Roma, 26 Dicembre 2013 – Tra poco più di un mese, vedremo in pista, per i primi test invernali, le nuove monoposto di F1. Vetture che saranno molto diverse da quelle della stagione precedente. Il regolamento tecnico del mondiale di F1 2014 infatti prevede grosse novità, sia al motore che all’aerodinamica della vettura, vediamo insieme, grazie a questi video realizzati da Antonio Granato, quali saranno le modifiche tecniche che verranno introdotte il prossimo anno.
Nel primo video ci viene spiegato da quali parti è composto e come funziona il nuovo ERS,
Nel secondo video invece, verranno descritte tutte le modifiche che il nuovo regolamento tecnico di F1 impone ai costruttori sia aerodinamiche e telaistiche che motoristiche.
Tutti i nostri video potrete trovarli nel nostro canale youtube a questo indirizzo: http://www.youtube.com/user/videoF1Sportit
Di seguito in un unico articolo abbiamo riportato, tutte le novità del regolamento tecnico della prossima stagione di F1.
Motore:
Il motore è l’elemento che più di tutti verrà rivoluzionato. Come ormai, quasi tutti sapranno, dall’anno prossimo ritornerà nella massima serie il motore turbo ma che sarà accompagnato da degli elementi che lo renderanno, per certi versi, quasi un’unità ibrida.
Cominciamo dal KERS (MGU-K per il nuovo regolamento tecnico FIA del 2014 art 1.25), questo elemento, ben noto agli appassionati di F1, rimarrà, per la parte tecnica quasi invariato, e continuerà nel suo compito di recuperare energia cinetica dall’impianto frenante, ed immagazzinerà l’energia raccolta per un massimo di 2 MJ all’interno dell’apposito pacco batterie, ma potrà erogare un potenza doppia passando dai 60 KW del 2013 ai 120 KW del 2014.
Le Batterie avranno invece capacità doppia dal prossimo anno. Passeranno infatti dall’attuale 0,4 MJ a ben 4 MJ del 2014. Da chi verranno utilizzati quindi i restanti 2 MJ aggiuntivi del 2014?
Ad utilizzare i restanti 2 MJ ci penserà il nuovo HERS o per meglio dire (MGU-H da regolamento tecnico FIA 2014 art 1.26) un nuovo generatore di energia che verrà installato direttamente sull’asse della turbina del turbo e che recupererà energia dai gas di scarico che muoveranno il compressore, per poi ricedere energia, quando richiesta, agendo sempre sullo stesso asse della turbina; verrà pertanto, eliminato quel ritardo di risposta tipico dei motori turbo-compressi.
Tutto ciò, Kers ed Hers, lavorerà insieme e nell’insieme sarà identificato sotto un’unica sigla: ERS (regolamento tecnico FIA 2014 art 1.24). Infatti anche se i due impianti lavoreranno separatamente, (avranno le batterie in comune) saranno gestiti da un’unica centralina che potrà utilizzare tutta l’energia disponibile circa 160 CV aggiuntivi) per un tempo di 33,3 sec a giro contro gli attuali 6.6 sec al giro. Importante ricordare che il pilota non potrà più decidere quando utilizzare la potenza aggiuntiva, mediante il pulsante KERS sul volante, ma tutto verrà gestito elettronicamente ed automaticamente dalla centralina.
Il consumo di carburante:
A destare molte preoccupazioni ai motoristi impegnati nello sviluppo di queste unità è il consumo di carburante. I limiti imposti dalla federazione sono due: il consumo di carburante massimo per gara; ed il flusso massimo all’ora.
Il primo dei due limiti imposti dal regolamento è stato fissato a 100 kg di consumo massimo, da intendere però per la sola distanza che va dallo spegnimento delle luci rosse del via alla bandiera scacchi. Le monoposto quindi, in realtà, imbarcheranno più carburante, necessario per il giro di formazione, di ricognizione ed il rientro al box.
Il secondo limite invece e sulla portata massima consentita che non potrà superare i 100 kg/h, limite imposto per non esagerare con i consumi di carburante nelle fasi di qualifica, sessioni in cui il consumo di carburante è libero.
Per controllare che i vari team rispettino questi limiti, verranno installati dei sensori che monitoreranno i consumi ed i flussi di carburante del motore e trasmetteranno i dati alla FIA in tempo reale
Scarichi motore:
Fondamentale sarà l’eliminazione degli scarichi ad effetto Coanda. Dopo svariate stagioni in cui sono stati utilizzati i gas di scarico per generare carico al posteriore, prima con soluzioni più estreme (soffiando direttamente nel diffusore) poi sfruttando l’effetto Coanda, dal 2014 tutto ciò sarà impossibile da ricreare. Gli scarichi motore infatti non saranno più due e non potranno essere più collocati sulla parte finale delle fiancate, ma sarà un unico terminale, alto ed a centro vettura, in un’area ben definita dal regolamento. Il terminale di scarico dovrà essere assolutamente cilindrico e oltrepassare l’asse delle ruote posteriori per una dimensione compresa tra i 170 mm e i 185 mm. Anche l’inclinazione sarà determinata tra 0° e +5° verso l’alto. Di fatto impossibile ricreare l’effetto della minigonna termica ai lati del diffusore.
Nella foto sotto una ricostruzione di quanto potremmo vedere l’anno prossimo.
In conclusione le monoposto del 2014 subiranno una enorme riduzione del carico aerodinamico complessivo in tutte le zone della vettura, questo, associato all’enorme coppia motore dei prossimi V6 turbo renderanno probabilmente queste vetture molto difficili da guidare, evidenziando così le capacità di guida dei piloti. Nel 2014 ci sarà di che divertirsi… in tutti i sensi.
Ali:
Ad essere maggiormente ritoccata sarà l’ala anteriore, già ampiamente criticata sin dal 2009, per le sue eccessive dimensioni, subirà dal prossimo anno un’importante riduzione di larghezza. Si passerà infatti dagli attuali 1800 mm ad una larghezza massima di 1650 mm. Una riduzione di 15 cm che porterà, ovviamente ad una grossa diminuzione di carico all’anteriore. A subire il restringimento saranno maggiormente le estremità dell’ala, la parte centrale invece, dovrà mantenere sempre una dimensione di 500 mm, in cui non devono essere presenti appendici aerodinamiche e quindi risultare aerodinamicamente neutra.
Sotto una ricostruzione delle proporzioni che dovrebbe avere l’ala anteriore del 2014 rispetto al quella del 2013.
Da notare che questa riduzione della larghezza alare comporterà delle modifiche alla flessibilità dell’ala e di conseguenza anche al test di verifica. I 15 cm in meno di larghezza infatti, ridurranno drasticamente la flessione alare, (ovviamente minore è la leva, minore sarà il momento e quindi la possibile flessione) ma il test, in termini di carico, rimarrà lo stesso. Per via della riduzione alare il carico verrà applicato non più a 790 mm dalla center line bensì a 720 mm, ma di fatto, il carico verrà sempre applicato al centro delle due parti laterali in cui sono presenti le appendici aerodinamiche. E’ possibile perciò che gli ingegneri, per rendere la superficie più flessibile, cambino i materiali di costruzione; dovranno però sempre tener presente il carico che verrà applicato e la massima deformazione elastica permessa che non dovrà superare i 10mm.
L’ala posteriore invece ha subito delle modifiche dimensionali meno vistose ma pur sempre di rilievo. E’ stata limitata dai 220 mm dello scorso anno ai 200mm di quest’anno: lo sbalzo massimo consentito tra il punto basso della curvatura del profilo principale e il margine superiore dell’alettone stesso (inteso come il bordo alto della paratia laterale). Concesso invece un aumento di dimensione della cover dell’attuattore del DRS.
Oltre a questa riduzione a diminuire sensibilmente il carico aerodinamico , sarà l’eliminazione del Beam-Wing, ovvero quel profilo alare basso, posto poco sopra il diffusore. Per saperne di più sul beam-wing vi invitiamo a leggere [questo articolo] Proprio a causa dell’eliminazione di questa superficie, verranno probabilmente reintrodotti i piloncini di sostegno che fino a qualche hanno fa erano presenti sulle monoposto di molti team.
In questa foto il beam-wing evidenziato dalla paraffina di cui è cosparso.
Corpo vettura:
Molto importanti, saranno anche i cambiamenti dimensionali che coinvolgeranno l’altezza del musetto anteriore, nonché la posizione delle gambe del pilota ed anche lo stesso cockpit. Il tutto, infatti, verrà abbassato di 10cm. Come potete vedere dalla foto successiva l’altezza massima consentita nel punto indicato dal regolamento tecnico del 2014 come sez. A_A sarà di 525 mm, mentre fino alla stagione passata era consentita l’altezza di 625 mm. Questo comporterà anche ovviamente un abbassamento della posizione di guida del pilota e principalmente delle gambe che torneranno in una posizione forse anche più naturale.
Molto importante, e non solo dal punto di vista estetico, sarà la drastica riduzione dall’altezza che verrà imposta ai musetti delle monoposto. Sarà consentita un altezza massima di 185 mm e questa insieme alla misura imposta alla sez A-A determinerà un andamento piegato verso il basso di tutto il musetto anteriore, con un inclinazione sempre maggiore fino al punto più avanzato. Ovviamente questo non varierà solo l’aspetto estetico della vettura, ma avrà anche delle ripercussioni sulla funzionalità aerodinamica: sarà infatti minore la quantità di aria che potrà passare sotto il muso e ai lati delle fiancate, limitando di molto, quindi, quell’efficenza che si era riusciti ad ottenere grazie all’innalzamento, ogni anno sempre maggiore, della parte anteriore della vettura.
Rear Brake Control System:
Già in questi anni il KERS nelle fasi della frenata disturbava i piloti nelle staccate in quanto, recuperando energia dall’albero motore, aggiungeva una forza frenante alla monoposto, modificando e variando quindi la frenata che il pilota aveva voluto imprimere. Se un KERS da 60 kW e con possibilità di ricaricare 2 MJ per giro disturbava il pilota in frenata, figuriamoci un MGU-K con potenza fino a 120kW e possibilità di ricarica massima per giro di 4MJ.I problemi in fase di frenata per i piloti sarebbero stati enormi, con grossi scompensi tra una frenata con MGU-K in ricarica e altre senza l’effetto frenante del motore elettrico. Pertanto la Federazione ha deciso di introdurre, come disposto dall’articolo 11.7 del regolamento tecnico 2014, un controllo elettronico di frenata che modulerà automaticamente la frenata sull’asse posteriore, nei momenti in cui il Kinetic caricherà o meno. In pratica, nel momento in cui il pilota azionerà il freno, se l’MGU-K dovesse entrare in ricarica, e quindi “frenare” la vettura, il Rear Brake Control System alleggerirà la frenata comandata dal pilota per compensare quella aggiuntiva dell’impianto di potenza ausiliare. Nel caso in cui invece l’MGU-K non dovesse entrare in ricarica, il sistema di controllo non influenzerà in nessun modo la frenata richiesta. Il tutto avverrà in modo automatico ed il pilota non avvertirà nessuna variazione d’intensità alla frenata da lui imposta. Potrà rimanere quindi concentrato sulla staccata senza essere disturbato dall’intervento di altri elementi frenanti.
Ovviamente per una questione di sicurezza la FIA ha imposto che questo sistema sia collegato comunque ad un cilindro idraulico che generi pressione anche nei casi in cui il sistema elettronico non dovesse funzionare, in modo tale da garantire comunque la frenata e la pressione ai freni. L’intero sistema passerà, neanche a dirlo, attraverso il controllo della centralina unica ECU determinata dalla FIA. (art.8.2.)
Un elemento questo necessario per non creare ai piloti grossi problemi in fase di frenata. Sappiamo come oggi le frenate siano tirate al limite, ed avere un elemento che modifichi l’intensità delle frenate volute dal pilota, avrebbe potuto creare delle situazioni di grosso pericolo. L’applicazione, quindi, di sistemi elettronici che assistano il pilota in queste fasi, diventano essenziali nel momento in cui si decide di dotare le monoposto di sistemi ausiliari di potenza (MGU-H e MGU-K) per non correre il rischio che vetture così complesse diventino con il tempo impossibili da governare.
