Formula 1, le nuove monoposto avranno freni esagerati

Benché tutti i discorsi fatti prima del 2017 si siano concentrati sulle nuove gomme e sull’aerodinamica, l’impatto di questi cambiamenti su altre zone della vettura è profondo. La maggiore aderenza che si ottiene grazie al nuovo regolamento fa sì che i freni diventino un fattore fondamentale nel corso della stagione. Le distanze di frenata saranno più brevi e l’azione più energica; ciò significa che i freni, l’Ers e perfino il pilota saranno sottoposti a uno stress maggiore sia nelle qualifiche che in gara. Attualmente le vetture frenano con pinze in alluminio a sei pistoni, che agiscono su dischi in carbonio del diametro di 278 mm con pastiglie in carbonio. Con una maggiore picchiata anteriore sui freni, l’azione frenante posteriore avviene in parte grazie alle pinze dei freni posteriori e all’Ers- K, con la Mgu-K che rallenta l’asse posteriore mentre carica la batteria. Grazie al già alto livello di deportanza, le vetture possono passare dalla massima velocità alla frenata piena in pochi millisecondi. Poi, siccome la deportanza diminuisce con il diminuire della velocità, anche lo sforzo di frenata si riduce.

Controllare la temperatura dei freni

La maggior parte dei team riesce a gestire i freni per le qualifiche e la gara senza troppi problemi in termini di temperatura, usura e potenza di frenata. Mercedes aveva parlato della potenza della frenata come di un problema già nel 2015, in parte per via della maggiore velocità delle sue vetture rispetto ai concorrenti, e nel 2016 il team aveva già sottolineato il fatto che i freni necessitavano di una più attenta gestione, con gare come Singapore al limite per quanto riguardava il controllo della temperatura in frenata. Questa dipende dalla gestione dei condotti dei freni, ma dovrebbe essere bilanciato con altri fattori come l’aggiunta di ulteriore resistenza aerodinamica con ampie prese d’aria nei freni e trasferendo il calore nelle ruote/gomme per mezzo di più aperti condotti interni dei freni. Infine l’Ers-K avrà problemi termici se il recupero di energia in frenata è troppo aggressivo, e questo è importante durante le gare perché la capacità di usare l’energia recuperata aiuta a gestire i piccoli carichi di carburante. Per il 2017 ci saranno nuovi regolamenti e vetture con maggiore tenuta, derivante da gomme e aerodinamica. 

Aumento del peso minimo

A prima vista tutto questo dovrebbe essere di aiuto alla frenata, in quanto le vetture dovrebbero essere più lente nei rettilinei e più veloci in curva. La forbice tra queste due velocità è più stretta e quindi si dovrebbe frenare di meno. Ma la fisica che sta dietro la frenata nel 2017 è molto più complessa di quanto non possa sembrare, i team non dovranno semplicemente frenare meno sulle stesse percorrenze. Ci sono diversi altri fattori che si aggiungono, rendendo la frenata ancora più aggressiva questa stagione. Innanzitutto le vetture sono più pesanti, ed è una semplice questione di fisica il fatto che sia più difficile fermare. Con una variazione dell’ultimo momento al regolamento dovuta alla maggiore pesantezza delle gomme Pirelli, il peso minimo ora è fissato a 728kg, circa 26kg in più rispetto al 2016, quindi i freni saranno già stressati nelle qualifiche e l’usura sarà ancora più critica in gara quando il carico di carburante potrà essere maggiore di 5 kg nel 2017; ciò significa che nei primi giri a Melbourne le auto saranno 31kg in più rispetto a quanto non fossero lo scorso anno sulla stessa pista.

Più carico, frenate più brevi

Le vetture, inoltre, avranno molta più deportanza, ed è il semplice carico aerodinamico che le vetture hanno prima della frenata che fa sì che necessitino di minori distanze di frenata non i freni in carbonio come molti credono. Con una maggiore deportanza la monoposto può frenare più a fondo senza bloccare le gomme, tale è forza con cui le gomme vengono spinte in pista. A moltiplicare questo ci sono gomme più larghe, con un 25% di superficie in più con cui frenare, il pilota ha a disposizione una maggiore potenziale energia di frenata. Perciò le vetture potrebbero frenare perfino con maggiore potenza nei primi metri.

Usura di gara da tenere sotto controllo

Con questa possibilità di frenare più forte e più tardi, la frenata sarà sottoposta a grande pressione per adattarsi alle richieste. Il disco dei freni ora può essere più largo di 4mm e più spesso di 32. Sebbene questo di per sé non fornisca una maggiore e chiara potenza di frenata, allevierà le preoccupazioni relative all’usura in gara. Così, con le regole immutate per il resto dell’impianto frenante, il materiale attuale sarà al limite, come ha già avuto modo di scoprire Mercedes Amg negli ultimi anni. Per mantenere i freni, più pesantemente lavorati, entro la finestra critica di temperature d’esercizio, i condotti di raffreddamento necessiteranno di grande attenzione.

Dischi e pastiglie da riprogettare

D’altro canto i nuovi e più larghi dischi dei freni permetteranno a Brembo, Carbone Industrie e Hitco di ridisegnare i fori interni di raffreddamento e di rivedere la scelta dei materiali per massimizzare le prestazioni. Analogamente, le pinze dei freni dovranno essere più larghe per potersi adattare non solo ai 4 mm extra nella larghezza dei dischi, ma anche alle pastiglie dei freni di quasi 2mm più larghe; di conseguenza le pinze dovranno adattarsi a una misura più larga di 8 mm, mantenendo comunque la propria rigidità per offrire una frenata affidabile. Per concludere, i cilindri principali del freno azionati dal pedale dovranno essere ottimizzati, in quanto dovranno fornire una più veloce pressione sul freno nella più potente e breve azione di frenata. Aziende come Brembo, Akebono e Ap Racing dovranno produrre un nuovo tipo di materiale frenante.

Frenate più brevi, recupero complesso

Meno ben compreso è l’Ers-K, che avrà un compito più difficile. Deve continuare a recuperare i suoi 2 MJ massimo a giro, ma le fasi di frenata saranno più brevi e in alcune curve più veloci non ci sarà addirittura alcuna frenata o alcun sollevamento. Di conseguenza l’Ers-K deve svolgere il suo lavoro di supporto alla frenata e di recupero di energia in un intervallo molto minore. Ciò significa che la Mgu, l’elettronica di controllo e la batteria saranno stressate dal punto di vista termico dal più veloce passaggio di elettricità attraverso di esse. Quindi si riscalderanno maggiormente e necessiteranno di più raffreddamento per mantenere affidabilità per tutta la gara. Anche con l’Ers ridisegnato, in alcuni circuiti non ci sarà abbastanza frenata per recuperare 2 MJ pieni, quindi l’Ers-H dovrà lavorare di più per recuperare energia dal turbo durante la gara. Anche questa necessità di far lavorare di più l’ Ers-H richiederà una riprogettazione per ottimizzare la dimensione dell’Mgu e del turbo per il lavoro più oneroso che dovranno svolgere.

Che influenza avrà nelle gare?

Le frenate saranno meno numerose, più brevi e più energiche, questo riduce lo spazio per il sorpasso, perché sarà minore il tempo che si può guadagnare in frenata. Tuttavia durante le gare la gestione delle frenate potrebbe ben diventare un fattore importante, ai piloti verrà richiesto di gestire la temperatura dei freni, analogamente sentiremo parlare di “alleggerire” per conservare la dotazione di carburante per la gara. I team che comprendono queste complesse richieste e che poi possono lavorare a stretto contatto coi loro costruttori di freni e coi fornitori della Power Unit ne trarranno vantaggio, e questo potrebbe essere sufficiente a rendere diverse le prestazioni fra i team. Analogamente i piloti potrebbero trarre vantaggio dal fatto di avere sufficiente forza fisica per usare bene i freni, in quanto la sola cosa che crea la pressione nella frenata è la gamba sinistra del pilota. Per poter approfittare di questo, i piloti dovranno allenarsi più duramente in palestra e riconsiderare la loro posizione di guida, per riuscire ad usare agevolmente il pedale del freno e spingere con più forza possibile. Non c’è dubbio che questo, in alcune gare, provocherà molte lamentele da parte dei piloti e dei Team Principal. Sentiremo parlare molto dei freni mentre i team impareranno come gestire le nuove vetture con queste nuove esigenze di energiche frenate.

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