Posizione della FES sulla Power Unit Mercedes?

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Noi di F1Analisitecnica abbiamo ritenuto fin da subito molto interessante l'indiscrezione svelata da Fabiano Vandone in collaborazione con l'ing, Lombardi riguardo all'uso di una Fly Wheel sulla Power Unit della Mercedes.
Procediamo per gradi e andiamo, per chi non lo sapesse, a spiegare che cos'è una Fly Wheel.
Il Fly Wheel (FES - Flywheel Energy Storage ) è un termine inglese che può essere tradotto in italiano come batteria a volano. E' un dispositivo elettromeccanico atto all'immagazzinamento di energia sotto forma di energia cinetica rotazionale. L'idea di base è accumulare energia ponendo in rapida rotazione un volano, realizzando perciò una batteria inerziale.
Nel post precedente non abbiamo mai messo dubbio l'idea che è senza dubbio geniale. Non riuscivamo a comprendere come tale soluzione potesse essere conforme al regolamento tecnico il quanto l'articolo 5.1.6 del regolamento tecnico stabilisce che turbina e compressore devo essere collegate da un albero che le faccia girare alla stessa velocità angolare. E' solo l'MGU-H che può essere staccato dal complesso turbina-compressore con una frizione.

Articolo 5.1.6 Regolamento tecnico

Pressure charging may only be effected by the use of a sole single stage compressor linked to a sole single stage exhaust turbine by a shaft assembly parallel to the engine crankshaft and within 25mm of the car centre line. The shaft must be designed so as to ensure that the shaft assembly, the compressor and the turbine always rotate about a common axis and at the same angular velocity, an electricalmotor generator (MGU-H) may be directly coupled to it.

Quindi, insieme all'amico Alessio, ingegnere meccanico, che ha collaborato già altre volte con noi, abbiamo cercato di comprendere e studiare una soluzione per permettere al sistema di rientrare all'interno del regolamento tecnico. 

Per fare ciò abbiamo rimosso Fly Wheel che nel post precedente avevamo collocato tra turbina e MGU-H in quanto il regolamento tecnico stabilisce che tra tra turbina e compressore non possono esserci frizioni.


Nel disegno abbiamo collocato Fly Wheel in quella posizione ma lo puoi mettete anche in altre, l'importante è che non sia direttamente sull'albero del turbogruppo. Il sistema è collegato con frizione e apposito riduttore/moltiplicatore all'albero del turbogruppo. 
Questo scherma è perfettamente con forme al regolamento tecnico. 
L'utilizzo del sistema è gestito elettronicamente in quanto potrei "pescare" energia sia da FES e MGU-H a bassi regimi in modo da ridurre il turbo lag e a regimi alti potrei recuperare energia da uno o da entrambi. La strategia di utilizzo non è facile da capire ma quelle espresse sopra sono soltanto delle possibilità.
I possibili problemi di questo sistema sono: la frizione che potrebbe andare in crisi negli innesti se c'è troppa differenza di velocità e la gestione della ripartizione ai vari regimi tra FES e MGU-H.

Esiste anche una soluzione che troviamo molto estrema e molto complicata soprattutto visto il fatto che quest'anno le difficoltà, dovute al cambio di regolamenti, erano davvero tante.  E 'possibile collocare la Fly Wheel in modo coassiale ma fare quello che fa la Rools-Royce sui turbogetti. In questi motori vengono messi fino a tre alberi coassiali ma indipendenti uno dall'altro che ruotano a velocità diverse. Questi alberi sono collegati tramite frizione. Sarebbe una cosa veramente molto complicata...
Ecco un piccolo scherma della soluzione:




Ferrari F14 T: primo pacchetto evolutivo previsto per Barcellona

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possibile nuovo muso Ferrari F14 T. Si ringrazia Salvatore Asero per l'elaborazione
Per Barcellona, come avevamo già annunciato la scorsa settimana, è atteso in primo grosso pacchetto evolutivo della Ferrari F14 T.
Le aree di intervento saranno molteplici e riguarderanno sia la Power Unit che l'aerodinamica.
Per quanto riguarda la P.U gli interventi saranno molto limitati e gli ingegneri si focalizzeranno ancora una volta sulla gestione elettronica visto che gli ultimi interventi fatti prima della Cina hanno permesso alla Ferrari di recuperare un po di potenza.
A livello aerodinamico le novità saranno molteplici a partire da un nuovo muso che passerà il crash test in questi giorni. Come potete osservare dall'elaborazione grafica pensiamo che l'idea della Ferrari sarà quella di "copiare" quanto fatto dalla Mercedes e di realizzare una sorta di muso corto. Il regolamento tecnico stabilisce che la punta del muso deve trovarsi ad una altezza massima di 185mm rispetto al Piano di Riferimento (P.R) e ad una distanza non inferiore a 750mm rispetto all'asse delle ruote anteriori; al contempo, la sua proiezione inferiore – a 50mm dietro la punta del muso stesso – deve giacere ad una altezza minima di 135mm rispetto al P.R e la sua proiezione superiore deve trovarsi ad una altezza non superiore a 250mm rispetto al P.R.
Grazie a questo intervento verrà incrementata la portata d'aria tra i piloncini di supporto dell'ala anteriore.
Oltre a questa modifica verranno provate delle nuove ali anteriori e posteriori oltre ad un nuovo fondo e estrattore.

L'obiettivo della Ferrari con questo pacchetto evolutivo è riuscire a migliorare il carico aerodinamico (Cl = lift coefficient) cercando di mantenere costante o addirittura diminuire la resistenza all'avanzamento (Cd = drag coefficient) . In poche parole, si cercherà una migliorare l' efficienza aerodinamica (rapporto tra il lift coefficient e il drag coefficient.) che porterebbe notevoli vantaggi a livello di velocità massima, consumo ed equilibrio della vettura.


Power Unit Mercedes con "frizione" sul turbo?

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Durante il pre-gara del Gp di Cina, Fabiano Vandone ha svelato un altro segreto del motore Mercedes grazie ad un suggerimento dell'esperto motorista Ing. Claudio Lombardi (ex Ferrari).
Questa scoperta mette in luce che la Power Unit Mercedes utilizza una sorta di "ruota libera", una frizione che permette di dividere in due segmenti l'albero su cui ruotano turbina, compressore e MGU-H. Come sappiamo, Mercedes ha scelto di separare il gruppo turbina compressore posizionandoli ai due estremi del motore endotermico con la MGU-H posizionata in mezzo. Quando avviene lo "stacco", normalmente in uscita dalle curve lente, la MGU-H aziona solamente il compressore e non le palette che compongono la turbina. In questo modo non deve vincere la resistenza delle palette della turbina quando MGU-H è in funzione di motore.
Schema @bueuF1

Nelle altre fasi è il turbo a far girare la MGU-H, la quale lavora come una dinamo e fornisce energia alle batterie o direttamente alla MGU-K e di conseguenza alla trasmissione.
La soluzione riportata anche da Antonio Granato su F1Sport, l'ho ritenuta fin da subito molto interessante e sicuramente vantaggiosa ma ho aspettato nel pubblicarla in quanto ho faticato nel capire come possa essere stata ritenuta legala dalla Federazione.

Andiamo ad analizzare in dettaglio il regolamento tecnico:
5.1.6
Pressure charging may only be effected by the use of a sole single stage compressor linked to a sole single stage exhaust turbine by a shaft assembly parallel to the engine crankshaft and within 25mm of the car centre line. The shaft must be designed so as to ensure that the shaft assembly, the compressor and the turbine always rotate about a common axis and at the same angular velocity, an electricalmotor generator (MGU-H) may be directly coupled to it.
5.2.4
The MGU-H must be solely mechanically linked to the exhaust turbine of a pressure charging system. This mechanical link must be of fixed speed ratio to the exhaust turbine and may be clutched.

Quindi traducendo il punto 5.1.6 il regolamento prevede che turbina e compressore siano collegati da un albero che le faccia girare alla stessa velocità angolare. E' solo l'MGU-H che può essere staccato dal complesso turbina-compressore con una frizione.
Quindi quando avviene il fantomatico "stacco" come è possibile garantire che gli assi girino alla medesima velocità angolare?

Per noi di F1Analisitecnica la soluzione è irregolare e crediamo non sia presente sulle Power Unit Maercedes.




Review tecnica gp Cina

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E' stato disputato in Cina il quarto gran premio stagionale, che per la terza volta consecutiva ha riproposto la doppietta delle Mercedes, vere mattatrici di questo primo scorcio di stagione. Sebbene il dominio sia stato meno netto, sia grazie alla conformazione della pista che ha fatto tornare in auge alcuni rivali, sia grazie al lavoro di sviluppo appunto degli avversari. Infatti la Ferrari, resuscitata in questo giorno pasquale dal disastro di Sakhir, ha terminato a 24 secondi dal leader Lewis Hamilton, e a soli 6 secondi da Nico Rosberg che si è però trovato costretto a rimontare. Vediamo quali sono stati dunque gli sviluppi sulle varie monoposto, ricordando che tra tre settimane in Spagna si avrà un consistente step da parte di tutte le scuderie.

Mercedes
La Mercedes ha introdotto il nuovo muso più corto per massimizzare la portata d'aria tra i piloni di sostegno dell'ala. Proprio grazie alla forma dei piloni che quest'ala rispetta le misure di altezza imposte dal regolamento tecnico rispetto al piano di riferimento.












Ferrari
La Ferrari, dopo aver testato i mozzi soffianti e le nuove prese d'aria dei freni anteriori ,durante i test del Bahrein e durante le prove libere, ha deciso di utilizzarli anche per qualifica e gara a dimostrazione che la soluzione funziona e che gli aerodinamici hanno ottenuto in pista i vantaggi riscontrati in galleria del vento. Questa particolare soluzione va ad espellere l'aria calda che si genera all'interno del cerchio andando a ridurre le turbolenze generate dal rotolamento dello pneumatico che disturba l'efficienza aerodinamica della monoposto
Importante il lavoro fatto dagli elettronici che hanno sviluppato delle nuove mappature motore che hanno permesso alla Power Unit di raggiungere livelli di potenza più elevati ed hanno migliorato l'erogazione e la curva di coppia. Sembra che finalmente gli sforzi degli ingegneri di Maranello stiano pagando, come testimonia il terzo posto in gara di Alonso, le ritrovate (in parte) velocità di punta e in generale una conformazione di pista in cui sono di meno i rettilinei e curve da trazione in uscita, veri punti deboli, come abbiamo avuto già modo di evidenziare, della F14 T

Red Bull
Sulla Red Bull Rb10 è stata introdotta una nuova presa dei freni anteriori che è composta da ben tre canalizzazioni e da tre appendici aerodinamiche che hanno la funzionalità di migliorare l'andamento dei flussi in un area molto sensibile della monoposto vista la presenza dei braccetti della sospensione. In virtù delle caratteristiche del tracciato è stata di nuovo montata l'ala vista in Malesia con tanto di upper flap. Buona gara da parte delle Red Bull, che però sono risultate penalizzate dal consumo gomme e dalla scarsa velocità di punta sul dritto

Force India

Sono due le soluzioni di ala anteriore portate per questo Gp che non differiscono da quelle viste durante il fine settimana del Bahrein. Le due ali differiscono dalla forma e dalle dimensioni di uno dei flap aggiuntivi. Una genera più carico e più drag (quella sotto) mentre l'altra genera meno carico deportante e meno resistenza all'avanzamento in quanto il secondo flap aggiuntivo ha un corda minore rispetto all'altro. Da notare la forma dell'appendice verticale collegata al mainplane e degli upper flap che sono stati studiate appositamente per deviare il flusso d'aria nella zona esterna degli pneumatici anteriori. Scelta infine per la gara la versione meno carica. Nuova ala posteriore inoltre che presenta le seguenti differenze con quella precedente:
-le soffiature sulla paratia verticale nella nuova versione sono orizzontali mentre prima erano inclinate. 
-nella parte terminale della paratia sono stati inserite delle venature per migliorare lo scorrimento dei flussi e incrementare la deportanza generata dall'ala

Lotus
 Come potete vedere dalle immagini è stato modificato il terzo flap aggiuntivo per recuperare carico deportante all'avantreno visto che la E22, in queste prime gare, ha dimostrato di essere molto carente di downforce nella zona anteriore della vettura. Confermato, il nolder per massimizzare ulteriormente il carico deportante all'avantreno. 
La Lotus inoltre ha collaudato in queste prime prove libera una versione evoluta del diffusore e un nuovo cofano motore diverso nella parte terminale. 
 Come potete vedere dall' immagine sottostante il diffusore della Lotus è stato completamente rivisto. E' composto da tre canali laterali e un grande canale centrale dove sono stati collocati dei piccoli generatori di vortici per cercare di equilibrare il flusso d'aria in quella zona. Questa soluzione ricorda molto quella utilizzata dalla Red Bull in questa stagione


Cambiata, inoltre, la parte terminale del cofano motore che va a carenare la parte posteriore della vettura. E' stata introdotta una grande pinna per stabilizzare il flusso d'aria diretto verso la zona posteriore della monoposto per massimizzare la deportanza creata dall'ala posteriore. Questa carrozzeria è stata provata brevemente durante le prove libere australiane ma non è mai stata utilizzata in gara sulla E22.

McLaren
In casa McLaren dopo le prove comparative fatte sulla sospensione posteriore è stata scelta la versione a "tapparella" con le appendice aerodinamiche riviste rispetto a quelle utilizzate nelle prime gare di questa stagione. Lo scopo degli ingegneri, con l'utilizzo di questa soluzione, è quello di deviare il flusso d'aria proveniente dalle fiancate della monoposto verso l'alto in modo che il flusso vada a sfiorare il dorso dell'ala posteriore (upwash). Hanno cercato, in poche parole, di replicare le medesime caratteristiche e funzionalità (incremento deportanza e miglioramento estrazione d'aria del diffusore) del beam wing che il regolamento tecnico 2014 ha vietato.
Sono apparse delle piccole modifiche all'ala anteriore della Mclaren che si concentrano nella zona dell'endplate. Come potete osservare dall'immagine è stata utilizzata un'ala con doppia pinna sulla deriva laterale. In Bahrein la pinna in questa zona era una sola. A differenza di quella utilizzata in Bahrein è stata usata una pinna aggiuntiva sugli upper flap.

Gli aerodinamici di Woking stanno cercando di dividere in due parti il flusso d'aria in questa zona: una parte viene indirizzata nella zona esterna dello pneumatico e l'altra verso l'alto sopra la gomma.

Williams
Sulla Williams sono state modificate le aperture sul leading edge (bordo d'attacco) delle pance che come potete osservare dal confronto fotografico sono state ampliate. 
E' importante sottolineare che la pance come le ali soffrono di separazione a determinate velocità e in determinate condizioni del flusso. Per ritardare la "separazione" del flusso la scuderia inglese ha pensato di "pulire" lo strato limite soffiando aria prelevata dalle aperture davanti alle pance come si può ben notare dall'immagine sotto mostrata.


Al posteriore è stato riproposto il cofano motore più stretto che era stato introdotto durante i test invernali del Bahrein e che era stato accantonato nella gare più calde. Questa soluzione è molto più filante per ridurre la resistenza all'avanzamento e generare un flusso meno problematico all'interno della paratie dell'ala posteriore. Questo è fondamentale per far lavorare l'ala posteriore nel miglior modo possibile, magari anche con un angolo di attacco più estremo senza incorrere in problemi di separazione del flusso sull'estradosso (section side) del profilo alare.
Durante le prove libere i i piloti hanno fatto delle prove comparative sull'ala provando entrambe le ali che si contraddistinguono una dall'altra dalla forma e dalla presenza di una soffiatura sul flap superiore. Gli aerodinamici Williams stanno cercando di massimizzare il carico all'avantreno senza compromettere la resistenza all'avanzamento della vettura. 
Durante le qualifiche, entrabi i piloti, hanno utilizzato la versione più carica dell'ala a dimostrazione che la novità ha funzionato migliorando il carico deportante della Williams nella zona anteriore. 


Molto interessante l'esperimento fatto durante le prove libere sulla vettura di Massa che ha compito un breve run con una pinna dorsale del cofano motore completamente soffiata. Le soffiature realizzate, di forma e dimensione diversa sono ben diciotto. Con questa particolare modifica gli aerodinamici di Grove stanno cercando di stabilizzare ulteriormente il flusso d'aria diretto all'ala posteriore e alla parte superiore del diffusore. 





















Gp Cina: McLaren con novità sull'ala anteriore

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sospensione McLaren Gp Cina
In casa McLaren dopo le prove comparative fatte sulla sospensione posteriore è stata scelta la versione a "tapparella" con le appendice aerodinamiche riviste rispetto a quelle utilizzate nelle prime gare di questa stagione. Lo scopo degli ingegneri, con l'utilizzo di questa soluzione, è quello di deviare il flusso d'aria proveniente dalle fiancate della monoposto verso l'alto in modo che il flusso vada a sfiorare il dorso dell'ala posteriore (upwash). Hanno cercato, in poche parole, di replicare le medesime caratteristiche e funzionalità (incremento deportanza e miglioramento estrazione d'aria del diffusore) del beam wing che il regolamento tecnico 2014 ha vietato.

Sono apparse delle piccole modifiche all'ala anteriore della Mclaren che si concentrano nella zona dell'endplate. Come potete osservare dall'immagine è stata utilizzata un'ala con doppia pinna sulla deriva laterale. In Bahrein la pinna in questa zona era una sola. A differenza di quella utilizzata in Bahrein è stata usata una pinna aggiuntiva sugli upper flap.
 Gli aerodinamici di Woking stanno cercando di dividere in due parti il flusso d'aria in questa zona:.: una parte viene indirizzata nella zona esterna dello pneumatico e l'altra verso l'alto sopra la gomma.


 


Gp Cina: novità all'anteriore sulla Williams FW36

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Piccole novità sulla Williams FW36 concentrate esclusivamente sull'ala anteriore. Durante le prove libere i i piloti hanno fatto delle prove comparative sull'ala provando entrambe le ali che si contraddistinguono una dall'altra dalla forma e dalla presenza di una soffiatura sul flap superiore. Gli aerodinamici Williams stanno cercando di massimizzare il carico all'avantreno senza compromettere la resistenza all'avanzamento della vettura. 
Durante le qualifiche, entrabi i piloti, hanno utilizzato la versione 1 dell'ala a dimostrazione che la novità ha funzionato migliorando il carico deportante della Williams ella zona anteriore. 

ala anteriore versione 1
ala anteriore versione 2
Molto interessante l'esperimento fatto durante le prove libere sulla vettura di Massa che ha compito un breve run con una pinna dorsale del cofano motore completamente soffiata. Le soffiature realizzate, di forma e dimensione diversa sono ben diciotto. Con questa particolare modifica gli aerodinamici di Grove stanno cercando di stabilizzare ulteriormente il flusso d'aria diretto all'ala posteriore e alla parte superiore del diffusore. 


di Cristiano Sponton e Piergiuseppe Donadoni

Gp. Cina - Ferrari F14 T:promosso il primo step evolutivo. In Spagna previste tante modifiche

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Questo è il primo piccolo sviluppo che continuerà in Spagna con una grende step evolutivo che porterà sulla F14 durante il Gp di Spagna:
  • nuovo muso;
  • nuova ala anteriore concettualmente simile a quella Mercedes,con deviatori verticali,atti a deviare l'aria verso l'esterno dello pneumatico;
  • nuova ala posteriore;
  • fondo;
  • diffusore
Da non sottovalutare il lavoro fatto dagli elettronici che hanno sviluppato delle nuove mappature motore che hanno permesso alla Power Unit di raggiungere livelli di potenza più elevati ed hanno migliorato l'erogazione e la curva di coppia.
 

Gp Cina: la Red Bull ritorna ad usare l'ala con gli upper flap

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Red Bull RB10 - ala Cina
Sulla La Red Bull RB10  durante le prove libere di questa mattina è stata utilizzata l'ala vista durante il Gp della Malesia ed è stata accantonata l'ala molto scarica, prima degli upper flap, utilizzata in Bahrein.
 Quest'ala, come potete osservare dalla foto in alto, è composta da 4 flap aggiuntivi + il main flap su cui è stato inserito un vistoso soffiaggio. Gli upper flap sono composti da 3 elementi su cui è stato aggiunto un piccolo profilo verticale svergolato in stile Mercedes
Elaborazione grafica Red Bull RB10 - Ala Bahrein

Fabiano Vandone analizza i "segreti" della Power Unit Mercedes

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Fabiano Vandone, attraverso le sue splendide animazioni, ci mostra il posizionamento del gruppo turbina, compressore e Mgu-H nella Power Unit Mercedes.
Nella seconda parte dell'animazione va ad analizzare l'aerodinamica della Force India con un ficus soprattutto nella zona posteriore.







Gp Cina: doppia pinna sull'endplate della Mclaren Mp4-29

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Sono apparse delle piccole modifiche all'ala anteriore della Mclaren che si concentrano nella zona dell'endplate. Come potete osservare dall'immagine è stata utilizzata un'ala con doppia pinna sulla deriva laterale. In Bahrein la pinna in questa zona era una sola. A differenza di quella utilizzata in Bahrein è stata usata una pinna aggiuntiva sugli upper flap.
 Gli aerodinamici di Woking stanno cercando di dividere in due parti il flusso d'aria in questa zona:.: una parte viene indirizzata nella zona esterna dello pneumatico e l'altra verso l'alto sopra la gomma.

Gp Cina: Red Bull RB10 con nuove prese dei freni anteriori

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Sulla Red Bull Rb10 è stata introdotta una nuova presa dei freni anteriori che è composta da ben tre canalizzazioni e da tre appendici aerodinamiche che hanno la funzionalità di migliorare l'andamento dei flussi in un area molto sensibile della monoposto vista la presenza dei braccetti della sospensione.

Gp. Cina: Lotus E22 con novità al retrotreno

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foto AMuS
Oltre alle modifiche all'anteriore che abbiamo già trattato ieri, la Lotus ha collaudato in queste prime prove libera una versione evoluta del diffusore e un nuoco cofano motore diverso nella parte terminale. 
 Come potete vedere dalle immagine il diffusore della Lotus è stato completamente rivisto. E' composto da tre canali laterali e un grande canale centrale dove sono stati collocati dei piccoli generatori di vortici per cercare di equilibrare il flusso d'aria in quella zona. Questa soluzione ricorda molto quella utilizzata dalla Red Bull in questa stagione.

Cambiata, inoltre, la parte terminale del cofano motore che va a carenare la parte posteriore della vettura. E' stata introdotta una grande pinna per stabilizzare il flusso d'aria diretto verso la zona posteriore della monoposto per massimizzare la deportanza creata dall'ala posteriore. Questa carrozzeria è stata provata brevemente durante le prove libere australiane ma non è mai stata utilizzata in gara sulla E22.

foto AmUs

Gp Cina: la Force India conferma l'ala posteriore provata durante i test del Bahrein

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foto AMuS - Nuova versione ala posteriore 
 I tecnici della Force India stanno spingendo molto sullo sviluppo aerodinamico in questa fase della stagione. I motorizzati Renault e Ferrari sono in difficoltà e sviluppare bene la vettura per la Force India potrebbe significare raccogliere tantissimi punti in questa fase iniziale della stagione. Oltre alla nuova ala anteriore che abbiamo precedentemente analizzato ( http://www.f1analisitecnica.com/2014/04/gp-cina-force-india-con-due-versioni-di.html ) è stata modificata anche l'ala posteriore. Non è una novità assoluta in quanto questa versione di ala era stata provata durante le giornate di test collettivi che si erano svolti la scorsa settimana sul tracciato del Bahrein. Le due versioni di ala si differenziano principalmente in due punti:
  • le soffiature sulla paratia verticale nella nuova versione sono orizzontali mentre prima erano inclinate. 
  • nella parte terminale della paratia sono stati inserite delle venature per migliorare lo scorrimento dei flussi e incrementare la deportanza generata dall'ala


foto AMuS - Vecchia versione ala posteriore


Gp Cina: modificata l'ala anteriore della Lotus E22

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 Come annunciato durante la giornata di ieri (http://www.f1analisitecnica.com/2014/04/gp-cina-modifiche-aerodinamiche.html), quest'oggi ai box, sono apparse delle modifiche all'ala anteriore della Lotus E22. Come potete vedere dalle immagini, che mettono in contronto le ali utilizzati in Bahrein con quelle viste ai box nella giornata odierna, è stato modificato il terzo flap aggiuntivo per recuperare carico deportante all'avantreno visto che la E22, in queste prime gare, ha dimostrato di essere molto carente di downforce nella zona anteriore della vettura. Confermato, il nolder per massimizzare ulteriormente il carico deportante all'avantreno.
Per ora si è vista soltanto questa modifica ma durante le prove libere di domani verrà collaudato un nuovo fondo ed un nuovo diffusore.

Gp Cina: Williams con il cofano "filante" e aperture sul leading edge maggiorate

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foto AMuS - Gp Cina
Sulla Williams sono state modificate le aperture sul leading edge (bordo d'attacco) delle pance che come potete osservare dal confronto fotografico sono state ampliate. 
E' importante sottolineare che la pance come le ali soffrono di separazione a determinate velocità e in determinate condizioni del flusso. Per ritardare la "separazione" del flusso la scuderia inglese ha pensato di "pulire" lo strato limite soffiando aria prelevata dalle aperture davanti alle pance come si può ben notare dall'immagine sopra mostrata.

test invernali
Al posteriore è stato riproposto il cofano motore più stretto che era stato introdotto durante i test invernali del Bahrein e che era stato accotonato nella gare più calde. Questa soluzione è molto più filante per ridurre la resistenza all'avanzamento e generare un flusso meno problematico all'interno della paratie dell'ala posteriore. Questo è fondamentale per far lavorare l'ala posteriore nel miglior modo possibile, magari anche con un angolo di attacco più estremo senza incorrere in problemi di separazione del flusso sull'estradosso (section side) del profilo alare.


Gp. Cina: Force India con due versioni di ala anteriore

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Sono due le soluzioni di ala anteriore portate per questo Gp che non differiscono da quelle viste durante il fine settimana del Bahrein. Le due ali differiscono dalla forma e dalle dimensioni di uno dei flap aggiuntivi. Una genera più carico e più drag (quella sotto) mentre l'altra genera meno carico deportante e meno resistenza all'avanzamento in quanto il secondo flap aggiuntivo ha un corda minore rispetto all'altro. Da notare la forma dell'appendice verticale collegata al mainplane e degli upper flap che sono stati studiate appositamente per deviare il flusso d'aria nella zona esterna degli pneumatici anteriori. 




Gp. Cina: Promossi i mozzi "soffianti" sulla Ferrari F14 T

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La Ferrari ha promosso le novità che aveva collaudato durante i test del Bahrein disputati la scorsa settimana. 
Le novità consistono, come potete vedere dall'immagine, da prese di raffreddamento dell'impianto frenante anteriore maggiorate rispetto alla soluzione usata nelle prime gare. 

Promosso, inoltre, il  portamozzo "soffiante" che va ad espellere l'aria calda che si genera all'interno del cerchio. Tutto questo, se ben tarato, potrebbe andare a ridurre le turbolenze generate dal rotolamento dello pneumatico che disturba l'efficienza aerodinamica della monoposto. 

Questa soluzione non è completamente inedita in quanto la si è già vista nel 2012 sulla Red Bull (bocciato dalla Federazione in quanto i fori applicati al mozzo per espellere l'aria ruotavano insieme alle ruote e quindi erano considerati dispositivi aerodinamici mobili) e lo scorso anno su varie vetture in primis sulla Williams FW35.

mozzo "soffiante" Williams FW35
Il sistema utilizzato dalla Williams nella scorsa stagione e dalla Ferrari in questi test, è stato considerato legale dalla Federazione in quanto per espellere l'aria utilizza un apposito collegamento (tubo) ancorato al portamozzo e quindi non viene considerato come corpo in movimento. Questo sistema cerca di ricreare lo stesso effetto dei copri cerchi che la Federazione ha proibito nella stagione 2009.

Come già citato, questo sistema, se ben tarato porta senza dubbio dei vantaggi aerodinamici ma potrebbe creare qualche problema ai meccanici durante i pit stop in quanto la filettatura del dado è molto corta. Infatti, per evitare questo problema, in Ferrari sono state cambiate anche le pistole che i meccanici utilizzano durante i pit stop.

Gp. Cina: muso e deviatore di flusso nuovi sulla Mercedes W05

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foto @ferran_figufer
Come avevo già annunciato con un tweet qualche ora, la Mercedes ha portato in Cina il tanto atteso nuovo muso che avrebbe dovuto debuttare già a Melbourne ma che per problemi relativi al crash test è stato posticipato.
Come potete osservare dal confronto fotografico in basso la sporgenza del muso è stata arretrata per massimizzare la portata d'aria tra i piloni di sostegno dell'ala. Proprio grazie alla forma dei piloni che quest'ala rispetta le misure di altezza imposte dal regolamento tecnico rispetto al piano di riferimento.
Rispetto alla versione precedente è stata introdotta una piccola gobba sotto il muso per recuperare ulteriore carico all'avantreno.
Modificati, inoltre, i deviatori di flusso davanti alle fiancate per migliorare l'andamento dei flussi verso il posteriore. Probabilmente questa modifica era già presente fin dal Gp della Malesia ma non l'avevo notata. La portata d'aria da gestire, visto l'innalzamento del muso, è aumentata e gli ingegneri Mercedes hanno modificato proprio i deviatori di flusso per permettere al retrotreno della vettura di ricevere un flusso molto più pulito.
foto www.f1technical.net


Turbina "frenata" dalla MGU-H - Se fosse questo il vero segreto della Power Unit Mercedes

Turbina "frenata" dalla MGU-H - Se fosse questo il vero segreto della Power Unit Mercedes

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Queste prime gare del campionato 2014 ci hanno mostrato la Mercedes con un vantaggio elevatissimo rispetto ai suoi diretti rivali.
Ascoltando le dichiarazioni di Aldo Costa, tale vantaggio non è da ricercarsi in un'area in particolare, bensì nell'ottimizzazione di ogni singola componente della vettura, con un'alta interazione tra di esse.
Ecco, interazione.
Questa è forse la parola chiave che i progettisti Mercedes avevano bene in mente nello sviluppare la Power Unit PU106A Hybrid.
Mercedes è riuscita ad impiantare nel motore termico una unità elettrica di prim'ordine, ed ha evitato il rigetto (come nelle operazioni chirurgiche umane, passatemi il termine) con una gestione elettronica sopraffina.
L'elettronica ormai permette di fare ogni cosa, pertanto quando si ha a che fare con essa, per realizzare cose superiori alla diretta concorrenza, bisogna pensare differentemente (Steve Jobs docet).
E' questo che molto probabilmente hanno fatto i motoristi Mercedes.
A livello meccanico-estetico, hanno ottimizzato al massimo il layout del gruppo moto-compressore (argomento già analizzato  nel precedente articolo http://www.f1analisitecnica.com/2014/04/i-segreti-della-power-unit-mercedes.html), ma probabilmente questo estro si annida anche nella gestione elettronica di questo originalissimo "Turbo".

Quando un motore termico sovralimentato viene fatto accelerare, esso aumenta la quantità dei gas di scarico espulsi, i quali permettono alla turbina di aumentare i propri giri. Quest'ultima, tramite un alberino, fa girare un compressore che immette l'aria in pressione nei cilindri. Essendo questo un sistema chiuso, l'aumento della pressione dell'aria in ingresso al motore aumenta la potenza del motore stesso, che genera ancora più gas di scarico, e quindi la turbina aumenta di giri, aumentando la pressione d'aria in ingresso al motore e così via...
Insomma, se non si limitano le pressioni, avviene l'autodistruzione del motore.
Per evitare questo, esiste una valvola, chiamata Wastegate: quando la pressione generata dal compressore raggiunge un valore target (3-4 bar, sto ipotizzando) tale valvola inizia ad aprirsi, creando un bypass ai gas di scarico, i quali andranno un pò verso la turbina, e un pò direttamente allo scarico. I motori turbo funzionano tutti così, ed è chiaro che l'energia dei gas non passanti per la turbina viene perduta.
La Mercedes deve aver trovato il modo di usare anche questa di energia, ma come???
Limitando il più possibile l'intervento della valvola Wastegate, l'unico componente che serve a "diminuire" la potenza ad un motore turbocompresso.
Quando la pressione del compressore raggiunge il valore target (e questo si ha normalmente durante la fase di piena accelerazione) l'elettronica imposta il motore MGU-H in modalità "Energy Recovery". Così facendo la turbina, e quindi il compressore a lei calettata, viene frenata ad un determinato numero di giri, mantenendo quindi costante la pressione al valore target.

In questo modo il motore termico genera la massima potenza, perché viene alimentato alla massima pressione prevista da progetto, ma allo stesso tempo il MGU-H sta recuperando l'energia che sarebbe andata dispersa con l'apertura della valvola Wastegate!
Questa energia viene inviata direttamente al MGU-K, visto che il regolamento non pone limiti alla quantità di energia trasferita tra i due motori elettrici.
Il risultato? Decine di cavalli sommati al motore termico, completamente GRATIS. Ecco spiegate le maggiori velocità in rettilineo rispetto ai rivali, che aprendo la valvola Wastegate come in un comune motore Turbo, perdono allo scarico energia preziosa.
Ovviamente, con le giuste strategie, questo sistema permette di ottimizzare prestazioni e consumi, permettendo alla monoposto Mercedes si essere la più prestazionale ed allo stesso tempo la più parca nei consumi.

Ora siamo il via alle discussioni che credo saranno molto accese...

Descrizione del volante della Ferrari F14 T

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I pulsanti sono analizzati in senso orario

DIF IN – Differenziale: regola la regolazione indipendente dei pneumatici e la trazione in curva
BB- Brake balance: distribuisce la frenata tra anteriore e posteriore
P – Pit Limiter: regola la velocità ai box a 60 km/h
K1 – Interviene nella regolazione della Power Unit
Selettore centrale - Multifunzione: seleziona varie strategie legate alla gestione motore, sistema ERS e bilanciamento di frenata
SOC – State of charge: gestisce lo stato di carica/scarica del pacco batterie
K2 – Interviene nella regolazione della Power Unit – simile al K1
FUEL: gestione strategie consumo carburante e aumento prestazioni motore endotermico
+10/-10 : permette di scorrere alcune funzioni visualizzabili sul display
BP/OK : gestisce automaticamente il punto di stacco della frizione
WET: impostazione per la guida sul bagnato
START: Selezione mappa motore per partenza e per i pit stop
BO – Burns out: serve a far pattinare le gomme per mandarle velocemente in temeratura
RF – Recovery RF: reset sistema elettronico ala mobile
PUMP :Permette di aumentare la lubrificazione del motore endotermico
D – Detonation: permette di migliorare la detonazione e viene usato soprattutto in qualifica
Strat: gestione strategie dei due motori elettrici (MGU-K e MGU-H) per regolare l’erogazione della potenza
RADIO: Comunicare con l’ingegnere
TRQ – Torque: selezione delle mappe di coppia per migliorare l’accelerazione in uscita curva
RF – Rear Flap: attiva l’ala mobile posteriore
N – Neutral: disinnesca le merce/folle


In qualifica i piloti usano principalmente tre pulsanti:  il pulsante K1 regola le strategie di utilizzo della power unit, il pulsante D aumenta la detonazione e le prestazioni del propulsore termico e il manettino Soc gestisce la ricarica completa delle batterie prima di un giro veloce
In partenza  si usano le due leve posteriori della frizione: si molla quella a destra, tenendo quella a sinistra tirata a metà, per evitare il pattinamento delle ruote. Poi si molla anche la seconda. C'è poi un tasto (Burn Out) per scaldare le gomme nel giro d'allineamento. E uno (BP) che regola l'attacco della frizione
In gara il pilota utilizza ognuno dei 5 manettini principali al centro: oltre alla ricarica delle batterie, il Multi Function ha ben 12 mappature per gestire assieme strategie di motore, sistemi elettrici e bilanciamento della frenata; il Torque regola l'erogazione della coppia in uscita di curva, fondamentale con il turbo; il Fuel gestisce i consumi e lo  Strat che modifica l'interazione dei due motori elettrici.
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Gp Cina: modifiche aerodinamiche previste sulla Lotus E22

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L'Inizio di questa stagione 2014 è stato un vero disastro per la Lotus E22 che ha dovuto far fronte sia con problemi della Power Unit Renault che con il telaio che non ha dato i risultati che i tecnici si aspettavano dalle simulazioni.
Anche i test svolti sul tracciato del Bahrein la scorsa settimana non sono andati come il team si aspettava in quanto sono riusciti a percorrere in due giornate di test solamente 162 Km.
La di Cina rappresenta per il team di Enstone un crocevia importantissimo per questa stagione in quanto è atteso un grosso steep evolutivo sia sul campo aerodinamico che su quello motoristico.

La veste aerodinamica della Lotus E22 cambierà sostanzialmente soprattutto nella zona anteriore dove è prevista l'introduzione di una nuova ala anteriore visto la mancanza di carico deportante nella zona anteriore dovuta alla particolare conformazione del muso dotato delle zanne. Sarà, inoltre, introdotte un nuovo fondo e un nuovo estrattore per incrementare il carico generale della vettura in modo da equilibrare l'incremento di deportanza che si otterrà all'avantreno con la nuova ala. Il vecchio fondo non ha dato i risultati sperati in quanto "stallava" a determinate velocità.

La Lotsu spera anche che il lavoro fatto dalla Renault dia un miglioramento della potenza massima portando il gap a 40 Cv rispetto alla Power Unit Mercedes. Fino al Gp del Bahrein il gap di potenza rispetto al propulsore tedesco era stimato in 70 Cv.

Ora parola alla pista..

Descrizione del volante della Mercedes W05 - Analisi parametri

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Forma
Il volante utilizzato sulla W05 è molto più piccolo e leggero rispetto a quelli usati sulle precedenti ed è anche di forma di versa. Ogni pilota si personalizza a modo proprio l’impugnatura e la disposizione ed il colore dei pulsanti.


Display LCD
E’ molto più grande rispetto al passato in quanto è stato progettato per gestire molte più informazioni che vengo scelte attraverso appositi pulsanti dal pilota stesso. Attraverso questo schermo possono essere monitorate informazioni come la selezione delle marce, i riferimenti cronometrici, il bilanciamento della frenata, ecc. Il display può contare anche su differenti tonalità di colori per visualizzare i dati, al contrario del sistema precedente che era caratterizzato solo da una base cromatica formata dai led rossi
Luci
I led luminosi posizionati sulla destra e sulla sinistra del volante sono quelli standard imposti dalla FIA, che segnalano l’eventuale presenza di bandiere rosse, gialle o blu.
I led che invece sono alloggiati nella parte superiore appena oltre il display, sono configurabili ed in genere servono per indicare il numero di giri del motore in corrispondenza del cambio di marcia.

Selettori
Sul volante della W05 ci sono ben 9 selettori posizionati in tre zone distinte del volante configurati in modo tale da essere facilmente mossi con il pollice del pilota:
- Tre sono presenti nella parte inferiore (e basta pensare che già qui ci sono 2160 possibili combinazioni) e vanno a modificare numerosi parametri;
- sei ai lati;

Quadranti rotanti
Menù (centrale): questo comando dispone di oltre 15 posizioni di settaggio che sono in grado di variare numerosi parametri e configurazioni con un solo clic, come ad esempio quella della regolazione in base al compound di pneumatici.

HPP (destra): si tratta di una manopola che regola molti settaggi relativi alla power unit, come la gestione dell’energia durante la gara o la regolazione della MGU-K.

Strategy (sinistra): consente di regolare la strategia durante una sessione, incluso il modo in cui viene recuperata l’energia e a sua volta distribuita.

Comandi rotanti laterali

I manettini che si azionano con la mano destra sono impiegati per compiere vari aggiustamenti, come il bloccaggio della coppia motrice nelle differenti tipologie di curva: lenta, media e ad alta velocità.
Le rotelle che si azionano con la mano sinistra, sono invece legate al bilanciamento dell’impianto frenante, al freno motore, alla regolazione del pedale e ad altre funzioni.

Pulsanti
BB+/BB-: gestione del sistema brake by wire per regolare il bilanciamento.
OT: overtake, viene premuto in fase di sorpasso.
N: neutral,
+10/+1: interruttore multifunzione

Radio: per attivare la conversazione tra pilota e ingegnere.
Limiter: per attivare il limitatore di velocità in corsia box.
Marker: usato per identificare un punto di interesse nei dati indicati dal pilota.
DRS: per aprire il flap dell’ala mobile.
PC/R: conferma l’entrata in pit lane inviando un allarme automatico al garage. Questo comando indica ai meccanici e ai membri del box dell’arrivo della vettura,

.Ho notato dagli onboard Mercedes che i piloti durante i loro giri controllano molto spesso, premendo il tasto +10/+1 (interruttore multifunzione) un parametro che potete vedere dall'immagine in fianco. Ad un prima analisi credevo potesse rappresentare qualche configurazione particolare sull'utilizzo della Power Unit. 
Poi studiando vari onboard ho escluso completamente questa ipotesi.

Ho analizzato il cameracar di Hamilton in qualifica sotto il bagnato e il coefficiente varava da 42 a 52. In Bahrein questo valore variava da 51 a 57. Quindi mai numeri sotto il 40 e mai superiori al 60. Questa visualizzazione viene effettuata spesso dai piloti quando sono in rettilineo e si preparano per staccate molto importanti.
Ho dedotto che si tratti semplicemente del bilanciamento della frenata che nel caso della foto è 57% anteriore e quindi 43 % posteriore. In Australia Hamilton usava una ripartizione spostata al posteriore come è solito fare quando la pista è bagnata. Questo parametro viene controllato spesso ed è facilmente regolabile da una rotellina che i piloti muovono con il pollice sinistro. Poi controllano il parametro per non trovarsi sorprese di bilanciamento nella staccata successiva.

Questa è la mia teoria su questo tema.






















I segreti della Power Unit Mercedes secondo Mark Hughes (SkyF1UK)

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Ci siamo concentrati qualche giorno fa sull'efficienza aerodinamica della Mercedes W05. Ora parliamo in specifico della loro Power Unit che ha delle cose particolarmente interessanti che abbiamo già trattato, anche se molto superficialmente, in qualche post.
Bisogna ringraziare per questa anticipazione lo specialista di SkyF1Uk, Mark Hughes che è riuscito a scoprire il vero segreto della Power Unit tedesca. 

Come funziona un motore turbo?
I motori turbo, chiamati anche propulsori sovralimentati, sono caratterizzati dall' immissione nei cilindri di una massa di aria e combustibile superiore a quella che il motore sarebbe in grado di aspirare naturalmente.

Il turbocompressore non è altro che un compressore centrifugo, trascinato per mezzo di un alberino da una turbina centripeta che è mossa a sua volta dal flusso dei gas di scarico che la investono; le due giranti sono simili, soltanto che hanno i flussi di entrata ed uscita invertiti. Più veloce gira la turbina e meno fatica essa fa a pompare ulteriormente l'aria in quanto la portata d'aria lavorata cresce con il quadrato della velocità di rotazione. Questo particolare va a determinare:
- una lentezza di risposta iniziale che è chiamata in gergo tecnico "turbolag". A regimi di rotazione bassi la spinta dei gas di scarico non è sufficiente a far girare velocemente le pale della turbina, la pressione di alimentazione del motore non supera quella atmosferica;
- escalation di potenza, in quanto, insistendo con la richiesta di potenza, il flusso e la temperatura dei gas prodotti dalla combustione aumentano ed appena questi sono sufficienti a fornire una sovrapressione s'innesca una reazione a catena che porta ad una vera e propria esplosione di potenza che viene limitata dall'apertura della valvola wastegate.

Com'è fatto un turbo-compressore
Analizzato nelle sue varie parti è composto da:
1- una prima ventola mossa dai gas di scarico racchiusa in un corpo, detto chiocciola, normalmente in ghisa ed avente la forma di una spirale (la turbina);
2- un corpo centrale destinato a supportare i cuscinetti e la lubrificazione dell'asse che unisce le due ventole;
3- una seconda ventola destinata a succhiare ed a comprimere l'aria racchiusa in un corpo di alluminio con la forma sempre a spirale detta girante del compressore; è questa la più importante delle due perché il diametro, l'inclinazione e l'altezza delle pale, il regime di rotazione messi in rapporto fra loro danno il campo operativo entro il quale dovrà svolgere la propria funzione l'intera turbina, nonché il suo rendimento.
La valvola Wastegate
Si tratta di un dispositivo che, comandato dalla pressione esistente nel lato aspirazione, produce l'apertura di una valvola prima della turbina e lascia fuoriuscire nello scarico parte dei gas combusti che altrimenti porterebbero la turbina a girare ad una velocità eccessiva pompando quindi troppa aria ed aumentando così esageratamente la pressione; ciò evita l'autodistruzione del motore....
L'azionamento di questa valvola può essere meccanico, pneumatico o elettronico (gestito da una centralina) e normalmente e prevista una certa regolazione della Wastegate in modo da ottimizzarne il funzionamento.
Può essere collocata a ridosso della chiocciola o piazzata sul collettore di scarico per indirizzare una porzione dei gas combusti direttamente a valle del turbocompressore senza attraversarlo.

L'intercooler
Svolge la funzione di raffreddare l'aria di alimentazione del motore, infatti più aumenta la temperatura dell'aria più essa si espande e diventa meno densa e quindi a parità di pressione pompiamo meno aria nel motore; il rendimento dello stesso cala ed aumenta immediatamente quello che è il maggior pericolo di un motore turbo: l'autoaccensione.
Per svolgere bene il suo compito l'intercooler ha bisogno di un grande flusso d'aria che lo attraversi e pertanto sia davanti che dietro nulla deve impedire il libero fluire dell'aria ed è anche chiaro che maggiori saranno le dimensioni della superficie dissipante maggiore sarà la potenza a parità di pressione.




Tipicamente, la turbina e compressore sono posizionati uno accanto all'altro e il calore che viene a generarsi è il vero problema di questa soluzione in quanto i gas di scaricano arrivano ad avere una temperatura di circa 800°C. Poiché il compressore, nella soluzione tipica, è posizionato accanto alla turbina c'è una trasmissione di calore e l'aria aspirata è molto calda ed è quindi meno densa e perde di efficacia durante la combustione. Per contrastare questo problema, come ho già descritto sopra, viene utilizzato l'intercooler per raffreddare l'aria prima che venga immessa nella camera di combustione.

Gli ingegneri tedeschi hanno pensato di eliminare/ridurre questo problema ed hanno quindi separato il compressore e la turbina collegandolo attraverso un albero che attraversa la "V" del propulsore. Quindi, hanno piazzato il compressore nella parte vicina al pilota e la turbina nella parte opposta del motore endotermico collocando nel mezzo la MGU-H.
Questa soluzione ha dei vantaggi:

  • intercooler più piccolo in quanto l'aria, essendo più fredda perché non riscaldata dalle alte temperature della turbina, necessita di un minor raffreddamento. Avere un intercooler più piccolo comporta dei grossi vantaggi aerodinamici perché permette di avere delle fiancate più compatte e dei flussi interni migliori;
  • riduce il turbo lag usando per un tempo minore la MGU-H come motore per muovere la turbina;
  • consente di avanzare il cambio migliorando la distribuzione dei pesi attorno al centro di gravità della vettura
In Mercedes l'utilizzo dell'MGU-H è stato estremizzato in modo da fornire al suo "gemello" MGU-K energia in maniera continuativa stimata in 90 Kw (120 cv circa) aggiuntivi ai 120 Kw (164 cv) per 33 secondi al giro che l'MGU-K fornisce da regolamento

Siccome il rendimento dei motori elettrici è molto maggiore di quelli termici, in Mercedes sembra che tengano il V6 sotto al suo limite (con indubbi vantaggi sul consumo) aiutandosi costantemente con quello elettrico cinetico a sua volta alimentato da quello elettrico termico.
Come ogni scelta progettuale ci sono anche degli aspetti negativi che in questa scelta sono l'aumento di peso dovuto all'uso dell'albero che collega il compressore con la turbina. 
Il grande vantaggio della Mercedes rispetto a tutti gli altri motorizzati con la stessa Power Unit è dovuto al fatto che la casa madre sta lavorando alla disposizione in auto di tutte le componenti da ben tre anni ed hanno collaudato il tutto su un telaio vero e utilizzando dei simulatori molto avanzati.
Sarà dura pr tutti gli altri recuperare in poco tempo questi anni di lavoro che la Mercedes ha di vantaggio rispetto a tutti i rivali. 
Ecco un video tratto da Sky Sport Uk in cui viene mostrata una stupenda animazione di quello che vi ho appena descritto.