in italiano le novita' tecniche per il 2009
Fonte:
http://www.f1automotori.com/
La stagione 2009 si preannuncia un anno in cui il volto della Formula 1
cambierà in modo radicale. Le novità sono su diversi fronti ed occorre fare
un pò di chiarezza per tutti coloro che non hanno le idee chiare. Siamo al
ritorno alle Formula 1 stile anni `70, epoca in cui non c'erano alettoni
sofisticati come lo erano fino alla scorsa stagione. Vediamo nel dettaglio
le novità per la stagione 2009:
GOMME
La novità tecnica che dal 2009 riguarderà le gomme è il ritorno alle
coperture slick dopo 10 anni in cui la Formula 1 ha adottato quelle
scanalate. Il motivo tecnico che portò la FIA ad introdurre nel 1998 le
gomme scanalate fu essenzialmente quello di ridurre la velocità di
percorrenza delle curve diminuendo la superficie di pneumatico al contatto
con l'asfalto. Infatti, non modificando le dimensioni della copertura
stessa, le scanalature portano ad un minor grip e quindi a una minor tenuta
della vettura (intorno al 20% in meno di un pneumatico slick). Inoltre la
parte di gomma che formava la scanalatura tendeva a muoversi in curva
rendendo la tenuta precaria a causa di un comportamento meno regolare
rispetto a quello di una normale gomma slick. Quest'ultimo effetto è uno
dei motivi per cui molti piloti arrivati da serie in cui le scanalature non
erano presenti si sono ritrovati in difficoltà nel trovare l'assetto
giusto, soprattutto se affiancati a un tecnico non esperto. Questo tipo di
pneumatico, inoltre, ha introdotto un altro fenomeno che ha rovinato molto
lo spettacolo della Formula 1 e cioè i disturbi aerodinamici causati dalle
scanalature stesse e l'effetto graining. Il graining è la formazione di
drucioli di gomma sulla superficie del battistrada che rende il
comportamento della vettura incostante e scivoloso.
L'aerodinamica di una vettura di Formula 1, infatti, dipende molto
dall'effetto suolo generato non solo dal fondo piatto (e quindi
dall'estrattore), ma anche dagli alettoni. Quello anteriore, ad esempio, è
l'unica appendice che permette alla parte anteriore della vettura di
imprimere carico aerodinamico sulle ruote anteriori in curva. Le gomme
scanalate di una vettura che precede un'altra, infatti, generavano
turbolenze che non permettevano a quest'ultima di percorrere una curva al
massimo delle proprie prestazioni aumentando, anzi, il consumo delle gomme
che erano soggette a un maggior stress.
Proprio per questo motivo la FIA ha deciso di ritornare sui suoi passi
reintroducendo alle gomme slick. Infatti eliminando queste turbolenze, ed
insieme alle novità aerodinamiche delle quali parleremo più tardi, si conta
di poter tornare ad una situazione in cui un pilota possa mantenere la scia
di un avversario anche in curva sfruttando così al meglio i rettilinei
successivi, dove potrà essere sfruttata anche un'altra delle novità
regolamentari del 2009, il sistema KERS. Rispetto al 2008 non cambierà,
però, l'obbligo per tutti i piloti di utilizzare due diversi tipi di
mescole durante la gara (sempre distinguibili da casa da una riga colorata
non più tra le scanalature ma sulla spalla della gomma).
AERODINAMICA
Insieme al cambiamento dalle gomme scanalate a quelle slick, le novità
sull'aerodinamica costituiscono le principali novità della stagione 2009.
Tutta l'aerodinamica delle vetture verrà sensibilmente rivoluzionata dai
nuovi regolamenti a partire dagli alettoni per finire con il diffusore
posteriore. La prima novità, che già si nota nelle immagini dei primi test
invernali, è l'eliminazione di tutte le appendici aerodinamiche poste sulla
vettura per migliorare il passaggio dei flussi e concentrarli nei punti
strategici della vattura. Dal prossimo anno, quindi, sulla carrozzeria non
vedremo più nulla, dalle ciminiere degli scarichi ai mini profili ai lati
del roll bar, delle pance e il profilo a corsa ridotta (100cm) in
prossimità dell'asse posteriore, e questo proprio per eliminare ulteriori
disturbi aerodinamici che influenzavano il comportamento delle vetture in
scia. Uniche aperture consentite sono i fori di passaggio per gli scarichi
e le sospensioni mentre non ci saranno limitazioni per i freni che negli
ultimi anni sono diventati dei veri dispositivi aerodinamici.
Per quanto riguarda gli alettoni anteriori e posteriori ci troviamo davanti
alla più evidente novità del 2009 che avrà un grande impatto sul
comportamento della vettura, oltre che visivo, facendo storcere il naso non
solo ai fanatici della Formula 1, ma anche ai più normali telespettatori.
L'idea della FIA è quella di aumentare il carico anteriore penalizzando
invece quello posteriore ed infatti le nuove misure degli alettoni fanno
capire come i piloti dovranno rivedere il loro stile di guida.
L'alettone anteriore sarà largo 1800mm (pari alla larghezza della vettura)
invece dei 1400mm del 2008, mentre l'altezza dal suolo sarà di 75mm invece
di 150mm. I piloti, però, avranno anche la possibilità di regolare per un
massimo di due volte al giro l'incidenza dell'ala con una variazione
massima di 6 gradi. In questo modo in caso di duello un pilota in scia può
sfruttare questa possibilità per aumentare il carico aerodinamico in una
curva o diminuirlo in un rettilineo per tentare il sorpasso.
Posteriormente, invece, l'alettone verrà rimpicciolito in modo tale che,
nonostante le gomme slick e un'ala anteriore più grande, alla fine le
vetture siano costrette a percorrere le curve più lentamente di quanto
facevano fino al 2008. Un'ala posteriore ridotta, infatti, diminuisce il
carico sulle ruote motrici che così hanno minor grip in fase di
accelerazione e in curva rendendone più difficile la guida. Anche in questo
caso sono evidenti le variazioni delle dimensioni che vedono la larghezza
passare da 1000mm a 750mm mentre sarà più alto passando da 800mm a 950mm
raggiungendo così il punto più alto del cofano motore.
Meno visibile, invece, ma comunque decisivo ai fini delle prestazioni, è la
modifica al diffusore. Esso, infatti, verrà arretrato rispetto alla
posizione attuale (vicino all'asse delle ruote posteriori) e le sue
dimensioni saranno più lunghe e alte (rispetto al suolo) in modo da ridurre
l'effetto suolo e quindi il carico aerodinamico.
KERS
Il KERS (Kinetic Energy Recovery System) è un sistema di recupero
dell'energia che verrà introdotto nel mondiale di Formula 1 2009. La
funzione di questo sistema è quella di recuperare parte dell'energia
terminca dissipata in fase di frenata per trasformarla in energia meccanica
che il pilota potrà utilizzare per aumentare la potenza del motore in fase
di accelerazione risparmiando i consumi di carburante, e quindi anche
l'inquinamento, in modo da aumentare il rendimento totale del motore
sfruttando al massimo anche quelle energie sviluppate che normalmente
sarebbero considerate come perdite.
Il KERS può essere di tipo meccanico o elettrico. Nel primo caso è un
dispositivo, appunto, meccanico ad accumulare l'energia in fase di frenata,
mentre nel secondo caso abbiamo una batteria supplementare che viene
caricata dall'energia creata sempre dalle ruote posteriori in frenata.
Vediamo allora più da vicino il funzionamento di questi due sistemi.
Il dispositivo meccanico verrà inserito nell'impianto di trasmissione della
monoposto in modo da sfruttare i valori di rapporti di trasmissione
accumulando energia quando questi sono alti e rilasciandola quando invece
questi saranno bassi. Il tutto sarà permesso da un volano costituito da
fibre di carbonio avvolte intorno a un elemento in acciaio. Internamente il
KERS si presenta formato da due toroidi, dischi a forma di ciambella,
responsabili del rilascio e dell'accumulo dell'energia. All'interno dei due
toroidi passano due o tre cilindri posizionati in modo tale che sfreghino
con la parte interna dei due toroidi.
Quando il disco, responsabile dell'accumulo dell'energia, ruota i cilindri
si muovono e trasferiscono il loro moto all'altro disco che si metterà a
ruotare in senso apposto all'altro. Tutto questo è reso possibile da uno
strato di liquido di trazione posto tra i toroidi e i cilindri.
Chimicamente questo liquido è ad elevato peso molecolare, ovvero costituito
da molecole che durante il funzionamento del dispositivo si allungano, che
ha esattmante la funzione opposta di un comune liquido lubrificante
permettendo così alle superfici a contatto di sviluppare il massimo attrito
tra di loro e dunque trasferire la massima energia cinetica durante il
movimento. Inoltre l'efficienza del sistema può essere aumentata
all'aumentare della pressione che mantiene legati i due toroidi.
Il volano accumulerà così energia meccanica che il pilota potrà decidere di
riutilizzare nel momento più oppurtuno. Il sistema che sfrutta le fasi di
frenata per accumulare l'energia permetterà anche di aumentare l'azione
frenante, costituendo di fatto un freno motore grazie proprio all'attrito
tra i cilindri e i toroidi, permettendo così la diminuzione di energia
termica dissipata da parte dei freni. Il sistema, sintetizzato in modo un
pò grossolano, sfrutta lo stesso principio delle macchinine a molla
giocattolo che si muovono da sole dopo una carica effettuata tirandole
indietro, mentre nel caso del KERS l'azione di carica avviene in fase di
frenata.
Il dispositivo elettrico, come già detto, è costituito da una batteria e da
un motore elettrico collegati direttamente alll'albero motore. In fase di
frenata l'inverter del motore elettrico mette i generatori in modalità
alternatore per caricare la batteria (con tensioni vicine ai 400 V e
correnti vicine agli 800 A) con l'energia cinatica sviluppata in frenata
dall'albero motore, mentre in fase di accelerazione gli inverter si
posizionano in modalità alimentatore in modo che la batteria alimenti
direttamente il motore elettrico che farà girare più velocemente l'albero
motore. Anche in questo caso il principale difetto è il peso del
dispositivo, 4 kg per il mororino più quello delle batterie, che però può
essere posizionato in punti differenti rispetto al KERS meccanico, che è un
pezzo unico di circa 5 kg.
Le possibilità di posizionamneto del sistema elettrico sono due. La prima
prevede che il motorino venga collegato direttamente al cambio collegato
alla coppia conica tramite rapporti, con le batterie alloggiate a fianco
del motore direttamente sulla scocca. In questo caso il peso verrà
distribuito sulla parte posteriore e centrale della monoposto. La seconda
soluzione prevede, invece, che il motorino venga posizionato alla fine
dell'albero motore (parte anteriore del motore della vettura) con le
batterie poste sotto il serbatoio, al quale verrà dunque tolto spazio e
quindi dovrà essere ridotta la sua capienza. In questo caso il peso viene
portato tutto nella parte centrale della monoposto senza stravolgere le
geometrie della stessa al fine di trovare il suo miglior centro di Massa.
Dalle specifiche presentate dalla FIA il sistema non dovrà fornire più di
58kW (80cv) per un totale massimo di 400kJ per giro ( 6,8 secondi di
funzionamento totale per giro) e questo perchè un sistema più avanzato
potrebbe accumulare, e fornire, potenze esagerate che sarebbero prima di
tutto pericolose per la sicurezza dei piloti, perchè ingovernabili, e poi
non equlibrato tra le varie scuderie. Dall'ottica del pilota il vantaggio
di questo dispositivo sta nell'utilizzare nel momento migliore la potenza
in più, generata in accelerazione, rispetto all'avversario. Da stime della
FIA il sistema dovrebbe far guadagnare circa 1 decimo di secondo al giro,
ma questo vantaggio rispetto alle monoposto 2008 non sarà visibile per via
delle altre limitazioni tecniche. La Formula 1, dopo molto tempo, tornerà a
sviluppare una nuova tecnologia che sarà utile e trasferibile anche sulle
vetture di tutti i giorni per diminuire i consumi e l'inquinamento ed
aumentare l'efficienza dei motori, prova è che la BMW è la più sensibile a
questa tecnologia.
MOTORI
Le novità che riguardano i motori non sono molte, anzi sono sostanzialmente
un paio. La durata dei motori passa da due a tre weekend e ogni pilota
nell'arco della stagione avrà a disposizione 8 propulsori. Il team ne avrà
altri 4 che serviranno per le prove libere del venerdi e del sabato visto
che le prove private durante l'anno sono state abolite. Il motore Renault
verrà adeguato agli altri propulsori visto il debito di cavalli accumulato
nel corso degli anni.
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