Red Bull vs Mercedes, la battaglia è su più fronti: segreti e dettagli tecnici sull’update alle batterie della PU RA620H – Honda

Il campionato del mondo di F1 è un microcosmo che contiene infinite storie che si scrivono, crescono e si modificano di gara in gara. Tra queste, senza alcun dubbio, la più interessante è quella che racconta del dualismo tra Red Bull e Mercedes e dell’opposizione tra Max Verstappen e Lewis Hamilton. Parliamo dei protagonisti di una stagione tiratissima che pochi avrebbero previsto prima che nei test invernali si iniziasse ad intravedere l’enorme potenziale tecnico della RB16B, l’arma con la quale il pilota olandese sta provando ad abbattere la corazzata anglo-tedesca.

Milton Keynes, nel giro di dodici mesi, sembra aver operato il sorpasso sulla concorrenza. E lo ha fatto in diverse aree. A partire da quella strategico-gestionale delle gare, settore nel quale meglio si sta comportando rispetto ad una Mercedes pasticciona e mediamente incapace di gestire l’onda pressoria dalla quale è stata investita forse a sorpresa (leggi qui l’approfondimento). Ma non è questo il solo aspetto che può spiegare lo scatto prestazionale dei “bibitari”. C’è dell’altro, tanto altro.

La sfida tra i due colossi della F1 si gioca, naturalmente, soprattutto sull’aspetto tecnico. La RB16B e la W12 sono vetture figlie di due filosofie concettuali diverse, per certi versi opposte. La creatura di James Allison è sviluppata sul principio di vettura più piatta, con un rake poco pronunciato. Tale caratteristica premia la W12 nelle curve di percorrenza ad alta velocità. Anche grazie ad un interasse molto lungo.

Sulla Red Bull i tecnici capeggiati da Adrian Newey hanno decisamente investito sulla filosofia che prevede che l’angolo che il diffusore crea con l’asfalto sia più pronunciato. Questa peculiarità si somma ad un passo decisamente più breve rispetto alla rivale anglo-tedesca. Fattori che esaltano alcune specifiche caratteristiche: maneggevolezza e trazione meccanica. Elementi che hanno reso la monoposto più facile da adattare alle varie tipologie di tracciato fin qui incontrate.

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il messicano Sergio Perez a bordo della sua Red Bull Racing Honda RB16B durante le prove libere del Gran Premio del Belgio edizione 2021

Il più tangibile vantaggio che la Red Bull rispetto alla Mercedes risiede nella capacità della prima di generare una grande spinta verticale con il fondo vettura. La downforce prodotta con le ali ha naturalmente un peso nell’economia generale della vettura, ma non è affatto efficiente. Quella generata con il fondo e con il diffusore “costa” meno in punti di resistenza all’avanzamento. Ecco spiegato perché la vettura di Milton Keynes, a parità di carico generato, può adottare una configurazione al posteriore decisamente più scarica rispetto alla W12.

Fattore, ovviamente, che aiuta non poco ad innalzare le velocità di punta nei tratti rettilinei. Una differenza, anche strettamente visiva, che è stata molto evidente a Spa Francorchamps, quando la RB16B sembrava avere un’ala quasi parallela al suolo. Consci di questa evidenza, gli ingegneri della Mercedes non sono rimasti fermi con le mani in mano e, nonostante le continue dichiarazioni di Toto Wolff su un sostanziale abbandono del progetto 2021 in favore di quello del prossimo anno, hanno sviluppato la vettura con un pacchetto evolutivo presentato a Silverstone che pare aver risolto alcuni problemi che la affliggevano da inizio anno. I tecnici hanno sostanzialmente operato sulla parte centrale della monoposto.

Innanzitutto, l’area coperta dai louvres è stata aumentata. Inoltre è comparso un flap orizzontale nella parte finale del deviatore di flusso a ponte. Modifiche importanti sono state apportate anche al fondo piatto. Salta immediatamente all’occhio come la soluzione con il bordo ondulato che tanto aveva fatto parlare di sé durante i test pre-stagionali sia scomparsa, lasciando spazio ad una versione decisamente più convenzionale e che ricorda, con i dovuti distinguo figli di un mutato regolamento, le soluzioni adottate sulla dominante W11.

Tutti i cambi effettuati sulla vettura di Brackley sono stati prima studiati e poi realizzati per lavorare all’unisono. La W12 aveva dimostrato una gestione non efficace quanto quella della RB16B nel mantenere energizzato e controllato il vortice laterale prodotto dalla vettura. Parliamo ovviamente del Y250, reindirizzato dai bargeboard e poi trattato dalle appendici al bordo del fondo. In tal senso, la volontà degli esperti aerodinamici di Brackely, è stata quella di sigillare maggiormente quest’area rendendo più energico il suddetto, fondamentale, vortice.

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il britannico Lewis Hamilton (Merceds AMG F1 Team) a bordo della sua W12 sfoggia il nuovo pacchetto aerodinamico durante il fine settimana del Gran Premio d’Inghilterra edizione 2021

Tuttavia, per evitare l’effetto “burst” che rischierebbe di romperlo a causa delle “disturbance” che si propagano al suo interno, è stato realizzato un lavoro di micro aerodinamica per controllarlo. Per questa semplice ragione, parte del “Pacchetto Silverstone” corrisponde a piccole appendici aggiunte nelle zone più nevralgiche (ulteriori approfondimenti a questo link).

Naturalmente la Red Bull non è rimasta alla versione vista durante i test pre-stagionali. Adrian Newey è un tecnico che ha fatto della capacità di lettura in corso d’opera una delle principali virtù professionali. Ecco che la RB16B è stata aggiornata con diverse innovazioni di microaerodinamica che hanno consentito di adattarla ai diversi layout delle piste ed a mantenersi in piccolo, ma costante, vantaggio tecnico sulla Mercedes. Un lavoro senza sosta che ha investito i direzionatori di flusso e il fondo scalinato (leggi qui) e il diffusore a cui è stato affidato il compito di energizzare sempre più il flusso in uscita (link per approfondire).

Update costanti che, in Inghilterra, per rispondere al pacchetto introdotto da AMG, ha visto un ulteriore step d’avanzamento con l’ulteriore sigillatura del fondo della RB16B. L’aggiornamento in oggetto si preponeva di spingere una certa massa fluida verso la gomma posteriore in modo da sigillare meglio il fondo. In questo modo gli specialisti di Milton Keynes hanno ottenuto di limitare l’entrata di flussi laterali più lenti e di conseguenza implementare la spinta verticale generata dal fondo (leggi qui).

“L’irrequietudine” progettuale di Newey ha portato ad un’altra piccola miglioria ad un vettura già quasi perfetta introdotta nel vittorioso Gp d’Olanda. Ancora una volta è stato il fondo scalinato l’oggetto delle attenzioni dell’equipe di ingegneri inglesi, come si può leggere nell’approfondimento a questo link.

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dettaglio della parte centrale del fondo scalinato montato sulla Red Bull RB16B di Sergio Perez durante le verifiche della federazione internazionale nel week end del Gran Premio di Olanda edizione 2021

Dagli elementi su riportati si evince che le due scuderie si sono affrontate senza esclusioni di colpi in un contesto di generica ibernazione tecnica, di budget cap che mortifica gli slanci d’estro e con la necessità di anticipare il lavoro sulle vetture che inaugureranno la nuova era della F1. Una guerra di cervelli che ha investito anche il cuore pulsante di una monoposto: la power unit.

Il duello tra Honda e Mercedes ha il sapore di un’escalation. Ad inizio anno la power unit prodotta negli stabilimenti di Brixworth sembrava essere davanti. Ma a Sakura hanno lavorato sodo e, in Francia, è arrivato un upgrade che ha messo, è il caso di dirlo, le ali alla RB16B. AMG, accusato il colpo, ha reagito punto su punto all’offensiva nipponica sbloccando, tra Silverstone ed Ungheria, un bel quantitativo di potenza. Ma quali basi sono partite le due unità di potenza, quali sono i tratti distintivi di ognuno dei due V6 turbo-ibridi?

Partiamo dagli sfidanti di nipponici. L’RA620H, questo il nome del propulsore di Sakura, ha subito notevoli modifiche rispetto al modello 2020 per portarlo ad un livello superiore. Primo cambiamento tangibile è dato dall’ingombro totale del V6l’unità di potenza è stata miniaturizzata grazie agli interventi realizzati sulla testata.

L’albero a camme è stato rimpicciolito ed è stato abbassato per accorciare la distanza tra i cilindri e cambiare l’angolo delle valvole. Lo scopo era quello di cambiare la forma della camera di combustioneriducendo quindi le dimensioni complessive del propulsore e abbassarne al contempo il baricentro.

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il propulsore giapponese (Honda RA620H) montato sulle monoposto austriache Red Bull Racing durante la stagione 2021

E’ stato fatto anche un lavoro sui materiali. Per il monoblocco sono state introdotte nuove leghe metalliche che hanno ulteriormente permesso di ridurre lo spazio tra i cilindriHonda voleva – riuscendo nell’intento – realizzare un pacchetto molto compatto aumentando, parallelamente, la potenza e la sfruttabilità a diversi regimi.

Ma non è finita qua. Anche turbina e compressore sono state oggetto di revisione concettuale per cerare di potenziare anche il funzionamento dell’MGU-H, ossia il sistema che converte il calore dei gas di scarico in energia elettrica. Per di più, volendo aumentare l’affidabilità del motore a combustione interna, Honda ha iniziato a utilizzare la placcatura sul blocco cilindri.

Passiamo ai rivali. In Mercedes il lavoro si è focalizzato sulla rimodulazione della conformazione della “plenum camera”, quell’area nella quale collide l’onda pressoria all’interno del collettore in seguito alla chiusura della valvola di aspirazione e che successivamente rimbalza nuovamente verso la camera di combustione.

Nelle intenzioni dei tecnici guidati da Hywel Thomas la nuova plenum camera della F1 tedesca doveva essere quell’espediente che avrebbe garantito maggiore efficacia al motore. Ma qualcosa, nella prima fase del campionato, non è andata come a Brixworth si aspettavano. Osservando gli on board delle W12, sin dal Bahrain, si era notato un comportamento anomalo del propulsore sui rettilinei.

In sostanza, il V6 andava in clipping. A Brixworth hanno lavorato su questo aspetto e pare abbiano risolto il rompicapo. Anche grazie al coolingMercedes AMG F1 potrebbe raffreddare la plenum in determinate fasi per avere più potenza disponibile. Si ritiene che nelle pareti del propulsore Mercedes scorra del refrigerante super raffreddato, cosa che rende l’aria al suo interno ancora più fresca. Più l’aria è fredda, maggiore è il contenuto di ossigeno e più esplosiva sarà la miscela.

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uno scatto all’interno dei box relativo alla versione 2021 del possente propulsore montato sulla Mercedes W12

A coadiuvare questo processo arrivano i cornetti di aspirazione di a lunghezza variabile che in ogni caso sono di serie su tutti i motori di F1 e che hanno lo scopo di ottimizzare il volume dell’aria in ingresso in base al carico e alla coppia richiesta. Tali strumenti sono stati resi più compatti sull‘M12E grazie ad un’ingegnosa geometria a guscio di lumaca.

La tesissima sfida tecnica tra Honda e Mercedes ha avuto due momenti chiave. Il primo si è verificato in Francia, quando Sakura ha portato la seconda specifica che ha permesso alla Red Bull di sfruttare più potenza. Honda ha sistemato alcune piccole problematica sul fronte dell’affidabilità e la cosa ha avuto effetti molto sensibili sulle prestazioni della RB16B che ha vinto al Paul Ricard ed ha stradominato nel back to back austriaco.

A Brixworth non hanno riposato e hanno replicato, tra Silverstone e Ungheria, con lo sblocco di potenza del quale vi abbiamo parlato in un retroscena esclusivo emerso dall’analisi degli on board di Lewis Hamilton (leggi qui l’approfondimento). Nell’analizzare i camera car e i team radio delle vetture di Brackley era venuto fuori che la mappatura più spinta della componente endotermica usata durante tutte le gare disputate sino a Budapest era la “STRAT 5”.

All’Hungaroring, per la prima volta, Mercedes ha potuto contare su un extra power in almeno tre momenti chiave della gara: nella fase finale del primo stint, in uscita dai box dopo la seconda sosta e negli istanti caldi del duello con Fernando AlonsoQuesta è la prova provata che ora il propulsore della Stella a Tre Punte può usufruire di più potenza,  grazie alla mappatura “STRAT 4di quanta ne usasse nelle gare precedenti.

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Peter Bonnington concede a Lewis Hamilton l’utilizzo della mappatura Strat 4 per aumentare le prestazioni del motore tedesco durante il Gran Premio d’Ungheria edizione 2021

Il risultato di questa nuova configurazione della parte endotermica è una maggiore progressione in uscita dalla curve lente. La W12 è ora la vettura che percorre in meno tempo i tratti intercorrenti tra due curve. Evidenze supportate dai dati telemetrici che forniamo costantemente nelle nostre analisi dei week end di gara. Inoltre, come anticipato ieri (leggi qui), Mercedes intende operare anche qualche cambiamento nei settaggi sulla parte ibrida per ottenere ancora più potenza e guidabilità dal suo straordinario V6.

L’ago della bilancia pende quindi nuovamente dalla parte dei tedeschi? Attenzione a dirlo perché Honda ha in serbo un’altra sorpresa. Anzi, l’ha già introdotta. Vediamo. Bisogna ritornare alla pausa estiva quando i motoristi, a differenza dei reparti-auto, hanno potuto operare. Honda ha quindi lavorato su una batteria potenziata che ha lo scopo di produrre migliori prestazioni del motore. Qualcosa che ha potuto fare poiché aveva iniziato la stagione con la specifica di batteria del 2020. Insomma, la Grande H aveva la possibilità di spendere un gettone su questo versante. E l’ha fatto.

Il nuovo componente è stato proposto in Belgio e, ovviamente, è stato utilizzato anche nelle gare successive. Ma è solo a Monza che si è avuta la conferma del suo uso. Questo nuovo pacco batterie offre prestazioni migliori e, contestualmente, presenta una riduzione significativa del peso. Cosa che contribuisce ad esaltare le performance del telaio grazie alla possibilità di distribuire meglio il peso a mezzo zavorre.

Yasuaki Asaki, responsabile dello sviluppo delle power unit Hond, ha ammesso che questa nuova batteria è stata sviluppata in un ampio progetto che ha richiesto diversi anni lavoro ed ha avuto l’obiettivo di combinare miglioramenti dell’efficienza energetica con significative riduzioni di peso.

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il nipponico Yasuaki Asaki, Honda Racing Head of Power Development

Honda è quindi riuscita a introdurre per la seconda parte della stagione un accumulatore d’energia più leggero, a bassa resistenza, altamente efficiente e ad altissima potenza. L’obiettivo dichiarato di Asaki è quello di sconfiggere la Mercedes e vincere il campionato di F1 prima che il colosso del Paese del Sol Levante. Proprio per riuscire in quest’impresa titanica, il piano di sviluppo della nuova power unit previsto per il 2022 è stato sostanzialmente anticipato di un anno.

Cosa si può dire di questo nuovo elemento che potrebbe avere un ruolo decisivo nella lotta al titolo? Innanzitutto vale la pena ricordare come la tecnologia relativa alle componenti di un propulsore di F1 sia sempre molto difficile da decifrare. Le informazioni sono scarse e i tecnici sono gelosi dei propri segreti industriali. Se poi andiamo a parlare nello specifico della parte ibrida e delle batterie la riservatezza raggiunge livelli massimi.

Le società esterne che si occupano di questi dispositivi, nonostante abbiano un enorme sviluppo e siano all’avanguardia nel campo elettronico-ibrido, difficilmente rendono pubbliche le loro innovazioni. Questo perché la pubblicazione di un brevetto, ovviamente coperto da segreto, comporterebbe offrire ad un competitor la possibilità di accedere alle risultanze di un lungo lavoro.

Ecco perché ogni squadra di F1 possiede un dipartimento che si occupa esclusivamente di progettare, produrre e assemblare queste tecnologie avvalendosi solo in determinati casi di produttori esterni per un supporto o una partnership. Questo accade anche per evitare di avere a disposizione lo stesso materiale in uso ad altre scuderie; cosa che renderebbe meno evidente il vantaggio competitivo sugli avversari.


F1. Espletata la doverosa premessa, quali sono i campi dove i tecnici della Red Bull hanno lavorato per accrescere il rendimento delle batterie? 

Uno degli elementi sui quali si può cercare di innalzare le prestazioni ibride riguarda senza dubbio il software che gestisce l’erogazione dell’energia, ovviamente in ossequio alle limitazioni imposte dal regolamento relative alla capacità e al trasferimento di energia. Oltre a ciò, durante le ultime stagioni, gli ingegneri giapponesi hanno spinto ferocemente per produrre un miglioramento della tecnologia legata alle celle che compongono le batterie col fine di massimizzare le fasi di carica, mantenimento e trasferimento dell’energia. Tutto questo sommato ad uno specifico studio su di un apposito cablaggio.

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vista frontale del propulsore giapponese (Honda RA620H) montato sulle monoposto austriache Red Bull Racing durante la stagione 2021

Altro punto dove gli esperti nipponici hanno spremuto le meningi riguarda il raffreddamento del pacco batteria. L’obiettivo di mantenere basse le temperature di esercizio per limitare la dissipazione di energia in fase di trasferimento al moto generatore e, di conseguenza, aumentare l’efficienza del sistema ibrido, è stato ottenuto tramite l’utilizzo di particolari “coolant” a viscosità differente che hanno permesso di utilizzare componenti refrigeranti più compatte e leggere.

Ecco che nell’infinita partita di poker tra Red Bull e Mercedes interviene un altro elemento che potrebbe ulteriormente spostare l’inerzia in favore di Milton Keynes. Ora c’è da capire quanta potenza extra potrà sviluppare la power unit della Stella a Tre Punte che potrebbe godere di mappature dell’ibrido più spinte. Sarà la pista a dirlo e Sochi, se le condizioni meteo lo consentiranno, sarà l’ennesimo banco di prova in una sfida tecnica appassionante.

Autori: 

Alessandro Arcari@berrageizf1
Diego Catalano – @diegocat1977

Foto: Nicolas Carpentiers – @NicolasF1iMercedes AMG F1 Team, Red Bull Racing Honda

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