2018 10 BRITISH GP – SIMULAZIONE E ANALISI TECNICA PRE-GARA

In evidenza

Tracciato

• Tracciato permanente dotato di asfalto completamente nuovo, omogeneo, livellato e che assieme al carico aerodinamico, di medio livello con le vetture di questa stagione, alla percorrenza di curve ad alta velocità con sequenze d’inversione di accelerazione laterale e a tre frenate potenti alle staccate di Village, Brooklands e Stowe, è severo per le gomme.

• Le squadre dovranno rifarsi i riferimenti su questo tracciato col nuovo asfalto.

• Aggiunto terzo tratto ala mobile sul rettilineo principale e curve Abbey e Farm (per la prima volta un DRS in curva). Il detection-point di questo DRS si trova prima della staccata di Curva 16, la Vale. La novità è che una volta attivata l’ala mobile in curva 18, la Club, quest’ultima si disattiva anticipatamente se si frena oppure se rilascia l’acceleratore (pedal backoff). Le curve Abbey e Farm si percorrono generalmente, se possibile, in pieno acceleratore e quindi l’ala mobile in questo modo, rimarrà aperta.

 

Punti chiave del tracciato

• Il tracciato offre sei tratti di percorrenza in piena potenza.

• Ci sono tre frenate potenti, il tracciato è severo per le gomme.

• Il circuito offre tre punti ideali per il sorpasso (Curva 1, Curva 6 e Curva 15) e tre potenziali punti nelle curve 1, 2 e 3 dove è stata aggiunto il nuovo tratto ala mobile. L’ala mobile in curva potrebbe essere però insidiosa in condizioni di bassa aderenza (gomme usurate, pioggia) oppure pieno carico di benzina. L’ala mobile fornisce un vantaggio di velocità di circa 6 km/h alla Abbey e circa 2 km/h alla Farm e alla staccata della Village. Di fatto aumenta ulteriormente la già buona possibilità di sorpasso in curva 1.

• Sono presenti tre curve lente (Curva 4, Curva 7 e Curva 16).

• La Copse scarica moltissima energia prima in longitudinale in frenata e poi in laterale sulle gomme, causandone il surriscaldamento.

 

Recupero di energia

• Energia massima recuperata in frenata, per giro, dalla MGU-K pari a 747 kJ, un valore medio.

• Energia minima[1] recuperata in accelerazione, per giro, dalla MGU-H pari a 3432 kJ, valore elevato.

• La propulsione elettrica ERS vale un guadagno di 2”9 al giro e 25 km/h di velocità massima – valori molto elevati essendo un circuito sensibile alla potenza.

Consumo

• Il tracciato non è critico per il consumo benzina e richiede 101 kg per completare la gara (105 kg massimi imbarcabili) in condizioni di pista asciutta senza intervento della Safety Car, ma è sensibile al peso in quanto si riduce il tempo al giro di poco più di due decimi di secondo per 10 kg di alleggerimento.

• Il tracciato sollecita le gomme principalmente in direzione laterale, come conseguenza dei cambi di direzione e delle curve ad elevata velocità.

 

Affidabilità meccanica

• Circuito severo per l’impianto frenante, severo per il motore (70% del tempo in full-gas, superato di poco solo da Spa e Monza) ma poco severo per il cambio (1716 cambi marcia per gara).

 

OSSERVAZIONI

• Utilizzata per la prima volta la mescola Hard quest’anno. Corrisponde però a una mescola media della scorsa stagione. L’asfalto di Silverstone è stato rifatto, quindi i teams devono ricrearsi i riferimenti di prestazione e usura.

• Rettilineo principale: 8”0 percorsi full-gas continuativo per circa 540 m.

• Rettilineo secondario: 10”8 percorsi full-gas continuativo per circa 865 m.

• Effetto peso: 0”23 di ritardo al giro ogni 10 kg di peso, molto sensibile al peso.

• Effetto potenza: 0”18 di guadagno ogni 10CV, sensibile alla potenza.

• Il miglior tempo al giro si ottiene con carico aero medio, ma alcune vetture potrebbero usare un carico medio-basso per avere maggiori possibilità di sorpasso in fondo al rettilineo, oppure carico medio-alto per guadagnare aderenza e accelerazione in uscita curva, pagando tuttavia un maggior consumo benzina.

Evento Gara e Tracciato

La decima gara del Campionato del Mondo di F1 2018 si svolge in Gran Bretagna al Circuito di Silverstone, tracciato

 

situato tra i villaggi di Silverstone e Whittlebury nella regione del Northamptonshire, in un’area che dal 1943 era destinata a un aeroporto militare della RAF Silverstone, costituito da tre piste disposte a triangolo come in uso per gli aeroporti della Seconda Guerra Mondiale.

La prima gara è stata disputata nel 1950 e rappresenta la sede storica del Gran Premio di Gran Bretagna.

Il tracciato è stato modificato negli anni e in particolare nel 2010, allungandolo di 760 m, in occasione della realizzazione del Silverstone Wing, una struttura per conferenze ed eventi non solo legati al motorsport, situata proprio all’interno del circuito.

Nella stagione 2011 la griglia di partenza è stata spostata dalla posizione originale tra la curva Woodcote e la Copse e inserita tra la curva Club e l’Abbey, sull’International Pit Straight, rettilineo riasfaltato nel 2012.

Nel 2018, in occasione del settantesimo compleanno, la pista è stata completamente riasfaltata. L’ultima completa riasfaltatura era stata fatta nel 1996. In questo modo le squadre troveranno un asfalto liscio, livellato e omogeneo che permetterà maggiore attacco al tempo sul giro (time-attack). I tempi al giro sono destinati a scendere man mano che i piloti impareranno a sfruttare le gomme sul nuovo asfalto e potrebbero essere inferiori alla previsione della simulazione in quanto non è nota l’aderenza.

La pista è lunga 5891 m, si trova a bassa quota, circa 150 m sul livello del mare e non è dotata di dislivelli rilevanti.

 

 

 

[1] Si intende minima in quanto recuperata dai gas caldi in accelerazione in full-gas. Tuttavia, è possibile recuperare energia elettrica anche in part-load (ovvero in progressione di acceleratore) aumentando la potenza erogata dall’ICE mediante aumento della velocità del turbo usando la MGU-H come motore, con la conseguenza di aumentare la pressione di aria al motore, frenando con la MGU-K (fino a 160 CV massimi…) per eliminare l’eccesso di potenza usandola come generatore, recuperando energia.

 

Tracciato permanente dotato di asfalto completamente nuovo, omogeneo, livellato.

Il vecchio asfalto ormai disomogeneo che presentava avvallamenti, è stato completamente rimosso e al suo posto è steso un asfalto a elevate prestazioni, che oltre a essere a elevata aderenza è pure a elevato drenaggio in caso di pioggia, consentendo maggiori velocità di percorrenza delle curve in tutte le condizioni.

Il nuovo asfalto assieme al carico aerodinamico, di medio livello con le vetture di questa stagione, alla percorrenza di curve ad alta velocità con sequenze d’inversione di accelerazione laterale e a tre frenate potenti, è severo per le gomme, con sei tratti di percorrenza in piena potenza, tre curve lente (Curva 4, Curva 7 e Curva 16) e tre punti ideali per il sorpasso (Curva 1, Curva 6 e Curva 15).

In questa regione è probabile il verificarsi di pioggia, che si alterna a sole e nuvole, quindi il tracciato può modificare la sua aderenza durante l’evento, sia per la pioggia sia per la variazione di temperatura.

Le tre mescole che verranno portate su questo tracciato sono la Soft, la Medium e la Hard, combinazione usata qui per la prima volta in questa stagione, ideata per resistere all’elevata sollecitazione dovuta al carico aerodinamico combinato con curve ad alta velocità.

Dalle simulazioni, la differenza prestazionale su questo tracciato tra gomma Soft e Medium risulta pari a 0”2 mentre tra Medium e la Hard risulta di 0”3, una differenza contenuta che dovrà essere valutata assieme alla durata su questo nuovo asfalto.

In caso di pista umida e pioggia, non improbabile in questa zona, le squadre utilizzeranno le gomme intermedie (Verde) e full-wet (Blu) che disperdono rispettivamente 25 e 65 litri/sec di acqua alla massima velocità.

 

Il tracciato di Silverstone è poco severo per i freni, perché in questa pista prevalgono tratti di guidato con curve a elevata velocità. Ci sono tre frenate rilevanti alla Village, Brooklands e Stowe.

Tuttavia, in caso di pista umida, dove le frenate sono ancora meno esigenti e le temperature dei freni si abbassano, è necessario regolare correttamente il raffreddamento per evitare di incorrere in fenomeni di vetrificazione dei dischi che riducono la capacità frenante.

 

Un giro di pista

Partenza. In partenza gara si arriva alla staccata di Curva 1, la Abbey, alla velocità di circa 248 km/h in sesta marcia dopo avere percorso circa 208 m dalla linea della pole position, in un tratto leggermente in salita dell’International Pit Straight dopo una partenza perfetta, sfruttando bene la spinta aggiuntiva del motore elettrico (MGU-K).

 

 

Settore 1

Linea di partenza – Wellington Straight. Si percorre il rettifilo dei box, l’International Pit Straight, stando sulla sinistra e si arriva alla prima curva, la Abbey Curve, una decisa piega a destra ove si raggiunge la velocità di 310 km/h in ottava marcia in pieno acceleratore (circa 6 km/h in più con l’ala mobile) per uscire alla velocità minima di 270 km/h. Questa curva si prende all’esterno per andare a chiudere sfiorando il cordolo interno ad elevata velocità, controllando gli specchietti per difendersi da un possibile ma rischioso sorpasso all’interno.

Percorrendo la Abbey Curve si scarica molta energia sulle gomme del lato esterno alla curva, in leggera salita, usando appena i bassi cordoli di questa curva, che comportano surriscaldamento e usura degli pneumatici. L’ala mobile in curva potrebbe essere insidiosa in condizioni di bassa aderenza (gomme usurate, pioggia) oppure pieno carico di benzina.

Il motore deve avere una buona erogazione per non causare sovrasterzo.

Si percorre la Farm Curve, una curva veloce a sinistra in leggera salita appena sfiorando il cordolo interno alla velocità di 280 km/h in settima o ottava marcia che esercita un’accelerazione laterale di quasi 3 g per 2” dove è situato il punto di verifica per l’ala mobile e porta alla staccata della Village Curve a 300 km/h in settima marcia.

La Village Curve è una curva a destra molto decisa con frenata potente e carica la batteria con 110 kJ. Si esce alla velocità di 120 km/h in quarta marcia e con solo un breve affondo dell’acceleratore si arriva alla curva The Loop (Curva 4) alla velocità di 175 km/h sempre in quarta marcia, un tornantino dal quale, dopo una breve frenata all’esterno, si esce alla velocità di 90 km/h in terza marcia, sfruttando bene dapprima il cordolo interno e poi quello esterno, in uscita da questa curva.

Si procede quindi verso la curva a sinistra Aintree, andando a utilizzare il cordolo a destra in uscita alla velocità di 216 km/h in quinta marcia per poi andare a prendere il cordolo a sinistra per raddrizzare la piega alla velocità di 240 km/h in sesta o settima marcia, lanciati per portare tutta la velocità possibile nel Wellington Straight,  dove è possibile utilizzare il l’ala mobile per attaccare.

Alla fine del Wellington Straight si raggiunge la velocità massima di 322 km/h (333 km/h utilizzando l’ala mobile) in ottava marcia, con il motore sostenuto al massimo carico per 10 secondi lungo i 750 m, consentendo il recupero di almeno 460 kJ di energia dai gas roventi tramite la turbina e il motore elettrico collegato (la MGU-H), che consentono una erogazione di circa 4” di massima potenza dal motore elettrico cinetico senza consumare energia dalla batteria in modalità di autosostentamento (riutilizza immediatamente per accelerare l’energia che recupera dai gas caldi). Chiaramente è possibile utilizzare energia dalla batteria per completare il rettilineo, specialmente quando si deve attaccare o difendersi, oppure risparmiare carica per utilizzarla in un altro tratto del circuito.

 

Settore 2

Brooklands – Becketts. Percorrendo il rettilineo mantenendosi sulla destra, si arriva alla staccata del Wellington Straight con una frenata potente che ricarica la batteria con 110 kJ inserendosi nella Brooklands Curve, una curva a sinistra abbastanza decisa dalla quale si esce alla velocità di 1502 km/h in quinta marcia, nella quale è necessario essere pronti a difendersi da un sorpasso insidioso in staccata all’interno ma anche all’esterno.

Le due curve Brooklands e Luffield formano una sezione a “S” molto ravvicinata a sinistra e a destra, dalla quale si esce con quattro affondi di acceleratore e brevi frenate che aiutano a raccogliere 140 kJ di carica per la batteria.

Si esce dalla Luffield Curve a destra alla velocità di 125 km/h in terza marcia e si prosegue per la Woodcote Curve, una piega a destra a velocità crescente tra i 220 e i 280 km/h in settima marcia in piena potenza, dove si sfiorano prima il cordolo a sinistra poi il cordolo a destra già a circa 300 km/h in settima o ottava marcia per raddrizzare la traiettoria che porta al National Pit Straight, dove si arriva alla staccata della Copse Curve alla velocità di 322-328 km/h in ottava marcia.

La Copse è una curva a destra ad alta velocità e si percorre “quasi” in piena potenza, molto gratificante per il pilota e un ottimo punto di osservazione per gli spettatori sulla tribuna a sinistra. Le simulazioni evidenziano la necessità di frenare brevemente con la mescola più dura e appena di alleggerire l’acceleratore con la mescola più morbida e poca benzina.

La Copse sollecita le gomme con molta energia laterale dovuta all’accelerazione di 3-4 g (dipende dalla mescola) per quasi 3”, oltre a sollecitarle in longitudinale con una frenata molto breve (poco più di 30 metri) ma potente, che rallenta la vettura fino a 255 km/h scalando in settima marcia per favorire la direzionalità della vettura e carica la batteria con appena 40 kJ.

Si esce dalla Copse con allungo in leggera discesa che porta verso il complesso affascinante di curve molto tecniche a “S” ravvicinata ad alta velocità delle Maggotts, Becketts e Chapel, tra le più belle della Formula 1 e replicate su altri circuiti del mondiale (es. le “S” di Suzuka JAP e curve 3-4-5-6 di Austin, TX, US).

La Maggotts, dove si trova il secondo punto di verifica dell’ala mobile, si percorre arrivando in ottava marcia alla velocità di 320 km/h è veloce a sinistra, mentre le Becketts, una sequenza destra-sinistra-destra si percorrono in sesta e forse quinta marcia uscendo alla velocità decrescente da 240 a 220 km/h lasciando scorrere la vettura.

Si esce dalla Chapel, una piega a sinistra, alla velocità di 250 km/h in settima marcia per immettersi nel rettilineo più lungo del tracciato.

 

Settore 3

Hangar Straight – Linea di traguardo. L’Hangar Straight è il back-straight di questo tracciato e con la sua lunghezza di 950 m comporta un utilizzo del motore a piena potenza per 10”8, consentendo il recupero di almeno 510 kJ dai gas di scarico roventi, che forniscono 4”5 di erogazione di piena potenza direttamente tramite il motore elettrico, senza consumare carica dalla batteria (autosostentamento rigenerativo).

Il rettilineo comincia in leggera discesa per arrivare alla staccata della Stowe Curve in leggera salita, sul lato esterno della pista, alla velocità di 329 km/h in ottava marcia (oppure 339 km/h sempre in ottava marcia usando l’ala mobile), con la frenata più violenta del tracciato che ricarica la batteria con 85 kJ.

La Stowe è una curva a destra di appoggio abbastanza larga, dalla quale si esce alla velocità di 210 km/h in settima marcia e si trova in cima alla salita, prima di scendere verso l’ultimo tratto del circuito.

Dopo una percorrenza in piena potenza della durata di poco più di 6 secondi si arriva alla curva Vale, una chicane secca a sinistra-destra da 295 km/h alla staccata in settima marcia dalla quale si esce alla velocità di 108 km/h in terza marcia, che richiede una staccata precisa su un tratto di asfalto ancora leggermente ondulato e allo stesso tempo richiede anche di controllare gli specchietti retrovisori, perché è un punto favorevole al sorpasso in quanto la traiettoria passa dall’esterno all’interno della pista.

Infine si arriva alla curva Club a destra, da 145 km/h in terza marcia in appoggio, usciti, prima sfiorando il cordolo esterno con raggio progressivamente in aumento per sfiorare il cordolo interno alla velocità di 220 km/h in quinta marcia per lanciarsi sull’International Pits Straights e superare la linea del traguardo su un rettilineo che comporta una percorrenza in piena potenza di 8”0 per un tratto di 540 m e permette il recupero di energia dai gas roventi con il motore collegato alla turbina di 360 kJ, che permettono una erogazione di 3” di piena potenza in sostenimento rigenerativo.

La curva Club si rivela particolarmente insidiosa per il sovrasterzo di potenza in uscita curva, che può rovinare la traiettoria, far perdere tempo prezioso ed espone al rischio di un attacco all’interno.

 

Prestazione e Affidabilità

 

Aerodinamica – Il tracciato di Silverstone richiede medio carico per avere la giusta aderenza sia nelle curve lente che in quelle a elevata velocità.

La percorrenza delle Maggotts e Becketts richiede un buon bilanciamento meccanico e aerodinamico della vettura, sollecitata da repentini cambi di accelerazione longitudinale per le frenate e trasversale nei cambi di direzione.

Le simulazioni indicano la possibilità di ridurre leggermente il carico aerodinamico per guadagnare in velocità di punta e ridurre leggermente il consumo di benzina.

 

Freni – Il tracciato non è severo per i freni perché le frenate rilevanti sono solo tre e le altre sono brevi. Tuttavia è indispensabile regolare bene il raffreddamento dei freni in quanto il rischio è di avere freni troppo freddi, specialmente in caso di pista umida, che possono vetrificare il carbonio e ridurne le prestazioni frenanti.

 

Cambio – Il circuito di Silverstone è il meno severo per il cambio delle gare svolte finora ed è confermato anche dai risultati della scorsa stagione. Durante la gara, secondo le simulazioni, vengono effettuati 1716 cambi marcia.

Essendo un circuito veloce, si rileva un utilizzo rilevante dei rapporti alti: la settima e l’ottava marcia sono utilizzate rispettivamente per circa il 23% e il 27% del tempo. Di conseguenza il motore girerà spesso in piena potenza sopra i 10500 rpm, ad alti giri, per questi motori ibridi.

 

Motore – Il circuito di Silverstone è severo per il motore che lavora a pieno carico per il 70% del tempo. Deve essere curata la guidabilità per l’erogazione in uscita dalle curve lente ma anche la risposta del motore nelle curve veloci per non indurre instabilità della vettura. In particolare, l’erogazione dovuta al turbo-compressore deve essere regolata utilizzando il motore elettrico per rendere uniforme il regime del compressore nei brevi rilasci, nelle curve veloci in modo da avere erogazione continua che non destabilizzi il posteriore.

È un circuito molto sensibile al peso e mediamente anche alla potenza ed è anche un circuito di trazione con curve a regime medio-basso e medio-alto.

Le curve dove è importante curare la guidabilità del motore ad alto regime sono la Copse, la sequenza Maggotts, Becketts e Chapel e la Stowe con una interazione perfetta tra motore elettrico e turbocompressore, mantenuto in rotazione continua a regime elevato dalla MGU-H.

 

CONSUMO BENZINA – Il consumo di carburante su questo tracciato è elevato perché servono 101 kg di benzina per completare la gara; sarebbe vantaggioso adottare strategie di riduzione del consumo carburante per imbarcare meno benzina possibile in partenza, essendo il tracciato sensibile al peso vettura.

 

ERS – Il circuito di Silverstone è caratterizzato da frenate brevi che forniscono un valore medio di recupero di energia in frenata dall’unità cinetica, rispetto ai circuiti del Campionato.

Il recupero di energia dai gas di scarico è invece abbastanza elevato grazie ai tratti veloci dove il motore lavora a piena potenza.

Su questo tracciato è possibile recuperare 747 kJ in frenata con la MGU-K e 3432 kJ in accelerazione con la MGU-H per un totale di 4179 kJ per giro.

 

Il contributo prestazionale dell’ERS su questo circuito è molto rilevante e corrisponde a 2”9 per ogni giro e 25 km/h di velocità di punta – valori molto elevati essendo un circuito sensibile alla potenza.