F1: perchè al pilota servono più muscoli per frenare rispetto a 10 anni fa

IN FORMULA 1 SPAZI DI FRENATA DIMINUITI DEL 22% E DECELERAZIONE CRESCIUTA DEL 12 % IN 10 ANNI
La Formula 1 negli ultimi 10 anni ha confermato di essere un banco di prova tecnologicamente avanzato, dal 2008 al 2018 una delle componenti che ha fatto passi da gigante è il sistema frenante, Brembo ha messo a confronto i dati del 2008 con quelli del 2018 relativi al GP del Canada.
Sull’incremento delle performance di frenata incidono i diversi assetti delle monoposto, diversi carichi aerodinamici, pneumatici più larghi e l’evoluzione dei sistemi di frenata.
I piloti hanno dovuto di conseguenza modificare notevolmente il modo di frenare, vediamo i dati diffusi da Brembo

SPAZIO DI FRENATA: -22%
Il dato più sorprendente derivante dal confronto tra i due GP riguarda lo spazio di frenata, diminuito addirittura del 22,2%: nel 2008 una frenata al Circuit Gilles Villeneuve richiedeva in media 113 metri, mentre nel 2018 bastano 88 metri.
Si tratta di valori medi ma i dati puntuali esprimono la stessa tendenza: alla penultima curva, quella che porta al Muro dei Campioni, le monoposto hanno percorso nel 2018 in frenata 98 metri mentre 10 anni prima, nello stesso punto, si servivano dei freni per 117 metri.

TEMPO DI FRENATA: -15%
La riduzione dei tempi di frenata dal 2008 al 2018 a Montreal sul giro si è ridotta di un paio di secondi, pari ad una diminuzione del -15,5 %.
Può sembrare poco, ma 10 anni prima in 3 delle curve del circuito canadese i piloti usavano i freni per oltre 2 secondi e in uno di questi punti lo facevano per oltre 3 secondi.
Nel 2018 invece gli impieghi massimi sono stati di 2,44 secondi alla curva 10 e di 2 secondi alla curva 13.

CARICO SUL PEDALE: +4%
Se gli spazi di frenata sono diminuiti del 22% e i tempi di frenata “solo” del 15% la ragione è la crescita della forza che i piloti devono esercitare sul pedale del freno.
Nel 2008, in media, ad ogni curva del GP del Canada i piloti esercitavano un carico sul pedale di 129 kg, mentre nel 2018 il valore medio è salito a 134 kg: una crescita del 4% che ha reso più dispendiosa la guida dei piloti.

DECELERAZIONE: +12%
Maggiori velocità, maggior larghezza dei pneumatici (con conseguente elevata capacità di scaricare a terra la coppia frenante) e impianti frenanti più performanti sottopongono i piloti ad una decelerazione notevolmente superiore rispetto al passato: nel 2008 il valore medio sul giro della decelerazione massima media a Montreal era di 4,2 G mentre nel 2018 il valore supera i 4,7 G: un incremento dell’11,9%.
Alla curva 8 del GP Canada la decelerazione a cui vanno incontro i piloti raggiunge i 4,9 G a fronte dei 4,4 G che venivano sperimentati nel 2008.
Ancora più elevata sia in termini assoluti sia in percentuali la variazione riscontrata alla prima curva: dai 3,7 G di 10 anni prima ai 4,8 G del 2018.
Tutto ciò sarà ancora più evidente in una pista come Monza, dove nel 2008 la decelerazione massima non superava mai i 5 G.
Nle 2018, secondo i calcoli al simulatore, nessuna delle 6 frenate sarà inferiore a 5,1 G e all’ingresso della Parabolica dovrebbe superare abbondantemente i 6 G.

DISCHI FRENO: DA 200 a 1.400 FORI (+600%)
Nel corso di un decennio si è visto aumentare progressivamente il numero dei fori e diminuirne le dimensioni: nel 2008, i fori di ventilazione di un disco di Formula 1 erano circa 200.
Appena 4 anni dopo, il loro numero era triplicato arrivando a 600 fori.
L’innovazione però non si è fermata e nel campionato 2014 le monoposto di Formula 1 sono arrivate ad impiegare dischi con oltre 1.000 fori di ventilazione.
L’incremento della superficie del disco esposta alla ventilazione, garantisce una maggiore dispersione del calore, riducendo la temperatura d’esercizio.
Nei dischi in carbonio di Formula 1 la temperatura può addirittura raggiungere picchi di un migliaio di gradi centigradi per brevissimi istanti.
A partire dal 2017, il maggiore spessore dei dischi, salito da 28 a 32 mm, ha permesso di incrementare ulteriormente lo spazio per i fori di ventilazione, determinando un’ulteriore evoluzione del sistema di raffreddamento degli impianti.
Oggi ciascun disco freno fornito da Brembo può arrivare a disporre di quasi 1.400 fori di ventilazione nelle versioni più estreme, un centinaio in più di quelli presenti sui dischi del 2017.

PASTIGLIE: ENERGIA DISSIPATA +10%
Anche le pastiglie hanno subito cambiamenti significativi nell’ultimo decennio sia nelle dimensioni che nelle geometrie.
L’area complessiva di ciascuna è cresciuta di poco meno del 2 per cento (da 4.000 mm a 4.070 mm) ma ora appaiono più allungate del passato: nel 2008 misuravano 106 x 25 mm, nel 2018 invece ammontano a 185 x 22 mm.
Le pastiglie devono smaltire energie notevolmente maggiori: in Canada 10 anni prima la temperatura dei dischi al tornante (curva 10) raggiungeva un picco di 908°C mentre nel 2018 nello stesso punto supera i 1.000°C.

PINZE FRENO: LEGGEREZZA +15%
Nel 2008 esistevano pinze differenti a seconda del circuito affrontato dalle monoposto, con l’impossibilità di sostituire in emergenza un esemplare con uno progettato per una diversa pista.
Le pinze freno, necessitano della perfetta integrazione con il sistema di raffreddamento del corner (presa d’aria, drum, deflettori…) e con le soluzioni aerodinamiche studiate da ogni singolo team, questo fa sì che ogni componente sia unico.
Anche le preferenze dei piloti incidono sulle diverse combinazioni di rigidezza e peso.
Ci sono team che prediligono pinze più leggere, perché hanno bisogno di abbassare il peso dell’auto, pur perdendo qualcosa in termini di rigidezza.
Altri invece privilegiano la rigidezza, a scapito della massa, a fronte di una riduzione di peso pari a solo il 15% rispetto al 2008.

BRAKE BY WIRE
Altra significativa novità apparsa negli ultimi 10 anni è il Brake By Wire.
La necessità di garantire la corretta azione frenante al retrotreno, al netto dei contributi di coppia derivanti dai motori elettrici, ha portato all’introduzione nella stagione 2014 di un ulteriore elemento innovativo: il Brake By Wire (BBW).
L’impianto posteriore, nella normale modalità di impiego, non è più azionato direttamente dal pilota, ma dall’impianto idraulico in alta pressione della vettura (vale a dire quello che aziona il cambio, o il power steering), tramite l’opportuno controllo della centralina elettronica, che tiene conto, in ogni istante, dei contributi legati alle due MGU e della ripartizione frenante impostata dal pilota.
Sull’asse posteriore l’energia da dissipare a parità di attrito si è ridotta, essendo in parte recuperata dalla MGU-K: si può così impiegare una pinza meno ingombrante e più leggera.
Per questo motivo oltre alle tradizionali pinze a 6 pistoni, valore massimo stabilito dal regolamento, alcuni team usano pinze a 4 pistoni al posteriore.

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