenza del Gran Premio in se stesso (abbastanza privo di azione e che si è acceso solo a causa di una safety car alla fine ) è davvero interessante e vario, in quanto si sono confermati certi rapporti ma invertiti altri e al contempo anche di difficile comprensione in quanto a Monaco a fare la differenza è il pilota, visto che sta a lui tenere giù il piede dove gli altri non ci riescono, infatti nell'albo d'oro di questo Gp spesse volte hanno brillato vetture assolutamente non competitive durante il resto della stagione.
Proprio per questo questa volta l'analisi sarà un po' meno approfondita rispetto al solito, in attesa di avere valori più realistici con il Gp del Canada.

 

 

Ma prima di incominciare con la consueta analisi prestazionale diamo un'occhiata alle caratteristiche che contraddistinguono i tre diversi settori del circuito di Montecarlo:

-S1 è principalmente formato da un lungo rettilineo e il carico non conta molto, bisogna avere una vettura bilanciata alle alte velocità

-S2 richiede un'ottima trazione in uscita dalle strette curve come il tornantino, oltre a tanto carico specialmente in uscita dal tunnel

-S3 richiede molta trazione, molto carico e una vettura efficace nei cambi di direzione, è infatti questo il settore più interessante da analizzare anche a causa della sua lunghezza molto ridotta

 

Come ho accennato prima a Monaco abbiamo assistito a un grande cambiamento delle forze in campo, dando un'occhiata a questo grafico in cui vengono messi a confronto i gap in qualifica dall'inizio dell'anno tra i principali competitors, notiamo subito l'exploit di Red Bull e Williams.

Nel primo caso in positivo mentre per la Williams è un forte segno di quelle che sono le carenze dal punto di vista del carico aereodinamico della FW37 , con la squadra di Frank Williams che si ostina a mantenere una macchina eccessivamente scarica senza un reale motivo . La FW37, come anche la FW36 è dotata di una grande efficienza aereodinamica in rettilineo e di sforzi di trazione tutto sommato buoni rispetto al centro del gruppo, come abbiamo evidenziato nelle precedenti analisi, ma probabilmente a causa di limiti progettuali non riesce ad avere livelli di Cz competitivi, fattore che in circuiti come Monaco si tramuta in performance imbarazzanti.

 

Sempre ricollegandoci al discorso di prima per poter analizzare in maniera più realistica le performance dobbiamo chiaramente tenere conto del fattore pilota e l'unico dato oggettivo che possiamo avere al riguardo è quello del confronto fra il giro reale nel Q3 e quello che sarebbe potuto essere il giro ideale ovvero la somma dei migliori settori . Guardando il grafico notiamo come tutti i piloti considerati non siano riusciti a ottenere il loro miglior tempo nel giro del Q3 e a perdere molto sono stati soprattutto il duo Toro Rosso e Raikkonen. L'unico a riuscire a mettere assieme il miglior giro nel Q3 è stato Perez, che è riuscito a tirare fuori un'ottima performance da una non competitiva Force India.

 

 

Andiamo ora ad analizzare i grafici sulle velocità e i tempi nei vari settori, partendo dal confronto fra la Ferrari e la Mercedes. Il Gp di Monaco ci ha dato una chiara conferma di quelli che sono i pregi e difetti della SF15-T. La prima importante conferma è che la Ferrari ha davvero tanto carico aereodinamico non forse ai livelli della Mercedes ma poco manca, per questo la SF15-T va molto forte nelle curve ad ampio raggio e anche in circuiti dove il carico aereodinamico è fondamentale, riesce ad tirar fuori eccellenti performance. Questa conferma ce la dà in particolare, oltre l'analisi dei tempi nei settori, l'analisi delle velocità massime nel primo settore. Il rilevamento delle velocità massime è infatti posto 60m prima di curva sei, quindi in prossimità di una staccata importante in cui non bisogna bloccare e in cui una macchina più carica riesce a frenare più tardi.

La Ferrari è infatti fra le vetture che staccano più in ritardo e questo è un segnale evidente di un'auto più equilibrata in questi frangenti. Altra importante considerazione da fare nel primo settore, ma anche analizzando le velocità nel terzo settore (ovvero sul traguardo) e la speed trap, è che la Ferrari anche in circuiti dove si tende a non dare importanza al cx, continua ad avere un'ottima efficienza aerodinamica (ovvero il rapporto fra il Cx e il Cz ) caratteristica importantissima in qualunque circuito, e in particolare ora che i gap fra le unità motrici di Ferrari e Mercedes  sono davvero minimi (aspetto che approfondiremo nelle prossime analisi). Adesso però andando ad analizzare in particolare le velocità nel secondo settore e i tempi nel terzo bisogna parlare dei due grandi difetti della Ferrari ovvero il comportamento nelle curve a stretto raggio e la trazione.



Guardando le velocità nel secondo settore, 67m prima di curva 13, dove serve molto carico aereodinamico notiamo una Ferrari abbastanza indietro con un gap di 4 km/h dalla Mercedes.

Visto però che abbiamo già detto che la Ferrari non manca di carico dobbiamo cercare la causa di tale divario nel comportamento in ingresso curva della SF15-T.

Infatti la vettura di quest'anno è molto rigida all'avantreno sia a causa dell'adozione della sospensione pull rod (di nuovo) sia a causa della ri-disposizione del sistema sospensivo anteriore, che denota un centro di non rollio più basso.

Tutto questo causa la presenza di un dannoso (dal punto di vista cronometrico)  sottosterzo e c'è maggiore difficoltà a mandare in temperatura la mescola, che però si degrada meno.

Per questo la Ferrari è più efficace quando le temperature salgono. Ma tornando al discorso di prima, questa difficoltà in inserimento curva, si tramuta in un gap durante l'intera percorrenza di essa ed è per questo che in questo tipo di curve la Ferrari esce meno veloce.

Nelle curve veloci (vedi primo settore di Barcellona), invece con un carico non eccessivo ma equilibrato, riesce a evitare questo dannoso sottosterzo, anche perché in questo tipo di circuiti (più veloci) non serve intervenire sul gruppo sospensivo aumentandone la rigidità in favore della maneggevolezza. Il mezzo secondo di divario nel terzo settore di Barcellona si può infatti spiegare in questo modo.

L'altro difetto ovvero gli sforzi di trazione è abbastanza relativo in quanto si tratta di un ritardo più verso la Mercedes, che verso le altre vetture di centro gruppo. A Monaco però si è fatto sentire un po' anche verso la Red Bull ma pure verso la Toro Rosso, perché ambedue hanno lavorato molto in questo ambito per il Gp di Monaco, in modo da cogliere la ghiotta occasione di un circuito in cui il motore conta solo come erogazione della potenza, che deve essere il più dolce possibile.

Non a caso in tutti i rettilinei il duo Red Bull/Toro Rosso era fra i più lenti di tutti. Inoltre bisogna notare che tale miglioramento degli avversari è stato attutito dalla presenza delle mescole più morbide, che hanno permesso alla Ferrari di tappare qualche buco.

L'ottima prestazione della Red Bull ci conferma comunque la bontà del telaio della RB11 che ormai rallentata in modo irrisolvibile dalla PU Reanault, in ogni circuito si presenta con una vettura molto carica dal punto di vista aereodinamico, aumentando quindi il Cx e risultando fra le più lente in rettilineo. Molto interessante anche la performance della sorellina Toro Rosso che ha lavorato davvero molto sugli sforzi di trazione e sull'inserimento in curva, oltre ad aver, come la Red Bull aumentato di molto il Cz e ottenendo così uno splendido risultato in qualifica. Diversa invece la storia in gara visto che la SRT10 va forte solo in condizioni di poca benzina a bordo e riesce a essere efficace solo a fine gara.
Inutile parlare di Mercedes in quanto la W06 è a top in ogni settore, in particolare la Mercedes fa la differenza soprattutto dal punto di vista telaistico e nell'erogazione della potenza e questo è un dato certo in quanto entrambi i piloti sono stati più veloci degli altri specialmente nel secondo e nel terzo settore.

 

 

Per il momento è tutto ci rivediamo in Canada la pista che sarà il vero banco di prova degli SFORZI DI TRAZIONE  e della POTENZA e dove il fattore pilota conta di meno e l'analisi potrà essere più approfondita.

Ciao!

 

                                  GRAFICI SULLA GARA

 

 

 

 

 

 

 

L'analisi prestazionale del GP di Spagna

 La F1 si è appena lasciata alle spalle il primo appuntamento europeo della stagione 2015, dove tutte le scuderie hanno portato i primi veri pacchetti di evoluzione di questa stagione e proprio in un momento cos' importante la Ferrari ha subito un distacco di 45 e 60 secondi dalla British-Mercedes che ormai ha preso il largo. Andiamo quindi ad analizzare nel dettaglio i motivi di un così grande gap all'arrivo.

Bisogna però premettere che a differenza di come dicono in molti non è la Ferrari ad aver fatto un passo indietro, ma bensì la Mercedes ad aver preso il largo forse per gli aggiornamenti portati, forse per una pista congeniale, ma la Ferrari continua ad essere ai livelli di potenza pura della Mercedes, come è emerso da dei calcoli che ho fatto e che approfondirò presto su questo sito. Così come il motore, anche il telaio e l'aereodinamica della SF15-T sono buoni e a conferma di tutto questo c'è un comune aumento di tutte le scuderie del gap con la Mercedes.

 

Prima di tutto diamo qualche indicazione di massima del circuito:

In S1 è importante l'efficienza aereodinamica con un lungo curvone da alte velocità dove un carico aereodinamico un po' più basso può aiutare ad evitare un dannoso sottosterzo.

In S2 quello che conta di più è il carico aereodinamico con molte frenate e qualche curva lenta poi seguite da un lungo curvone dove di nuovo meno downforce aiuta.

Infine in S3 contano motricità, carico e precisione in inserimento curva.

 Se andiamo quindi ad analizzare i tempi e le velocità in qualifica troviamo una Mercedes che domina in ognuno dei tre settori a conferma di una vettura fortemente competitiva da ogni punto di vista, qualità che in un circuito completo come quello di Barcellona ha permesso alla anglo-tedesca di prendere il volo.

In particolare a fare la differenza sono gli sforzi di trazione e l'erogazione di coppia del propulsore Mercedes decisamente superiori rispetto alla concorrenza, che come possiamo notare nel confronto del terzo settore hanno permesso di creare un distacco di ben mezzo secondo in circa un kilometro e mezzo, una differenza abissale.

Questa supremazia dal punto di vista degli sforzi di trazione, ma anche  nella precisione in inserimento curva ci viene confermata dall'analisi del grafico della velocità nel terzo settore (linea del traguardo) e di quello della speed trap.

Infatti notiamo come fra la Mercedes e la Ferrari praticamente non ci sia divario alla speed trap a confermare che i livelli di carico sono simili (senza considerare tutti gli altri valori che possono influire su questo dato ), mentre in uscita di curva la Mercedes ha un po' più di velocità , guadagnata proprio in fase di accelerazione.

Personalmente ritengo quindi che quella della Ferrari non sia una grande sconfitta dal punto di vista del giro secco infatti le doti della SF15-T sono ottime e gli sforzi di trazione non sono così malvagi come molti dicono e anche nei GP precedenti avevo evidenziato questo fattore.

La Mercedes ha chiaramente fatto un passo avanti da questo punto di vista, ma è difficile trovare tutto questo guadagno tramite le poche modifiche aereodinamiche portate, di sicuro si è intervenuti anche sull'autotelaio, ma una grande fetta di vantaggio è stata portata proprio dall'efficacia nell'utilizzo delle mescole particolarmente dure portate dalla Pirelli in questo GP. Può sembrare strano ma tramite i dati che si possono ricavare dall'esterno questo è il quadro tecnico più realistico.

Proprio per questo non bisogna escludere a priori la competitività della Ferrari rispetto alla Mercedes a Montecarlo, perché magari la SF15-T riuscirà in parte a colmare i suoi problemi nelle curve a stretto raggio con l'uso della mescola supersoft, infatti al momento vediamo una Ferrari particolarmente efficace nei curvoni ad ampio raggio, proprio come quello che c'è nel primo settore di questo circuito, e proprio dove le performance sono state ottime .

 

Molto interessante analizzare invece il grafico in cui viene riportato il reale tempo in Q3 contro "l'ideal lap" ovvero la somma dei migliori settori che vengono riportati nei grafici a radar.

Vediamo subito come solo il duo Toro Rosso sia riuscito a fare il miglior tempo nel Q3, mentre tutti gli altri piloti non ci sono riusciti. In particolare è interessante notare come il reale distacco del duo Ferrari sia di 6 decimi e non di un secondo. Si è tanto parlato inutilmente della differenziazione di assetto fra le due vetture, dicendo che Vettel era avvantaggiato quando il realtà non era così.

Gli sviluppi erano di fino, improntati al miglioramento dell'efficienza aereodinamica e proprio per questo non ha senso parlare di vantaggio per Sebastian quando le differenze che noi spettatori esterni possiamo notare, si riducono a poche modifiche su deflettori e pance. La realtà è che la vettura di Raikkonen era già stata assettata in base ai nuovi sviluppi e ritrovare il set-up ideale era quindi difficilissimo.

Non a caso la vera differenza fra i due piloti la sia ha avuta nei settori più veloci e non in quelli più lenti dove contano carico e trazione.

 

Per concludere volevo parlare un po' della Williams.

La FW37 si è confermata la terza forza del mondiale, tramite l'analisi dei dati notiamo che la vettura inglese continua a presentare sempre la stessa qualità, ovvero la grande efficienza aereodinamica in rettilineo che però continua a gravare sul livello di deportanza che qui in Spagna conta molto.  Gli sforzi di trazione sono nella media con le altre vetture e più o meno al livello della Ferrari . Dalle velocità nel primo e nel secondo settore i cui rilevamenti sono posti prima di due frenate importanti, si  nota però che la FW37 deve frenare prima forse proprio a causa del minor carico che le garantisce meno stabilità in questi frangenti. Incredibile la differenza di oltre 20km/h nel secondo settore rispetto alla Mercedes che arriva alla staccata a 287 km/h . Li dove una Marussia arriva a 235km/h ....

Poco da dire sui due team gemelli Toro Rosso e Red Bull i cui risultati soprattutto in rettilineo risultano sfalsati a causa di una Power Unit Renault semplicemente imbarazzante. Di sicuro la Red Bull continua ad avere un attrito viscoso pessimo e un carico aereodinamico non esaltante seppur gli sforzi di trazione siano abbastanza buoni. Molto più efficace invece la sorellina Toro Rosso che con la sua buona efficienza aereodinamica assieme ad un motore competitvo sarebbe molto più in su in graduatoria.

 

 

 

Per il momento è tutto ci vediamo fra due settimane dopo Montecarlo dove la parola chiave sarà downforce !

 

                                        GRAFICI SULLA GARA

 

Analizziamo la Power Unit Honda RA615H

Il ritorno dell'Honda in Formula Uno era stato a lungo atteso e le aspettative per questo iconico ritorno assieme alla McLaren erano davvero alte. Nonostante questo, al momento , questa mossa si è rivelata un vero flop a causa di una Power Unit ancora troppo acerba che soffre di molti problemi di affidabilità, relegando la MP4-30 nelle ultime file dello schieramento.

Nonostante questi gravi problemi l'unità motrice Honda non manca di creatività ; infatti le soluzioni che sono state applicate sono davvero particolari , se confrontate a quelle della concorrenza.

E proprio grazie alle esclusive foto pubblicate dal mensile Racecar Engineering è stato possibile fare una prima analisi del layout della PU nipponica, che adesso vi andremo ad illustrare.

 

 

 

Nella progettazione del motore termico l'Honda ha deciso di seguire l'idea Mercedes ovvero di "splittare" (separare) il gruppo turbocompressore. Come sulla Mercedes la turbina si trova nella parte posteriore del motore, il compressore davanti e l'MGU-H in mezzo. La differenza sta invece nel fatto che il compressore è sì nella parte anteriore del V6, ma sembra che sia stato leggermente incassato nella V dei cilindri. Come abbiamo evidenziato nella foto, si può notare il tubo che porta l'aria del compressore all'intercooler , ovvero quello ricoperto d'oro ( é un ottimo solante termico) e il tubo che riporta l'aria dall'intercooler alla camera di combustione , fuoriescono entrambi da dentro la V.

Ovviamente per poter incassare il compressore in una zona così angusta , ma che permette di avere molta più compattezza, il compressore deve essere di dimensioni ridotte; proprio per questo sono emerse diverse ipotesi che parlano dell'uso di un compressore assiale al posto di un normale compressore centrifugo.

Rispetto ad un compressore centrifugo , un compressore assiale gestisce maggiori portate a parità di superficie frontale, ma tutto questo con un minore rapporto di compressione per singolo stadio e quindi maggiori lunghezze a parità di rapporto di compressione.

Questo significa che per avere un rapporto di compressione sufficiente, un compressore assiale necessiterebbe di più stadi, ma questo va contro l'articolo 5.1.6 del regolamento tecnico che impone l'utilizzo di un compressore a singolo stadio.

Riteniamo quindi alquanto improbabile l'utilizzo di un tale tipo di compressore (che viene usato nel campo aereonautico) e restiamo dell'idea che i giapponesi siano riusciti a escogitare un modo per progettare un normale compressore radiale ma di dimensioni minori.

Non si hanno conferme sulla posizione dell'MGU-K, ma sembra che sia stato posizionato nella parte bassa del motore a sinistra come fatto anche dagli altri costruttori.  

Per quanto riguarda gli scarichi è stato scelto di utilizzare la soluzione del tipo "Birmann" proprio come fatto dalla Mercedes nel 2014, quindi una sovralimentazione a pressione costante.

Questa soluzione si differenzia dai normali collettori di scarico per l'utilizzo di un collettore unico e di dimensioni maggiori che riesce a smorzare gli impulsi ad alta pressione  proveniente dai cilindri . In questo modo la turbina riceve un flusso continuo che le permette di lavorare in condizioni costanti guadagnando affidabilità ed efficienza, ma perdendo parte dell'energia di scarico e quindi potenza. Una scelta intelligente da adottare su una PU ancora in fase di "rodaggio".
 

 

L'intercooler è stato posto nella fiancata destra e pare sia del tipo aria-aria. Questo tipo di intercooler, che si differenzia dal solito aria-acqua, utilizza l'aria proveniente dalle pance per raffreddare l'aria proveniente dal compressore che successivamente verrà immessa nella camera di combustione.

Immagine da larapedia

 

Questa necessità nasce dal fatto che l'aria che viene compressa dalla girante aumenta di temperatura ma la densità diminuisce e quindi a parità di pressione, viene immessa meno aria nell'aspirazione ; per questo i motori turbo necessitano di uno scambiatore di calore.
I vantaggi di un intercooler aria-aria sono principalmente legati all'affidabilità mentre gli svantaggi risiedono nella variazione dell'efficienza in base alle temperature esterne, le dimensioni maggiori e la necessità di essere posizionato in una zona dove il flusso d'aria è buono.

Nella fiancata sinistra troviamo invece il radiatore del circuito idraulico del motore termico.

 

Rimanendo in tema di raffreddamento è molto particolare la dislocazione del radiatore dell'ERS e di quello dell'olio che sono stati entrambi posti sopra la presa dinamica, soluzione utile a diminuire gli ingombri e ad migliorare l'aereodinamica con pance più snelle e un "coca cola" più accentuato.

 

 

Per quanto riguarda l'aspirazione è interessante notare l'adozione di un plenum in alluminio a differenza di quello in carbonio utilizzato da tutte le altre squadre. Con plenum intendiamo la camera in cui si trova l'aria prima di entrare in combustione. Una scelta particolare difficile da spiegare , ma si potrebbe ipotizzare la necessità di un materiale più resistente al calore vista la presenza di due radiatori al di sopra di esso.

Dalla foto si può anche notare che i condotti di ingresso camera sono ruotati di 90° sempre per motivi di packaging e inoltre quelle evidenziate dovrebbero essere le trombette d'aspirazione ad altezza variabile, soluzione usata per migliorare il riempimento della camera di combustione attraverso le onde di sovrappressione che si creano all'apertura delle valvole, aiutando anche ad evitare i fenomeni di detonazione, che sono i più deleteri in un propulsore sovralimentato.

 

 

 

 

Per quanto riguarda il pacco batterie, è stato normalmente posto sotto al serbatoio, ma è interessante notare come riportato da Craig Scarborough che il modulo elettrico che controlla l'MGU-H e l'MGU-K è stato accorpato allo stesso pacco . 

 

Concludiamo dicendo che è un'unità motrice molto innovativa in cui si è puntato sulla compattezza del layout per avere un'aereodinamica posteriore molto efficiente, ma che a causa delle soluzioni estreme sta avendo parecchi problemi di affidabilità.

In attesa di ulteriori foto per confermare ed analizzare nuovi aspetti della Power Unit Honda , per adesso ci fermiamo qui.