L'analisi
Come frenano le nuove F1: spazi di arresto da record per le monoposto
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Come frenano le nuove F1: spazi di arresto da record per le monoposto

I nuovi regolamenti della Formula Uno rendono possibili gli impianti frenanti più potenti della storia: al Gp del Bahrain alla curva uno si passa da 328 a 80 km/h im 2,9 secondi con una decelerazione di 4,6 g

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C’è un solo modo per fermarsi prima di quanto fanno le moderne F1: prendere un muro. Già perché grazie al nuovo regolamento quest’anno la Formula Uno renderà possibile montare dimensioni maggiori dei dischi freno rispetto al passato, che andranno a riempire lo spazio venuto a crearsi grazie all’aumento del diametro dei cerchi da 13” a 18”.

Come frena una F1 a 340 orari

Il risultato? Frenate da record, anche se poi il maggiore peso delle auto e la diversa aerodinamica alla fine compenseranno questo grande aumento di superficie frenante. Un solo dato per capire il discorso: al Gp del Bahrain, primo appuntamento della stagione, alla curva uno le monoposto passano da 328 a 80 km/h in 2,9 secondi con una decelerazione di 4,6 g: un automobilista normale sverrebbe con questa sollecitazione. Ma la “staccata” (si chiama così in gergo il momento in cui si frena) è una manovra che viene ripetuta per 57 giri, senza contare che sulla stessa pista ci sono altre 8 frenate superiori ai 3g: in sintesi un pilota di F1 ad ogni giro deve sopportare qualcosa come 32 g…

Per capire come sia possibile tutto questo siamo andati a chiedere lumi alla Brembo che in 47 stagioni di Formula 1 si è portata a casa 27 campionati del mondo piloti, 31 campionati del mondo costruttori e 463 Gran Premi. E non è un caso che i suoi freni siano usati da gran parte delle monoposto tra materiale idraulico (pinze, pompe e unità by-wire) e componenti di attrito (dischi e pastiglie in carbonio).

Le novità

“I nostri freni – spiegano i tecnici Brembo - avranno un ruolo fondamentale nel 2022: nella fase di studio dei nuovi impianti frenanti per le monoposto di Formula 1, i progettisti del gruppo Brembo hanno dovuto lavorare su geometrie inedite in virtù dei nuovi regolamenti, con un’attenzione massima  alle performance da ricercare nei nuovi limiti imposti dalla Federazione. Il diametro esterno dei dischi Brembo in carbonio passa infatti da 278 mm ad un massimo di 328 mm - per l’asse anteriore - con uno spessore massimo invariato che rimane a 32 mm, mentre passa da 266 mm a 280 mm per l’asse posteriore, con lo spessore che passa da 28 a 32 mm. In virtù dell’aumento del raggio efficace Brembo ha dovuto rivedere, oltre all’architettura dei dischi stessi, anche le geometrie di pinze e pastiglie”.

Ma quali altre modifiche sono state fatte? “Un altro cambio importante – dicono al team Brembo che segue la F1 - ha riguardato anche i componenti del corner ruota come le prese d’aria e i cestelli che saranno “prescribed components”, ossia uguali per tutte le vetture.  Questa scelta ha dunque limitato la possibilità di utilizzare tali componenti per incrementare il carico aerodinamico, rimettendo il raffreddamento dell’impianto frenante al centro della sua funzione. Anche l’architettura dei dischi freno, a seguito di alcune prescrizioni regolamentari, verrà modificata. Rispetto ai dischi che fino al 2021 avevano un numero massimo di 1.480 fori con diametro pari a 2,5 mm, nel 2022 i dischi potranno disporre tra i 1.000 e i 1.100 fori per l’anteriore, mentre al posteriore, rispetto ai 1.050 fori dei dischi utilizzati nel 2021, si passa a circa 900 fori”.

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Il nuovo regolamento limiterà infatti il diametro di foratura, imponendo un diametro minimo di 3 mm, mentre non vi era alcun limite per il 2021. Questo significa che a parità di spessore del disco tra 2021 e 2022 vi saranno fori più grandi e in numero inferiore, riducendo così la possibilità di raffreddamento. Per quanto riguarda le pastiglie, nel 2022 Brembo offrirà ai team una scelta fra due diverse mescole, mentre sono vietate, secondo regolamento, le pastiglie forate.  Con riferimento infine alla massa, l’impianto frenante completo 2022 aumenta di circa 700 grammi a ruota, portando un incremento di massa delle monoposto di quasi 3 kg complessivi rispetto al 2021.

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Dominio in F1

L’azienda leader mondiale della tecnologia degli impianti frenanti a disco per veicoli è orgogliosa però di un altro aspetto: Brembo per il 2022 - per la prima volta in 47 campionati mondiali corsi dal 1975 a oggi – diventa di fatto fornitore unico perché le sue pinze andranno a tutti i 10 team: nello specifico, 9 team saranno forniti con pinze Brembo mentre un team sarà fornito con pinze AP Racing, azienda con sede a Coventry ma che appartiene all’azienda bergamasca.  Brembo fornirà dunque a tutti e 20 i piloti nuove pinze a 6 pistoni, che è il valore massimo stabilito dal regolamento, in lega d’alluminio ricavate dal pieno e nichelate. Saranno ben cinque invece i team che monteranno in vettura unità by-wire sviluppate da Brembo e da AP Racing, che hanno lo scopo di gestire la frenata al posteriore, variando istantaneamente il contributo della frenata dissipativa in funzione del contributo rigenerativo e garantendo il corretto bilancio tra asse anteriore e asse posteriore.

La personalizzazione dell’impianto

Si sa, la messa a punto, in una F1 è fondamentale. Per questo ogni team, in collaborazione con gli ingegneri Brembo, ha chiesto specifiche particolari. “Le sofisticate metodologie di progettazione – dicono i tecnici - a disposizione di Brembo hanno consentito di progettare, per ciascun team, un modello di pinza freno che ha permesso di ottimizzare il rapporto peso-rigidezza desiderato. In questo scenario, alcuni team prediligeranno pinze più leggere ma anche meno rigide, mentre altri opteranno per soluzioni più rigide, ma più pesanti. Un equilibrio delicato che porta Brembo a sviluppare soluzioni dedicate per l’impianto frenante di ciascuna monoposto. Servendosi di sensori presenti nei corner ruota, i team potranno conoscere in ogni istante la temperatura di dischi e pinze. Sulla base dei dati rilevati, gli ingegneri dei team potranno supportare il pilota nella gestione ottimale del bilancio di frenata della monoposto”.

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Le nuove regole della F1

Non è solo negli impianti frenanti che il regolamento delle nuove F1 ha imposto cambiamenti: la novità più significativa è sicuramente nella parte meno visibile delle monoposto, vale a dire il fondo, che perde lo scalino e sarà caratterizzato da due canali Venturi con l’obiettivo di ricreare l’effetto suolo e ridurre le turbolenze in scia, favorendo i sorpassi. In generale tutta l’aerodinamica atta a generare deportanza ha subito un taglio rispetto al 2021: dietro le ruote anteriori sono stati eliminati i deviatori di flusso, mentre le ali sono state semplificate e hanno un aspetto estetico rinnovato.

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Novità importanti anche per i pneumatici che diventano a spalla ribassata, con il passaggio del diametro dei cerchi da 13’’ a 18’’ sui quali saranno montati i copricerchi. Pneumatici più rigidi dunque, più simili a quelli delle supercar stradali. I nuovi regolamenti introdotti e la spalla pneumatico ridotta hanno obbligato i team a rivedere il design delle sospensioni. Non solo: nell’ottica di contenere i costi, fli sviluppi progettuali hanno dovuto tenere conto delle limitazioni del budget cap, imposti dal regolamento 2022, che scende dai 145 milioni di dollari di spesa per team fissato nel campionato 2021 agli attuali 140 milioni di dollari. Ecco perché le monoposto oggi sono più pesanti rispetto a quelle del 2021, con una massa totale che passa da 752 kg a 795 kg e, considerato l’effetto combinato della nuova aerodinamica, i piloti dovranno probabilmente anticipare il punto di inizio frenata rispetto al passato.