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TECNICA F1 2018: T Wing "legali" anche nel 2018, è stata solamente cambiata la posizione?

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Un recente articolo del Team Ferrari, disponibile sia in lingua inglese (LINK) che in lingua italiana (LINK), ha suscitato nell'amico @FormulaHumor una curiosità molto interessante:


Entrando più nel dettaglio, e focalizzandoci sulla parte di articolo che riguarda l'ormai famosa T Wing, vista in più varianti nella stagione passata, queste sono le parole che il Team italiano ha utilizzato:

"[...] while the positioning of the transversally mounted T-wing, which all the teams used in 2017 to better direct air flow towards the rear wing has been reviewed." "[...]

Come sappiamo bene, il progetto di una monoposto di F1 che si sviluppi come innovativo e sperabilmente vincente deve basarsi su una grande e dettagliata conoscenza del regolamento tecnico, che molto spesso presenta buchi, punti grigi, o indicazioni limitate, che in passato hanno fortemente stimolato la fantasia di progettisti e ingegneri nell'inventare soluzioni efficaci per migliorare il comportamento delle vetture. 


Giusto un anno fa, ad esempio, ci siamo ritrovati nelle presentazioni delle nuove monoposto di F1 con musetti forati (RedBull), pinne dalle forme particolari, e soprattutto la presenza della ormai celebre T-Wing. Presentata da Mercedes il 23 febbraio scorso nello shakedown di Silverstone e vista poi sui render della Ferrari SF70H il giorno successivo, quell'aletta evolutasi successivamente in C, e in alcuni casi in E mediante l'introduzione di diversi supporti, si era dimostrata molto utile sia per incanalare il flusso di aria che, proveniente dalla complessa porzione centrale della vettura, andava verso l'ala posteriore, sia per fornire diverse alternative aerodinamiche nella generazione di carico nella zona del posteriore, come avvenuto proprio nel caso della vettura di Maranello. 

Durante la passata stagione però, all'interno dei meeting decisionali per la revisione del regolamento tecnico, si era palesata l'idea di andare non solo a eliminare la famosa pinna che estendeva la copertura del cofano motore ma anche le T-Wing, tanto odiate da Ross Brawn. La decisione, che verso la fine del campionato sembrava portare ad un iniziale mantenimento delle soluzioni (per veto imposto dai team), ha avuto un inatteso epilogo con la decisione di McLaren di rompere l'accordo e accettare la rimozione di tali componenti.


Come si legge dal nuovo regolamento, dunque, l'articolo 3.5.1 punto a) limita le dimensioni del cofano motore, intatto rispetto alla versione di regolamento tecnico 2017, imponendo, o meglio aggiungendo, tramite l'articolo 3.5.1 punto c) l'assenza di carrozzeria al di sopra dei 650 mm dal piano di riferimento in un'area delimitata da una linea verticale situata a 1000 mm dall'asse posteriore (RWCL) e dall'asse posteriore stesso.

Cosa comporta ciò? Un addio alla pinna? Purtroppo per i team che avevano già iniziato lo sviluppo convinti di poter mantenere la soluzione, sì. Un addio anche alla T-Wing? Non esattamente. Non almeno secondo la concezione a cui eravamo abituati. Nella passata stagione infatti, il buco regolamentare, che riguardava una porzione maggiore di quella sfruttata ad esempio dai due team dominanti, ha portato alla nascita di tante soluzioni che non necessariamente smetteremmo di rivedere anche quest'anno. Partiamo da un esempio su tutti: la doppia soluzione Sauber.


La T Wing in alto non potrà più essere utilizzata per via dell'introduzione della parte c) all'articolo 3.5.1 mentre quella in basso, che alcuni Team hanno battezzato con il nome di "Deck Wing", sarà ancora perfettamente legale (sotto i 650 mm e ad una distanza di non più di 50 mm dall'asse posteriore).


Una soluzione simile è stata portata in pista anche dal Team Williams con una seconda T Wing ad arco montata nella parte bassa della pinna anche se in questo caso forse andrebbe rivista leggermente la posizione in altezza (difficile verificare se i profili siano sotto i 650 mm imposti dal regolamento tecnico 2018).

Ora, se pensassimo più in generale alle variazioni regolamentari, che hanno provocato tra le altre cose anche la sparizione del monkey seat, si potrebbero ritenere alquanto interessanti soluzioni come quelle 2017 di Sauber e Williams. Non solo regolare, ma quindi anche potenzialmente molto utile "tecnicamente" per massimizzare la deportanza creata dall'ala posteriore cercando di accelerare il flusso d'aria nel dorso dell’ala posteriore e, effetto secondario ma da non dimenticare, migliorando anche l'estrazione d'aria dal diffusore sopperendo cosi alla mancanza di un componente, il monkey seat, che Team come Ferrari hanno utilizzato in gran parte della stagione 2017.

Un grazie a @FormulaHumor per l'aiuto nella stesura dell'articolo


Thanks MotorLat.com for the english translation: LINK
Gracias MotorLat.com para la traducción en español LINK

TECNICA F1 2018: la FIA limita il controllo dell'altezza da terra tramite la sospensione anteriore, cosa cambia?

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Richiedere alla FIA dei chiarimenti riguardanti determinate soluzioni studiate in fabbrica o addirittura utilizzate in pista dai vari Team è una pratica comune per le squadre di Formula 1 tant'è che in questo 2017 si è arrivati a oltre 40 nuove Direttive Tecniche emanate dall'organo di controllo della F1; l'ultima, la 44 dell'anno solare 2017 del 12 dicembre, generata da una richiesta della Scuderia Ferrari nella seconda metà di ottobre, sta facendo parlare molto, anche troppo.


Si discute sulle tempistiche: i quasi due mesi di tempo sono stati necessari perché la Fia, prima di rilasciare una nuova Direttiva Tecnica, ha voluto discuterne con i vari Team, incontro avvenuto il 21 novembre. Nell'inverno scorso la Fia si comportò allo stesso modo: lettera di chiarimento inviata dalla Ferrari nella prima parte di dicembre (chiarimento "informale" di Charlie Whiting appena prima di Natale che non fa giurisprudenza), incontro tra i Team e la Fia il 7 febbraio e rilascio della nuova Direttiva Tecnica una quindicina di giorni dopo.  

Si discute sui contenuti: tornando alla riunione di martedì 21 novembre, da segnalare c'è l'importante confronto Ferrari - RedBull con il Team italiano che avrebbe chiesto alla Federazione Internazionale dell'Automobile di inserire dei limiti sulla controllo dell’altezza da terra della monoposto con l’impianto frenante e lo sterzo. Il Team italiano ha cercato quindi di far inserire delle nuove limitazioni alla Direttiva Tecnica del febbraio 2017 dove la Fia aveva già indicato le cinque caratteristiche che i dispositivi sospensivi non dovevano “soddisfare” per essere dichiarate legali:
  1. Ogni sistema che cambia la risposta della vettura in accelerazione (in particolare la risposta del telaio)
  2. La correlazione tra l’altezza della monoposto con l’impianto frenante e lo sterzo.
  3. Controllo dell’altezza tramite un sistema che si auto-livella.
  4. Accoppiamento diretto tra sistema di controllo rollio e sistema di controllo delle altezze.
  5. Accumulo di energia tramite qualsiasi sistema che ne consenta un uso ritardato, o qualsiasi sistema di sospensioni che comporti asimmetria non incidentale in risposta alle variazioni di carico sulle ruote.

Scritta come nel punto 2 la norma era però piuttosto imprecisa poiché delle variazioni dell'altezza da terra dell'anteriore di una monoposto al variare dell'angolo di sterzo sono inevitabili.  Quello che mancava era proprio il fissare un limite che il 65enne tecnico inglese ha inserito nella nuova Direttiva Tecnica emanata pochi giorni fa. Per la stagione 2018 saranno considerati legali quei sistemi sospensivi che a vettura "statica" non andranno a modificare l'altezza da terra della vettura di oltre 5 mm tra la posizione di sterzo "diritto" e quella di angolo di sterzata massimo. Spetterà ai Team dimostrare, tramite documentazione che dovrà essere inviata alla Fia, che i sistemi sospensivi delle loro vetture 2018 saranno conformi a questo nuova TD.


Ma a quanto capito da FUnoAnalisiTecnica, con la Direttiva 44 del 2017 la Fia non ha però voluto entrare a gamba tesa nei progetti 2018 già praticamente definiti, concedendo circa un quinto del valore reale dell'altezza da terra anteriore di una vettura di Formula 1 (25 mm contro i 5 mm concessi); un valore importante se si considera che anche 1 solo millimetro può fare una importantissima differenza nell'assetto.

Ma tecnicamente, perché e soprattutto come i vari Team cercano di diminuire l'altezza da terra dell'anteriore man mano che aumenta l'angolo di sterzo? In generale su praticamente tutte le vetture di F1, ma maggiormente sulle vetture che hanno rake meno accentuato e passo più lungo, il centro di pressione (lo stato di equilibrio tra il carico aerodinamico sulla parte anteriore e quella posteriore calcolato sulle ruote) si muoverà pian piano all'indietro al diminuire della velocità generando molto sottosterzo per via della perdita di carico all'anteriore. 


Se a ciò sommiamo il fatto che solitamente i piloti preferiscono avere un assetto di base leggermente sottosterzante già alle alte velocità, si può ben capire di che entità possa divenire il problema man mano che la velocità di percorrenza diminuisce.  

Per ovviare a questo problema i Team cercano di andare a variare il trasferimento di peso tramite lo sterzo cercando anche di abbassare sempre più l'avantreno della monoposto man mano le curve diventano sempre più lente. Ciò può essere fatto progettando una sospensione anteriore con un valore più spinto dell'angolo di incidenza (caster), l’angolo formato dalla verticale al suolo con l’asse del perno portamozzo, che permetta di trasferire più peso statico possibile sulla diagonale anteriore - interna a quella posteriore - esterna con conseguente aumento di grip all'anteriore e spostamento in avanti del centro di pressione. 


Il vero problema è che l'effetto positivo del caster sulla limitazione del sottosterzo alle basse velocità non è lineare con l'angolo di sterzata; significa che il trasferimento di carico risulta essere sempre meno importante man mano che si gira il volante e si da quindi angolo di sterzo.

La configurazione Base e Evo del Pushrod On Upright sulla Ferrari SF70H 2017

Da qui la necessità per i Team di trovare una "configurazione" alternativa per ridurre sensibilmente il sottosterzo alle basse velocità. E qui entra in gioco quello che gli inglesi chiamano POU o "Pushrod On Upright", nient'altro che il fissaggio del push rod sul montante e non direttamente collegato al triangolo inferiore della sospensione come avveniva anni fa. Ma non è tutto: se si vuole replicare l'effetto della variazione di caster, ossia permettere un importante trasferimento di peso sulla diagonale, è opportuno riuscire a sfalsare l'asse dello sterzo e il perno dove si incerniera il push rod al montante. E' quello che moltissimi Team di Formula 1 stanno facendo da moltissimi anni. Con il vantaggio che la configurazione POU aumenta l'effetto del trasferimento di carico all'aumentare dell'angolo di sterzo. E più si "sfalsa" il perno di collegamento del push rod all'asse dello sterzo (si aumenta quindi l'offset) e più gli effetti per singolo grado di aumento dello sterzo sono importanti con conseguenti abbassamenti dell'avantreno più marcati. 


E se fino a pochi mesi fa i valori di offset tra l'asse dello sterzo e il perno del push rod erano piuttosto limitati (si parla di 20 mm), con l'attuale stagione Team come RedBull hanno estremizzato questo concetto arrivando a valori di oltre 100 mm. Stiamo parlando della soluzione che il Team anglo austriaco ha utilizzato ad intermittenza alla fine della stagione 2017 di Formula 1 e che sembra aver dato quel plus in più alla RB13, sommato all'aumento di passo e alcuni cambiamenti nel concetto aerodinamico della vettura. Anche altri Team come Mclaren, che si pensa sia stata la prima a spingersi oltre i "classici" valori di offset, e Ferrari hanno utilizzato questa particolare configurazione della loro sospensione anteriore. Il Team italiano ha portato in pista (vedere foto confronto in alto), dapprima nei test post Gran Premio d'Ungheria e poi nel successivo Gran Premio del Belgio, una soluzione POU leggermente estremizzata (non ai livelli di RedBull) che però non ha mai dato delle ottime sensazioni di guida soprattutto a Kimi Raikkonen, un pilota che deve sentire molto l'avantreno della monoposto per andar forte; avere uno sterzo più "pesante" (una degli effetti negativi della soluzione) non ha permesso al pilota finlandese di instaurare il giusto feeling con la nuova soluzione. Soluzione scartata anche da Sebastian Vettel che dal Gran Premio del Giappone in poi ha utilizzato la vecchia soluzione, risultando comunque pur sempre molto competitivo sulla sua Ferrari SF70H.

MERCEDES 2018: sarà ancora a passo "lungo" e a "basso" rake

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Tra i temi tecnici maggiormente discussi durante tutto l'arco della scorsa stagione vi sono state indubbiamente le questioni relative al passo e all'assetto picchiato, chiamato anche rake (per maggiori informazioni), delle vetture di Formula 1 per via principalmente delle scelte molto diverse effettuate tra i due Team che si sono giocati il mondiale 2017, ovviamente Mercedes e Ferrari. 


E' innegabile che le caratteristiche tecniche molto differenti tra le due auto abbiano avuto un grande impatto sul risultato di molte delle gare della stagione. Da una parte Mercedes che nel 2017, pur con un importante cambiamento regolamentare, ha continuato con il suo concetto di low-rake mentre gli altri Team, Ferrari compresa, hanno seguito la filosofia RedBull alzando il posteriore della vettura e incrementando quindi l'angolo di rake delle loro vetture. Più nel dettaglio, la Ferrari ha scelto per la sua SF70H 2017 valori di rake inferiori a RedBull, 1.5° rispetto a 1.7° di RedBull ma comunque ben superiori al solo 1° di Mercedes. 

Caratteristiche tecniche (passo lungo e basso rake) che Mercedes manterrà anche sulla sua vettura 2018 a quanto capito da FUnoAnalisiTecnica; la W09 sarà una importante evoluzione (importanti cambiamenti nella parte anteriore della vettura che coinvolgeranno anche la sospensione anteriore con conseguente minima variazione di passo) della vincente, ma non del tutto convincente, W08 2017 e che cercherà di eliminarne i maggiori problemi. 


Facendo un piccolo passo indietro, gran parte dei successi del Team anglo tedesco nell'annata 2016 li si devono ad un sofisticato sistema sospensivo che permetteva di unire i vantaggi di una vettura ad alto rake (vettura molto performante nei tratti lenti) a quelli di un'auto a basso rastrello (minor resistenza all'avanzamento). La parte più interessante del sistema era il terzo elemento anteriore che permetteva alla W07 2016 di percorrere i tratti più lenti del circuito con una piattaforma aerodinamica stabile. Ciò era permesso da apposite valvole che una volta completata la fase di frenata, non rilasciavano immediatamente l'energia immagazzinata ma solo dopo qualche instante permettendo alla W07 di mantenere una altezza da terra quasi constante, e quindi con una aerodinamica molto stabile, mentre percorreva i tratti lenti dei circuiti. Quello che molti mesi fa l'ex Direttore Tecnico Mercedes Paddy Lowe, ora in forza al Team Williams, aveva spiegato cosi:
..stiamo cercando di utilizzare gli ammortizzatori in modo molto più complesso. Se una molla ha un comportamento semplicemente lineare, noi stiamo provando ad utilizzarne di ben più complesse. Cosi possiamo garantirci la piattaforma aerodinamica che vogliamo nei diversi tratti del circuito..
Ma la richiesta di Simone Resta, Chief Designer Ferrari, alla FIA nel dicembre dello scorso anno scombussolò in parte i piani di Mercedes che solo nel secondo test pre stagionale di Barcellona tolse l'accurato ma non più legale sistema sospensivo. Con che conseguenze? Il non mascheramento dei problemi che può avere un progetto a passo lungo e basso rake ossia principalmente l'avere una macchina molto meno reattiva nei cambi di direzione. I problemi di sottosterzo che Mercedes avrebbe dovuto risolvere grazie ad una gestione meccanica molto più accurata della W08 sono stati cosi messi invece ben in evidenza. Finché sulla vettura 2017 anglo tedesca non è stata montata una evoluzione del sistema sospensivo 2017 che ha garantito a Hamilton (in Brasile e Abu Dhabi) e Bottas (ad Abu Dhabi) di correre ad "armi pari" con la forte Ferrari SF70H anche nei tratti lenti dei due circuiti (S2 Brasile e S3 ad Abu Dhabi). Il tutto in ottica 2018, mostrando che anche con la filosofia passo lungo / basso rake (Mercedes non vuole avere troppo rake per non innalzare il baricentro della vettura) si può andar forte nei tratti lenti anche con queste "larghe" vetture. 


Un altro fattore che ha limitato enormemente le prestazioni della Mercedes W08 sono stati gli pneumatici (le importanti differenze di performance tra pneumatici anteriori e posteriori), molto diversi come costruzione tra anteriore e posteriore. Un problema che molti Team hanno avuto nella scorsa stagione ma che nel 2018 potrebbe però andare a sparire. Pirelli ha infatti lavorato molto su questo aspetto, per rendere gli pneumatici più "facili" da utilizzare, andando a modificare in modo importante il profilo delle gomme anteriori (per distribuire meglio pressioni e temperature) con interventi molto più contenuti invece sugli pneumatici posteriori. In molti Team, Mercedes compresa, non si aspettano più quelle importanti differenze di performance tra pneumatici anteriori e posteriori viste nella stagione di Formula 1 appena terminata. 

Insomma chi si aspettava una "rivoluzione tecnica" in casa Mercedes resterà deluso con il Team anglo tedesco che proseguirà sulla strada intrapresa in questo primo anno di rivoluzione regolamentare. Sarà cosi anche per gli altri Team? 

TECNICA F1 2018: anche per l'Halo sarà tutta una questione di efficienza

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Era ormai il "lontano" mese di luglio scorso quando la Fia confermò con un breve comunicato stampa l'introduzione in Formula 1 della protezione alla cabina di guida chiamata Halo. Una decisione che quattro mesi dopo non è stata ancora digerita da molti addetti ai lavori e dalla maggior parte dei tifosi. Ma la FIA era consapevole di tutto ciò: il dispositivo era destinato a dividere l'opinione pubblica, non tanto per i possibili problemi di sicurezza introdotti quanto soprattutto per un chiaro peggioramento dell'estetica delle belle auto di Formula 1 in versione regolamenti tecnici 2017.

In questo articolo non voglio però mettere in evidenza la bruttezza del componente, che penso sia chiaramente visibile a tutti, ma i maggiori risvolti tecnici che ci stanno dietro all'introduzione e che porteranno i Team a considerare l'Halo come uno dei componenti principali su cui progettare l'intera auto del prossimo anno. 

L'Halo utilizzato dalla Force India nei test post Gran Premio di Abu Dhabi

La FIA, già dal 2009 (dopo l'incidente a Henry Surtees) alla ricerca di una protezione aggiuntiva della testa di piloti, pensava di introdurre il sistema Halo già durante la stagione appena conclusasi di Formula 1 tant'è che lo scorso anno i vari Team avevano già iniziato a portare in pista la prima versione del particolare sistema di protezione. Tuttavia, a metà stagione 2016 lo Strategy Group era riuscito a farne rinviare di un anno l'introduzione con la valida "scusa" di condurre ulteriori test durante le sessioni di prove libere di quest'anno.

Il concetto di Halo fu proposto per la prima volta da Mercedes nel 2015 come sistema di protezione che avrebbe potuto resistere contro uno pneumatico dal peso di 20 kg sparato ad una velocità di ben 225 km/h. 

Una fotografia della prima versione di Halo, testata dai piloti Ferrari ormai oltre un anno e mezzo fa

La Ferrari è stato il primo Team a testare nell'ormai lontanissimo febbraio 2016 una versione sperimentale di Halo con cuore in acciaio e parti superficiali in carbonio. Una versione che aveva generato dei pareri molto negativi da parte dei piloti del Team italiano principalmente per i bassi livelli di visibilità generati dall'ampia sezione del pilone verticale che andava ad allargarsi troppo in basso (vedere immagine precedente).

La seconda versione di Halo è stata progettata interamente in titanio per un minor peso e maggior robustezza

Grazie al parere di Sebastian Vettel e Kimi Raikkonen cinque mesi dopo ha fatto il suo esordio una seconda versione di protezione (Halo 2) totalmente in titanio per garantire una maggior leggerezza e una miglior robustezza. Oltre alla modifica nei materiali, uno dei cambiamenti più importanti è stato quello di ridurre in sezione la parte di unione tra l'anello superiore e il pilone verticale per migliorare la visibilità ed evitare un possibile impatto tra il guidatore e il dispositivo durante un impatto.

Con la seconda versione di Halo, testata da alcuni piloti tra cui il futuro campione Nico Rosberg a Spa sulla complicata salita dell'Eau Rouge, si è eliminato l'importante problema della scarsa visibilità e i successivi miglioramenti al dispositivo si sono concentrati principalmente sul garantire la giusta solidità/robustezza. 

Finora il componente di sicurezza è stato utilizzato sui telai 2017 non preposti per incernierare il pesante dispositivo di sicurezza (si parla di un peso dell'ultima specifica attorno agli 8 kg) mentre i telai del prossimo anno, a causa dei rigorosi test di resistenza, dovranno avere cockpit molto più rinforzati e che presenteranno ovviamente dei veri e propri punti di ancoraggio. La robustezza di questi attacchi su cui andrà incernierata la struttura, accoppiata ad un rinforzo del telaio e al peso stesso del dispositivo di sicurezza comporteranno un aumento di peso che potrà andare dai 10 ai 15 kg sentendo uno dei Top Team di questa stagione 2017 di F1. Cinque chilogrammi in più di peso mediamente su un circuito sono la bellezza di un decimo e mezzo al giro, che nell'arco di una gara diventano quasi dieci secondi. E da questo punto di vista molto interessanti sono le parole di Paddy Lowe, ora Direttore Tecnico del Team Williams:
"L'aspetto principale sarà quello dell'efficienza con la quale sarà possibile soddisfare i requisiti di installazione per ottemperare i carichi."
Lowe sta dicendo semplicemente che chi riuscirà a risparmiare peso per garantirsi comunque dei test FIA positivi sarà avvantaggiato. Soprattutto considerando che aggiungere almeno 10 kg ai 728 kg chilogrammi di peso minimo 2017 vorrebbe dire arrivare a 738 kg quando in realtà il peso minimo fissato dalla FIA per la prossima stagione è di "soli" 734 chilogrammi. Cosa significa? Che moltissimi Team (i più penalizzati potrebbero essere quelli che già in questa stagione facevano fatica ad arrivare al peso minimo, come Mercedes e Force India) saranno almeno inizialmente impossibilitati nell'utilizzare della zavorra (per un massimo di 7 kg) se non andando ad aumentare ulteriormente il peso della macchina. La zavorra è spesso molto utile per garantirsi la distribuzione del peso obbligatorio indicata dalla FIA ossia 45% del peso all'anteriore, 55% al posteriore con un 1% di tolleranza.

Oltre a ciò, l'Halo influenzerà l'aerodinamica delle monoposto 2018 e non solo poiché andrà a creare dei disturbi anche all'ingresso dell'aria diretta al compressore e ad eventuali radiatori di raffreddamento di componenti come la parte ibrida e di lubrificazione. Soffermandoci maggiormente sui disturbi prettamente aerodinamici, la FIA permetterà ai vari Team di installare sulla parte alta dell'anello delle appendici aerodinamiche entro i 20 mm d'altezza. L'Halo diverrà quindi nella prossima stagione anche uno strumento in parte con degli effetti aerodinamici "positivi", ottimo per indirizzare i flussi dove necessario.

Mclaren MCL32 con l'Halo in versione 2018: da notare le appendici montate nella parte alta

Da questo punto Haas, Mclaren e Toro Rosso hanno già portato in pista tra le prove libere 1 di Abu Dhabi e la due giorni di test post Gran Premio delle loro possibili evoluzioni. La più interessante è quella sopra mostrata e progettata dal Team con sede a Woking grazie alla presenza di ben tre appendici aerodinamiche che vanno ad energizzare un flusso particolarmente disturbato dal componente Halo e che andrebbe cosi a generare una perdita importante di carico aerodinamico sull'alettone posteriore.