F1 2022: con dischi grandi, arriva una rivoluzione nei freni

Si attende con curiosità la partenza della stagione di Formula 1 2021, ma l’attenzione dei tecnici è già rivolta al prossimo anno quando entrerà in vigore il nuovo regolamento tecnico che imporrà le monoposto a effetto suolo, dando un taglio netto che le vetture che abbiamo conosciuto fino a oggi.

Leggendo con cura le nuove norme appare evidente che non sarà solo un passaggio di concezione aerodinamica (lo staff tecnico diretto da Nikolas Tombazis ha studiato forme che permettano alle F1 di stare in scia una all’altra senza perdere troppo carico, favorendo i sorpassi e, quindi, lo spettacolo), ma ci saranno tanti altri aspetti che cambieranno in modo importante la ricerca e lo sviluppo delle monoposto.

F1 2022: una prefigurazione Renault delle monoposto a effetto suolo

Photo by: Renault F1

Fra gli aspetti più importanti ci sarà l’introduzione da parte della Pirelli di gomme da 18 pollici, rompendo con la tradizione dei cerchi da 13 pollici che ha da sempre caratterizzato la Formula 1 dell’era moderna.

Si tratta di un passaggio che va nella direzione di creare un contatto fra il mondo dei GP e il prodotto di serie che si è da tempo orientato verso gli pneumatici ribassati. Le implicazioni di questa scelta saranno molto più ampie di quanti sembri, perché dovrà essere rivisto lo schema delle sospensioni, ma non solo.

Lando Norris, con la McLaren dotata di gomme Pirelli 18 pollici nei test 2019

Photo by: Pirelli

Il passaggio dalle ruote attuali di 13 pollici ai futuri 18 creerà all’interno del cerchio uno spazio maggiore per l’alloggiamento dei freni: è per questa ragione che il regolamento si è adeguato, consentendo ai tecnici di adottare dei dischi di dimensioni più generose.

Il diametro esterno dei dischi in carbonio passerà dagli attuali 278 mm fino ad un massimo di 330 mm, mentre lo spessore resterà invariato a 32 mm.

Con un aumento del raggio efficace, quindi, la Brembo, leader nei sistemi di frenata, dovrà rivedere, oltre al disegno dei dischi stessi, anche le geometrie di pinze, pastiglie e pompe.

Insomma per la F1 2022, Brembo introdurrà un impianto del tutto nuovo: i tecnici diretti da Mario Almondo stanno progettando nuove pinze, nelle quali sarà prevista un’ottimizzazione della dimensione idraulica dei pistoni, tenendo in considerazione il maggior raggio efficace del disco ma anche la variazione dell’altezza della fascia frenante.

Naturalmente dovranno essere riviste anche le pompe visto che cambierà in modo significativo il volume del fluido da muovere durante una staccata. È evidente che si va incontro a una nuova pagina tecnica, nella quale sarà importante ritrovare i giusti valori di una frenata al limite.

Ferrari SF1000: dettaglio del cestello anteriore chiuso e della brake duct dotata di alette aerodinamiche

Photo by: Giorgio Piola

Ma le novità “nascoste” non si fermano qui, perché i componenti del “corner” lasceranno meno spazio all’inventiva dei tecnici: le brake duct, così come i cestelli diventeranno “prescribed components”, ossia uguali per tutte le vetture.

Ferrari SF1000: ecco il cestello in carbonio anteriore aperto utile a scaldare le gomme

Photo by: Giorgio Piola

L’intento della FIA è di limitare in questo specifico ambito la ricerca aerodinamica. Non è affatto un segreto che le prese d’aria della brake duct non servono solo a raffreddare l’impianto frenante, ma anche per orientare alcuni flussi per generare dei vortici che aiutino a incrementare la downforce della monoposto.

Nel 2020 abbiamo visto comparire nei cestelli dei convogliatori di aria fredda destinati a sfogare intorno alla zona centrale del cerchio, in prossimità del porta mozzo, finalizzati a deviare il flusso che arrivava dalla parte esterna dell’ala anteriore.

La volontà del legislatore è di riportare la funzione delle prese d’aria alla sola funzione del raffreddamento dell’impianto frenante e sarà, quindi, importante per Brembo trovare le migliori soluzioni che possano soddisfare le esigenze (spesso diverse) dei team clienti.

In effetti ci sarà un elemento di difficoltà in più, soprattutto per quanto riguarda il raffreddamento dei dischi: avrete notato che la tendenza per aumentare lo scambio termico nei dischi era quella di incrementare il numero dei fori: si è arrivati fino a 1.400 nel 2017 partendo dai 100 del 2005, per arrivare al raddoppio nel 2008, toccare 600 nel 2012 e raggiungere la fatidica soglia dei mille nel 2014.

Ferrari F2004M, disco del freno anteriore

Photo by: Giorgio Piola

Ferrari SF15-T, freni anteriori

Photo by: Giorgio Piola

Ferrari SF71H, dischi dei freni

Photo by: Giorgio Piola

L’evoluzione è stata incessante cercando di coniugare la capacità di raffreddare il disco passando da fori disposti perpendicolarmente, a una matrice di buchi in diagonale con ben 7 piccolissimi aperture, con l’esigenza di ridurre il peso.

Ecco perché sui dischi Brembo abbiamo assistito alla comparsa di una scalvatura nella parte centrale, con un’asportazione di materiale dopo un’accuratissima lavorazione che ha permesso di ridurre il peso sulle masse non sospese, contribuendo a migliorare l'utilizzo dell'avantreno delle monoposto.

Ferrari SF90: dettaglio del disco Brembo con lo scavo visibile nella parte centrale

Photo by: Giorgio Piola

Le norme 2022 imporranno il ritorno a fori con un diametro minimo di 3 mm, mentre oggi un limite regolamentare non esiste, visto che è dato dalla resistenza dei materiali.

Ciò significa che a parità di spessore del disco da 32 mm, l’obbligo di adottare fori più grandi degli attuali, ne imporrà un numero sensibilmente inferiore, riducendone la possibilità di raffreddamento.

È evidente, quindi, come in materia di frenata si dovranno ritrovare i giusti parametri per avere la migliore staccata al limite: ci sarà più superficie del disco per dissipare il calore dovuto all’attrito, ma meno fori di raffreddamento. La sfida è iniziata…