Formula 1 2017 al via: alla scoperta delle nuove auto

SPORTLAB – Quella che sta per iniziare è una stagione molto attesa dagli addetti ai lavori e dagli appassionati perché il nuovo regolamento promette spettacolo e grandi cambiamenti, che si vedono già a livello estetico nelle nuove auto: sono comparse delle pinne, gli alettoni hanno cambiato altezza, larghezza e posizione, le gomme sono visibilmente più larghe, in particolare quelle posteriori. La competizione passa dagli studi degli ingegneri e dalle officine meccaniche alla pista, che come sempre sarà giudice supremo, anche in virtù delle abilità sportive e tecniche dei piloti. Ma come nascono questi prototipi? Quali sono le tecnologie più importanti quando si progetta un’auto di F1?

Quando nasce un’auto di Formula 1 

In genere i regolamenti tecnici e sportivi variano di anno in anno e vengono ratificati nel corso della stagione sportiva. “I progettisti iniziano a lavorare ai nuovi prototipi a seconda del budget a disposizione e della situazione di classifica nella stagione in corso” ha raccontato a OggiScienza Matteo Marini, ingegnere meccanico, veicolista di Porsche Motorsport. Marini si occupa in particolare di dinamica del veicolo e sviluppo dei pneumatici del prototipo LMP1, ovvero il veicolo che partecipa alla 24 ore di Le Mans. Marini conosce bene anche la Formula 1, visto che ha lavorato per la scuderia Toro Rosso.

“La classifica determina se investire risorse per sviluppare l’auto dell’anno in corso o se destinare energie e risorse per la vettura dell’anno successivo”. Questo accade in linea di massima fra stagioni i cui regolamenti tecnici cambiano poco, o comunque sono in una sorta di continuità.  In casi di cambiamenti più radicali fra un anno e quello successivo il discorso è diverso: “La transizione fra la stagione 2013 e 2014, con l’introduzione dei nuovi motori turbo ibridi, dell’abolizione di diffusori soffiati ed in generale una riduzione netta del carico aerodinamico hanno comportato uno sviluppo parallelo fra auto della stagione in corso e auto della stagione successiva per un periodo di tempo superiore a qualche mese, specialmente per quanto riguarda i fornitori di motori. Lo stesso vale per il cambio regolamentare fra 2016 e 2017 – racconta Marini – in cui i nuovi concetti aerodinamici e l’introduzione di gomme di diversa dimensione rappresentano delle discontinuità nello sviluppo delle auto tra una stagione e l’altra”.

Le novità del 2017

Marini ci racconta che le nuove Power Unit (che comprendono un motore ibrido e un motore a combustione interna) possano generare una potenza notevole, di circa 1000 cavalli vapore. Inoltre, gli addetti ai lavori parlano di un miglioramento di circa 3 secondi al giro rispetto alle auto del 2016: non poco, stando agli standard della Formula 1 moderna. È una stima realistica? “Penso sia una stima realistica. Il carico aerodinamico – spiega Marini – è aumentato e continuerà ad aumentare durante la stagione con lo sviluppo delle vetture. Inoltre le gomme più larghe genereranno maggior aderenza alla pista (grip). Ci saranno sviluppi importanti sui motori in quanto i motoristi saranno più liberi di sviluppare le Power Unit durante la stagione”.  Ciò si verificherà in particolare in alcune piste più che in altre: “Il gap probabilmente varierà da tracciato a tracciato: mi aspetto maggiori divari in piste da bassa velocità media e che richiedono alto carico aerodinamico. In tracciati come Monza il divario potrebbe essere minore in quanto le maggiori dimensioni di auto e gomme aumenteranno la resistenza aerodinamica. Bisognerà vedere quanto ognuno sarà efficiente nella riduzione della resistenza aerodinamica e quanto la potenza dei motori aumenterà rispetto allo scorso anno”.

Negli ultimi tempi si è parlato anche di un notevole sforzo fisico richiesto ai piloti per gestire le nuove auto. Parola anche del pilota della Red Bull Daniel Ricciardo, secondo il quale quest’anno serve una preparazione fisica notevole per poter domare vetture capaci, in alcuni tracciati come Montmelò (dove si sono tenuti i primi test 2017) di raggiungere velocità maggiori a quelle 2016 di 35-40 km/h. “L’aumento di carico aerodinamico e l’aumento di grip – spiega Marini – renderanno possibile effettuare le curve a velocità molto più elevata rispetto al passato. In alcune curve ad alta velocità potenzialmente non sarà più necessario rallentare ma sarà possibile affrontarle a gas spalancato”. Ciò richiederà ai piloti non solo più prestanza fisica ma forse anche un atteggiamento strategico diverso, a testimoniare che il pilota di Formula 1 deve essere contemporaneamente atleta e sapiente gestore: “Ultimamente i piloti gestiscono le gomme durante la gara per ridurne il degrado e il surriscaldamento. L’incremento di prestazioni dovute ai nuovi regolamenti introdurrà un consistente incremento di energia nei pneumatici e bisognerà vedere se questi saranno stati progettati con l’intento di gestire tale incremento per la durata di uno stint – ovvero la porzione di gara tra due pit-stop – o se sarà necessario dosarli. Questo secondo caso farebbe sì che il pilota non guiderebbe al massimo della performance nelle curve ad alta energia in cui la penalità in termini di tempo sul giro è minore”. In parole povere, la capacità dei pneumatici di reggere queste velocità saranno un punto chiave della prossima stagione. Insieme all’aerodinamica, vero elemento centrale della F1.

La progettazione e l’importanza dell’aerodinamica

Da dove si parte a progettare una macchina di F1: motori, telaio, aerodinamica o altro? Dipende dalle case automobilistiche. Scuderie come Red Bull e McLaren ricevono il motore da un fornitore esterno. Altre scuderie, come Ferrari e Mercedes, producono l’auto in toto, dalla Power Unit al telaio. Questa differenza porta ad approcciare diversamente la progettazione. “I primi ricevono gli ingombri di motore e sistema ibrido dal proprio fornitore e, noti quelli, procedono con la progettazione della macchina, le cui forme sono tipicamente scelte in funzione dell’aerodinamica. I team che invece progettano sia Power Unit che telaio hanno più possibilità di interazione e compromesso tra le esigenze di entrambi. Telaio e sospensioni sono altrettanto importanti, ma tipicamente si cerca di ottimizzarli e svilupparli in funzione dell’aerodinamica, difficilmente accade il contrario”.

L’aerodinamica è ciò che porta più performance nelle auto di Formula 1. “L’aerodinamica di un’auto da competizione è sviluppata con l’obiettivo di aumentare il carico verticale sui pneumatici con la minor resistenza all’avanzamento possibile in funzione della velocità del veicolo”. In altre parole, i progettisti cercano di sfruttare il carico aerodinamico per far sì che la vettura sia ben piantata sulla pista. Per aumentare il carico aerodinamico senza aumentare troppo il peso della vettura occorre quindi introdurre una forza esterna: i progettisti introdussero così gli alettoni, elementi ormai iconici delle auto da competizione e in particolare della auto di Formula 1. Tuttavia, non sono gli unici elementi in grado di generare carico aerodinamico nella F1 moderna: “In realtà nelle auto attuali non sono gli unici componenti a generare carico aerodinamico. Il fondo della vettura ed il diffusore sono elementi altrettanto importanti in quanto generano gran parte del carico aerodinamico della macchina ed in maniera più efficiente, il che vuol dire che introducono minore resistenza all’avanzamento per uguale carico aerodinamico generato”.

@enricobergianti

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