2018 18 US GP – SIMULAZIONE E ANALISI TECNICA PRE-GARA

 

IN EVIDENZA

TRACCIATO
•    Il tracciato permanente sfrutta abilmente dislivelli naturali e prende ispirazione da altre curve del Mondiale nel disegno di alcune sue curve. Per esempio, le Curve 3-6 prendono spunto dalle Maggotts e Becketts a Silverstone oppure le “S” di Suzuka, il tornantino somiglia a quello del Canada oppure di Suzuka mentre il back-straight e la parte lenta dell’ultimo settore assomigliano rispettivamente al rettilineo e al Motodrome di Hockenheim.
•    Presenta dislivelli altimetrici rilevanti e un asfalto a bassa aderenza. Il dislivello più rilevante e spettacolare è quello che dalla linea del traguardo porta alla Curva 1 salendo di ben 27 m percorrendo 340 m, con scollinamento che rende la prima curva “cieca”.

 

PUNTI CHIAVE DEL TRACCIATO
•    Tre tratti ad alta velocità (rettifilo dei box, tratto da T9 a T11 e il back-straight da T11 a T12).
•    Non è critico per i freni ma ci sono solo tre frenate violente in T1, T11 e T12, di cui, quest’ultima, la più esigente per l’impianto frenante.
•    Tre punti ideali per il sorpasso (T1, T11 e T12).
•    Cinque curve lente (T1, T11, T12, T15 e T20).

 

RECUPERO DI ENERGIA
•    Energia massima recuperata in frenata, per giro, dalla MGU-K pari a 1112 kJ (1.11 MJ), piuttosto rilevante, secondo solo a Singapore (che però ha 3 curve in più) e precede Baku (che è più lungo).
•    Energia minima  recuperata in accelerazione, per giro, dalla MGU-H pari a 3187 kJ (3.19 MJ), valore medio/alto. Il sistema ERS qui conta molto ed è molto sollecitata la MGU-K in fase di ricarica.
•    La propulsione elettrica ERS vale un guadagno di 2”2 al giro e 20 km/h di velocità.

CONSUMO
•    Il tracciato non è critico per il consumo benzina e richiede 100 kg per completare la gara a massima prestazione (contro 105 kg massimi imbarcabili) in condizioni di pista asciutta senza intervento della Safety Car che, però, ha quasi il 50% di probabilità di ingresso. In caso di SC o VSC i piloti potranno bruciare benzina per caricare la batteria, oppure, in alternativa, partire con meno benzina per sfruttare il rilevante effetto peso, dovendo poi però gestire il consumo di carburante.
•    Le condizioni molto variabili della pista, con asfalto a bassa aderenza che evolve gommandosi lungo il weekend, rende le strategie particolarmente incerte. Gli pneumatici sono sottoposti a sforzo longitudinale in frenata e maggiormente in laterale nella percorrenza delle curve veloci.

 

AFFIDABILITÀ MECCANICA
•    Circuito non critico per l’impianto frenante, abbastanza severo per il motore (62% del tempo in full-gas) e severo per il cambio (3136 cambi marcia per gara).

 

OSSERVAZIONI
•    Rettilineo principale: 8”4 percorsi full-gas continuativo per circa 590 m.
•    Rettilineo secondario: 13”8 percorsi full-gas continuativo per circa 1080 m.
•    Effetto peso: 0”24 di ritardo al giro ogni 10 kg di peso – molto sensibile al peso, per le numerose curve.
•    Effetto potenza: 0”17 di guadagno ogni 10 CV – abbastanza sensibile alla potenza per spingere la vettura a elevata velocità per i suoi rettilinei e curvoni veloci.

EVENTO GARA E TRACCIATO
La Formula 1 si sposta in America e la diciottesima gara del Campionato del Mondo F1 2018 si svolge negli Stati Uniti d’America, ad Austin, nello stato del Texas, al Circuit of the Americas (COTA).

Austin è stata fondata sul fiume Colorado nel lontano 1839; la sua Università del Texas è tra le più antiche degli Stati Uniti e risale al 1883. La città è in continuo sviluppo come risulta dal recente aumento della popolazione, dove coesistono il retrò dei suoi cowboy da rodeo come pure la moderna industria.

La gara americana si svolge dal 2012 su questo tracciato permanente progettato da Hermann Tilke che sfrutta abilmente dislivelli naturali e prende ispirazione, nel disegno di alcune sue curve, da alcuni interessanti tratti di altri circuiti del mondiale di notevole riscontro tecnico.

Il circuito di Austin, il primo costruito appositamente per la Formula 1 in USA, è situato a Wander Creek a sud-est della capitale del Texas, si trova a bassa quota a 156 m sul livello del mare, è lungo 5513 m, si percorre in senso antiorario e presenta alcuni dislivelli altimetrici tra cui il più rilevante e spettacolare è quello che dalla linea del traguardo porta alla Curva 1 salendo di ben 27 m percorrendo 340 m, rendendo la prima curva “cieca”.

Ci sono due tribune che forniscono la migliore visuale agli spettatori e sono quelle in prossimità della Curva 1 che consente di vedere gran parte del circuito in panoramica, come pure quello della zona stadio delle curve 15 e 16 che consente di vedere bene le vetture che gareggiano.

Altimetria del tracciato

 

La gara si svolgerà completando 56 giri.

Il tracciato è dotato di tre tratti ad alta velocità (rettifilo dei box, tratto da T9 a T11 e il back-straight da T11 a T12), cinque curve lente (T1, T11, T12, T15 e T20) e tre punti ideali per il sorpasso (T1, T11 e T12).

Ci sono due tratti dove è possibile utilizzare il l’ala mobile (DRS) per il sorpasso: lungo il rettilineo dei box, e sul back-straight dove si raggiunge la massima velocità di 337 km/h sfruttando la scia e l’ala mobile.

Il tracciato richiede aerodinamica da medio carico e ben bilanciata tra ala anteriore e posteriore, in grado di garantire la massima aderenza possibile sull’asfalto poco abrasivo nella percorrenza delle numerose curve in sequenza a media velocità e nei tornantini lenti.

Tracciato non critico per il consumo benzina in quanto richiede 100 kg di benzina per coprire la distanza gara, ma la probabilità di ingresso in pista della Safety-Car è abbastanza elevata (48%) e può rendere la gestione benzina meno critica in quanto durante i giri percorsi dietro Safety-Car il consumo benzina si riduce circa del 60% rispetto a un giro tirato. In caso di Safety-Car i piloti potranno bruciare benzina in eccesso ricaricando la batteria.

Questo circuito sollecita molto le gomme in verticale per l’alta velocità combinata con il carico aerodinamico, ma anche in laterale lungo le strette sequenze di curve T3-T4-T5 e in longitudinale nelle tre violente frenate in T1, T11 e T12. 

Il circuito di Austin non è critico per i freni ma ci sono solo tre frenate violente in T1, T11 e T12, di cui, quest’ultima, la più esigente per l’impianto frenante.

È un circuito di media severità per il motore, utilizzato a pieno carico per il 62% del tempo e di alta severità per il cambio con 3136 cambi-marcia per completare la gara.

Le mescole delle gomme che verranno utilizzate su questo circuito, sottoposte all’elevata sollecitazione che ricevono per il carico aerodinamico combinato con l’alta velocità e le frenate, sono la Ultra-Soft, la Super-Soft e la Soft, una combinazione di gradazione centrale nella gamma delle mescole. Dalle simulazioni di Magneti Marelli, la differenza prestazionale su questo tracciato tra gomma Ultra-Soft e Super-Soft risulta pari a 0”6 mentre tra Super-Soft e Soft risulta di 0”8. In caso di pista umida e pioggia, non improbabile in questa stagione, saranno a disposizione le gomme intermedie e full-wet che disperdono rispettivamente 25 e 65 litri/sec di acqua alla massima velocità.

 

 

UN GIRO DI PISTA

Partenza. La staccata si trova a 340 m dalla linea di partenza, su un asfalto a bassa aderenza e in netta salita. Si arriva alla staccata di Curva 1 in partenza alla velocità di circa 270 km/h in settima marcia, sfruttando interamente la potenza elettrica con il giusto pattinamento sulle gomme con la vettura già in movimento per avere la migliore accelerazione della vettura. La Curva 1 si trova in cima alla salita in prossimità dello scollinamento e questo rende la curva cieca, quindi risulta difficile trovare il giusto punto di frenata con i concorrenti che combattono a ruota a ruota, cercando traiettorie alternative.

I piloti dovranno gestire accuratamente il riscaldamento delle gomme in fase di giro di formazione prima dello spegnimento dei semafori per avere la massima aderenza in partenza. 

 

SETTORE 1
Linea di partenza – Curva 6. Il rettilineo principale comincia dapprima leggermente in salita e aumenta di pendenza progressivamente dopo la linea di partenza, per 27 m di aumento di quota in circa 220 m, rendendo la Curva 1, il punto più alto del tracciato a 185 metri sul livello del mare: una curva cieca a sinistra alla quale si arriva in staccata, all’esterno, alla velocità di 315 km/h in ottava marcia (319 km/h utilizzando l’ala mobile in scia), con una frenata violenta che sottopone pilota e vettura a una decelerazione massima di 5.0-5.7 g secondo la mescola e rallenta la vettura alla velocità di 90-100 km/h in terza marcia in due fasi, caricando la batteria con 155 kJ. È una curva dove è possibile tentare il sorpasso all’interno o all’esterno cambiando traiettoria.
Questo settore della pista è molto tecnico e impegnativo. Si prosegue in discesa verso Curva 2 perdendo 20 metri di quota, una curva veloce a destra da 250-260 km/h in sesta marcia passando per il suo apice che si percorre a pieno acceleratore che sollecita le gomme in laterale per immettersi nella stretta sequenza di curve dalla Curva 3 alla Curva 6, che somigliano alla sequenza di curve veloci tra Maggotts e Becketts a Silverstone, nelle quali è necessario prendere il giusto ritmo sfiorando i bassi cordoli.
Si arriva alla Curva 3 alla velocità di circa 290-300 km/h in settima marcia senza alzare il piede per rallentare prima fino a 285 km/h con la mescola più dura e flat-out con la mescola soffice, per cominciare la sequenza veloce di curve 4-5-6, che si percorrono a velocità comprese tra 250 km/h e 290 km/h in sesta e settima marcia lasciando scorrere la vettura e per le quali è necessario avere un buon bilanciamento aerodinamico per mantenere migliore traiettoria alla massima velocità possibile.

 

SETTORE 2
Curva 7 – Curva 12. Il secondo settore prevede un primo tratto abbastanza lento, con una stretta sequenza di curve che si alternano a destra e sinistra. Si comincia con la Curva 7 a sinistra, alla quale si arriva alla velocità di 245-225 km/h in quinta marcia e si esce alla velocità di 200 km/h sempre in quinta marcia con una breve frenata, per proseguire in leggera salita verso la Curva 8 a destra, cui si arriva a 210-220 km/h in quinta marcia e si esce alla velocità di 140-150 km/h in quarta marcia.
Si sale verso Curva 9 guadagnando 15 metri di quota, una curva a sinistra alla velocità di 180-190 km/h in quarta marcia in ingresso, e si esce a circa 180 km/h in piena apertura acceleratore per immettersi nel secondo tratto veloce del tracciato, scollinando e andando in discesa passando da Curva 10, una piega a sinistra alla quale si transita alla velocità di 270-280 km/h in settima marcia, in piena potenza, per arrivare in leggera salita alla staccata di Curva 11, punto ideale per tentare il sorpasso in questo tornante a sinistra, al quale si arriva in staccata alla velocità di 305 km/h in ottava marcia (345 km/h in ottava marcia in qualifica oppure in scia) all’esterno con una frenata violenta lunga circa 45 m (l’ultima fase è modulata), che rallenta la vettura fino alla velocità di uscita di 95-105 km/h in terza marcia, caricando la batteria con 185 kJ su una curva dove la buona trazione è fondamentale per non perdere tempo.
I piloti qui dovranno trovare il punto ideale di frenata e allo stesso tempo controllare gli specchietti per difendersi da possibili attacchi, prendendo la curva larga in ingresso in quanto ha un banking leggermente positivo con pendenza verso l’esterno per drenare l’acqua in caso di pioggia.
Ci si avvia quindi in leggera discesa, sfruttando il cordolo all’esterno in uscita, verso il back-straight, il lungo rettilineo simile a quello di Hockenheim, dove è possibile usare l’ala mobile per il sorpasso ed è necessario concentrarsi sulle luci di cambio marcia (shift-lights) per ottenere la migliore accelerazione durante il lungo tratto di piena potenza (1080 m per 13”8) alla fine del quale si raggiunge la più elevata velocità del tracciato di 337 km/h con l’ala mobile in scia, oppure 333 km/h senza usare l’ala mobile, in ottava marcia con la frenata più potente e impegnativa del tracciato, che sottopone pilota e vettura a una decelerazione massima superiore ai 5.5 g.

 

SETTORE 3
Curva 13 – Linea di traguardo. L’ultimo settore è il più lento e tecnico e presenta alcune similitudini con altri circuiti del Mondiale. La sequenza da Curva 12 a Curva 15 prende ispirazione dalla sezione Motodrome di Hockenheim. 
La Curva 12 è una curva a sinistra piuttosto secca, alla quale si esce alla velocità di 95-105 km/h in terza marcia per arrivare con un breve allungo alla velocità di 210 km/h in quinta marcia alla staccata di Curva 13, a destra, forse la più lenta del tracciato dalla quale si esce alla velocità di 90-95 km/h in terza marcia.
Si prosegue verso la Curva 14, una curva a destra dove è necessario prendere bene la corda, si entra a 180-190 km/h in quarta marcia e si esce a 160 km/h nella stessa marcia per allungare verso Curva 15, una curva a sinistra, larga in entrata (220 km/h in quinta marcia) ma stretta in uscita (95 km/h in terza marcia).
Si prosegue quindi verso la sequenza di curve 16-17-18 che girano a destra attorno all’Austin360 Amphitheater, in salita fino alla 16 e poi in discesa dopo la 17, che rispecchiano la curva multi-apice numero 8 del circuito di Istanbul Park oppure la Curva 3 di Sochi, si arriva in continua discesa fino alla staccata di Curva 19 alla velocità di 280-290 km/h in sesta marcia. L’ala anteriore deve essere ben regolata come incidenza per limitare il sottosterzo nella percorrenza di queste curve.
Si esce da Curva 19, a sinistra, alla velocità di 190 km/h in quinta marcia con un breve allungo verso l’ultima curva del tracciato, la Curva 20 a sinistra nel punto più in basso del circuito (150 m sul livello del mare), alla quale si arriva alla staccata all’esterno alla velocità di 270 km/h in sesta o settima marcia, per uscire andando a stringere alla velocità di 115 km/h in terza marcia con la migliore traiettoria possibile per portare la massima velocità sul rettilineo principale dove è possibile utilizzare l’ala mobile per il sorpasso.

PRESTAZIONE E AFFIDABILITÀ 

Aerodinamica – Il tracciato di Austin richiede medio carico aerodinamico per la presenza di numerose curve lente, ma anche un buon bilanciamento dell’aerodinamica per le curve veloci in sequenza e una aerodinamica efficiente per raggiungere velocità più elevate nei rettilinei. L’utilizzo dell’ala mobile consente un aumento della velocità di circa 10 km/h, specialmente sfruttando la scia.

 

Freni – Ad Austin ci sono tre frenate violente, nelle curve 1, 11 e 12. I freni sono utilizzati abbastanza a lungo per circa 18” contribuendo a una ottima ricarica della batteria ma il loro utilizzo non è critico sia per usura sia per raffreddamento.

Cambio – Questo circuito è di medio/alta severità il cambio, richiedendo 3136 cambi-marcia per compiere la gara. I rapporti più sollecitati sono quelli di terza e sesta marcia, utilizzati rispettivamente per circa il 15-20% e 32% del tempo per la presenza rilevante di tratti guidati, seguiti dalla settima marcia utilizzata per il 18%.

 

Motore – Il circuito di Austin è mediamente severo per il motore per i tratti veloci a pieno carico. Inoltre, se non piove, il clima secco del Texas richiede mappature per questi motori turbocompressi che proteggano i pistoni da possibili fenomeni di autoaccensione in camera di combustione.

Il circuito è molto sensibile in particolare al peso e in minore misura alla potenza, quindi un buon recupero di energia dai gas di scarico e ogni possibile riduzione di consumo possono dare vantaggio sul tempo al giro, riuscendo a imbarcare meno benzina della capienza massima del serbatoio.

 

CONSUMO BENZINA – Il consumo di carburante su questo tracciato non sembrerebbe critico perché servono teoricamente, dalle simulazioni, 100 kg di benzina per completare la gara.

 

ERS – Su questo tracciato è possibile recuperare 1112 kJ (1.11 MJ) in frenata con la MGU-K e 3187 kJ (3.19 MJ) in accelerazione con la MGU-H per un totale di 4299 kJ (4.3 MJ) per giro.

 
Il contributo prestazionale dell’ERS su questo circuito corrisponde a 2”2 per ogni giro e 20 km/h di velocità di punta.

 

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