RIMASTE INACCETTABILI PER IL REGOLAMENTO TECNICO DEL 2017

Osservazioni sulle prime due proposte

per i motori «low cost» in alternativa

Il cocente insuccesso dell'inutile Gruppo Strategico (ne fanno parte la FOM, la stessa FIA e sei squadre: Mercedes, Ferrari, Williams, Red Bull, F.India e McLaren), con il rifiuto delle prime due proposte per un motore di Formula 1 realizzabile da un costruttore cosiddetto indipendente e rivolto ai team che economicamente non possono dotarsi di uno dei quattro propulsori ibridi attualmente in campo, merita qualche osservazione. Non tanto per la proposta iniziale, che proponeva un V6-2.200 cm³ sovralimentato tipo Indianapolis, quindi insufficiente, conoscendone già i livelli prestazionali, quanto per il V6-2.500 cm³ turbo successivamente aggiunto, meglio confrontabile con la resa media dei V6-1.600 cm³ turbo-ibridi in uso. Eppure, la Commissione Formula 1 della Fia-Tv ha precisato che preferirebbe una certa similitudine, con semplificazioni, per eliminare la parte ibrida e abbassare sensibilmente i costi. Ed è doveroso precisare, a scanso di equivoci, che l'alternatività motoristica non sarà mai intesa come nel passato, con ogni concorrente libero di scegliere una delle due soluzioni (la prima F.1, ad esempio, contrapponeva il motore 1.500 con compressore al 4.500 aspirato), ma come un surrogato «low-cost» della fornitura Ferrari-Mercedes-Renault-Honda.
Questo concetto di regolamentazione, perciò, è meno impegnativo che in passato, nel senso che dovrà consentire soltanto un certo accostamento di prestazioni, anche nel corso della normale evoluzione motoristica, senza prospettive di superamento della formula di base, che resta la più moderna e la più avanzata, con la sua forma ibrida e con i suoi bassi consumi, pur con i suoi maggiori costi. Di conseguenza, l’approfondimento riguarda la strada da percorrere per realizzare un propulsore low cost che possa dignitosamente reggere il confronto con l’ibrido. E la prima risorsa plausibile è stata quella dell’aumento della cilindrata dell’aspirato, come indicato appunto dalla proposta di 2.500 cm³, che ha avuto una larvata validità, nel considerare un livello medio - va ripetuto e sottolilneato il termine di «medio» - pari a 875 cavalli, secondo il regolamentatore, per la potenza massima del 1.600 cm³ e una possibilità di eguagliarne la cifra senza i motogeneratori elettrici. Anche se è scontato che:

1°) la produzione 2015 di punta è stata dell'ordine dei 900 CV;

2°) nel 2016 le potenze dei 1.600-ibridi subiranno ulteriori incrementi, già esplorati nelle qualificazioni selvagge, con speciali mappature.

©EB-15

Come si osserva in questo diagramma, il V6 aspirato della formula ibrida ha un punto di partenza inferiore ai 600 CV (585 Cv, pari a 366 CV per litro di cilindrata) e aggiunge 161 CV con il MGU-K, mentre la scalata finale è affidata alla sovralimentazione mono-turbo, con il contributo del MGU-H. L’interrogativo Numero 1 è se può bastare l’eliminazione dei motogeneratori - e relative batterie - per ottenere la voluta riduzione dei costi. L’interrogativo Numero 2 è se da un 2.500 cm³ aspirato si possono ottenere 715 CV, pari a 286 CV/litro, secondo la nota legge della riduzione della potenza specifica all’aumentare della cilindrata unitaria e totale, nel quadro conclusivo qui di seguito delineato e basato sull'assunto dei regolamentatori.

Di sicuro, con un valore della cilindrata di due litri e mezzo, una buona sovralimentazione (unico compressore per motivi economici) può condurre al risultato finale di 870 CV, pur se non allo stesso regime di rotazione del 1.600 cm³ in comparazione, con un massimo possibile di 11.000 anziché 12.000 giri, come suggerito dal diagramma.

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Se si considerano in questo grafico le potenze degli attuali motori Mercedes e Ferrari da gara, si nota che, per ottenere una buona curva da un 2.500 cm³, occorrerebbero soluzioni molto costose, con un traguardo di 12.500-12.800 giri massimi.

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Se si passa qui alla rappresentazione in funzione delle velocità massime, anziché dei regimi di rotazione dei motori, gli equilibri appaiono soddisfacenti, nell’analogia delle potenze resistenti, anche con qualche detrazione di potenza - e di coppia - ai regimi di rotazione inferiori.

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A voler insistere con la maggiore cilindrata ottenuta tramite limitazione a 6 cilindri e soprattutto a regimi massimi il più contenuti possibile, la curva di potenza avrebbe il vantaggio di essere ottimamente comparabile a quella dei motori ibridi odierni, come appare in questo diagramma potenza-giri.

Con queste curve di potenza Ne prospettabili, si possono calcolare le coppie o momenti torcenti Mt: se è concesso esprimersi fuori dal sistema SI per la potenza, ancora in cavalli, per certi settori molto tradizionali, come il motorismo o la termotecnica, si deve poter esprimere anche la coppia in chilogrammetri, per semplicità e assonanza di calcolo. Ed ecco che il propulsore ibrido sarebbe ancora avvantaggiato ai più bassi numeri di giri, ma l’aspirato di maggiore cilindrata diverrebbe molto favorevole ai più elevati regimi di rotazione. E la differenza sarebbe altrettanto influente nel calcolo degli sforzi di trazione, che solleverebbero parecchio una motorizzazione meno spinta e meno costosa.

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Un’ottima chance, senza eccessivo aggravio economico, potrebbe provenire dalla sovralimentazione a doppio turbo-compressore per la cilindrata di 2.500 cm³. La curva di potenza conoscerebbe una impennata e una maggiore pienezza in alto, con qualche detrazione in basso. Beninteso, con la piena libertà di collocazione dei compressori e assolutamente senza gli assurdi vincoli di portata-benzina.

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La parità di massima resa (vedi diagramma potenze-velocità qui sopra) sarebbe meglio rispettata, nell’ambito dei regimi di rotazione più alti, che sono sempre i più insistenti nelle utilizzazioni. Ovviamente, considerando anche in questo caso la parità delle caratteristiche aerodinamiche d’autovettura e accogliendo una stessa curva delle potenze resistenti.

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Le stesse condizioni, secondo questo diagramma, sarebbero rispettate anche per gli sforzi di trazione, con maggiore soddisfazione per la fascia alta dei regimi di rotazione. L’insoddisfazione resta per le potenze e per gli sforzi di trazione nella parte inferiore di queste curve.

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Il problema sarebbe ben risolto con un po’ più di pienezza della curva di potenza, come mostrato da questo diagramma. E il modo più facile per raggiungere questo obbiettivo, senza il minimo aggravio economico (sempre lo stesso basamento), sarebbe quello di aumentare leggermente la cilindrata del motore biturbo: il passaggio da 2.500 a 2.600 cm³ òpotrebbe apparire più che accettabile. Anche dal punto di vista del progresso, per affermare che occorre un litro netto di cilindrata per eguagliare l’eccellenza del motore ibrido.

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Il calcolo degli sforzi di trazione, qui riprodotto, può essere risolutivo, al confronto con il precedente diagramma, insoddisfacente ai più bassi regimi di rotazione. Finalmente un ottimo equilibrio con il V6 1.600 ibrido, grazie al semplice passaggio a 2.600 cm³.

Ma sia chiaro che una nuova regolamentazione di motore da mettere in parallelo con il V6-1.600 cm³ non può fare astrazione di tutti gli altri parametri più importanti, quali il rapporto corsa/alesaggio, che influisce nel conseguimento dei regimi di rotazione massimi, o il peso stesso dell’unità motrice, o il numero delle valvole, o l’albero motore, eccetera. Né possono essere taciuti i vincoli di consumo: via l’odioso - e costosissimo - debimetro, una valida comparazione deve pur sussistere, con una quantità massima di carburante dalla partenza all’arrivo, che può essere misurata come nella vecchia F.1-1.500 cm³ turbo, che aveva cancellato sul nascere la deprecabile idea della debimetrazione. E ci si convincerebbe del fallimento totale dei processi voluti dal corsicida della Fia-Tv, Fabrice Lom, nella mancanza di libertà di impostazione e di sviluppo agonistico nella competizione, con macchine-robot e con gran premi scialbi quanto monotoni, privi di sorpassi e di battaglie a fondo.

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DA INSERIRE NEL REGOLAMENTO TECNICO DEL 2017 O DEL 2018

Un tema tecnico di vero pregio

anche per il motore «low cost»

TEMI PROPOSTI
Ing. Stefano Luschi - Un termine significativo, per il motore 2.500 biturbo da accoppiare all’attuale 1.600 ibrido, potrebbe essere: 140 kg di benzina per motori di 140 kg. Si capirebbe così il valore degli ultimi progressi.
Ing. Stefano Secchi - È giusto anteporre alla motivazione economica il contributo tecnico che potrebbero portare i motori da abbinare agli attuali F.1-1.600, come potenza e consumo equivalenti.
APPROFONDIMENTO - La prima osservazione, sullo scottante argomento del motore di Formula 1 realizzabile da un costruttore cosiddetto indipendente, per i team che economicamente non possono dotarsi di uno dei quattro propulsori ibridi attualmente in campo, è che sono state bocciate le prime due proposte avanzate (grande insuccesso dell’inutile Gruppo Strategico), ovvero il V6-2.200 cm³ sovralimentato tipo Indianapolis e il V6-2.500 cm³ turbo. La prima proposta è stata scartata fin dal suo apparire, per lampante insufficienza di potenza, a confronto con la resa media dei V6-1.600 cm³ turbo-ibridi in uso. La seconda proposta, ben più comparabile e meglio studiata dal Gruppo Strategico (ne fanno parte la FOM, la stessa FIA e sei squadre: Mercedes, Ferrari, Williams, Red Bull, F.India e McLaren) non ha soddisfatto pienamente la Commissione Formula 1, che preferirebbe una maggiore similitudine, con semplificazioni, per eliminare la parte ibrida e abbassare sensibilmente i costi. In ogni caso, tale Gruppo Strategico avrà tempo fino al 15 gennaio 2016 per formulare le sue ultime proposte, da inserire nel Regolamento Tecnico 2017, se non 2018. Subito dopo quella data, sarà comunque votata una soluzione definitiva, che, tuttavia, si differenzierà completamente dal passato. Infatti, fin dalla sua nascita del 1947, la Formula Numero 1 (poi Formula Uno tout court) ha proposto una comparazione (motore 1.500 con compressore e 4.500 aspirato) e ogni concorrente poteva scegliere una delle due soluzioni, in qualunque momento. Adesso, invece, non sarà più possibile passare da una motorizzazione all’altra e i nuovi termini saranno validi soltanto per un costruttore indipendente e per le squadre fuori dalla fornitura Ferrari-Mercedes-Renault-Honda.
Questo concetto di regolamentazione, di conseguenza, è meno impegnativo che in passato, nel senso che dovrà consentire soltanto un certo accostamento di prestazioni, anche nel corso della normale evoluzione motoristica, senza prospettive di superamento della formula di base, che resta la più moderna e la più avanzata, con la sua forma ibrida e con i suoi bassi consumi, pur con i suoi maggiori costi. Di conseguenza, l’approfondimento riguarda la strada da percorrere per realizzare un propulsore low cost che possa dignitosamente reggere il confronto con l’ibrido. E la prima risorsa plausibile è quella dell’aumento di cilindrata dell’aspirato, come indicato appunto dalla proposta di 2.500 cm³, che ha avuto la sua validità, nel considerare un livello di 870 cavalli per la potenza massima del 1.600 cm³ e una possibilità di eguagliarne la cifra senza i motogeneratori elettrici. Anche se è scontato che nel 2016 la potenza dei 1.600-ibridi subirà degli incrementi, già esplorati nelle qualificazioni selvagge.

©EB-15

Come si osserva in questo diagramma, il V6 aspirato della formula ibrida ha un punto di partenza inferiore ai 600 CV (585 Cv, pari a 366 CV per litro di cilindrata) e aggiunge 161 CV con il MGU-K, mentre la scalata finale è affidata alla sovralimentazione mono-turbo, con il contributo del MGU-H. L’interrogativo Numero 1 è se può bastare l’eliminazione dei motogeneratori - e relative batterie - per ottenere la voluta riduzione dei costi. L’interrogativo Numero 2 è se da un 2.500 cm³ aspirato - non necessariamente a 6 cilindri, avendosi ancora delle rimanenze di V8 - si possono ottenere agevolmente 715 CV, pari a 286 CV/litro, secondo la nota legge della riduzione della potenza specifica all’aumentare della cilindrata unitaria e totale, nel quadro conclusivo qui di seguito delineato.

©EB-15

Il problema sarebbe ben risolto con un po’ più di pienezza della curva di potenza, come mostrato da questo diagramma. E il modo più facile per raggiungere questo obbiettivo, senza il minimo aggravio economico (sempre lo stesso basamento), è quello di aumentare leggermente la cilindrata del motore biturbo: il passaggio da 2.500 a 2.600 cm³ sarebbe ideale e più che accettabile. Anche dal punto di vista del progresso, per affermare che occorre un litro netto di cilindrata per eguagliare l’eccellenza del motore ibrido.

©EB-15

Il calcolo degli sforzi di trazione, qui riprodotto, appare veramente risolutivo, al confronto con il precedente diagramma, insoddisfacente ai più bassi regimi di rotazione. Finalmente un ottimo equilibrio con il V6 1.600 ibrido, grazie al semplice passaggio a 2.600 cm³.

Ma sia chiaro che una nuova regolamentazione di motore da mettere in parallelo con il V6-1.600 cm³ non può fare astrazione di tutti gli altri parametri più importanti, quali il rapporto corsa/alesaggio, che influisce nel conseguimento dei regimi di rotazione massimi, o il peso stesso dell’unità motrice, o il numero delle valvole, o l’albero motore, eccetera. Né possono essere taciuti i vincoli di consumo: via l’odioso - e costosissimo - debimetro, una valida comparazione deve pur sussistere, con una quantità massima di carburante dalla partenza all’arrivo, che può essere misurata come nella vecchia F.1-1.500 cm³ turbo, che aveva cancellato sul nascere la deprecabile idea della debimetrazione. E ci si convincerebbe del fallimento totale dei processi voluti dal corsicida della Fia-Tv Fabrice Lom, nella mancanza di libertà di impostazione e di sviluppo agonistico nella competizione, con macchine-robot e con gran premi scialbi quanto monotoni, privi di sorpassi e di battaglie a fondo.

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