Simulazione GP Germania: in pieno per il 66% del giro a Hockenheim

A Hockenheim si usa un alto carico aerodinamico anche se ci sono tratti da percorrere ad alta velocità. Secondo i dati Wintax di Magneti Marelli sarà importante recuperare l'energia elettrica dalla MGU-H. Ecco i segreti della pista tedesca...

Il mondiale di F.1 torna ad Hockenheim per la dodicesima gara stagionale, dopo che l’anno scorso il GP di Germania era uscito dal calendario. L’Hockenheimring, il tracciato permanente che si trova vicino a Hockenheim, la città dello stato federato di Baden-Württemberg che ha per capitale Stoccarda, è situato nella zona sud-occidentale del paese, a circa 95 km da Francoforte.

La pista è stata accorciata nel 2001 dall’architetto Hermann Tilke rinunciando ai lunghi rettilinei per renderlo più adatto alle riprese televisive.

(Da Sx a Dx): Sebastian Vettel, Ferrari; Nico Rosberg, Mercedes AMG F1; Nico Hulkenberg, Sahara Force India F1; and Pascal Wehrlein, Manor Racing, promuovono il ritorno del Grand Prix di Germania
Sebastian Vettel, Nico Rosberg, Nico Hulkenberg e Pascal Wehrlein promuovono il ritorno del GP di Germania

Photo by: Mercedes AMG

Dal 2002 il Gp di Germania si disputa a Hockenheim in alternanza con il Nurburgring. Il circuito è caratterizzato da cinque tratti veloci, quattro curve lente (6, 8, 13, 16), con la sezione del Motodrome che è molto tecnica.

Hockenheim box e paddock
Hockenheim box e paddock

Photo by: XPB Images

Queste caratteristiche richiedono un set up della monoposto che deve essere un buon compromesso fra il tratto veloce e quello lento. La pista che è lunga 4.574 m, non è dotata di dislivelli rilevanti e si snoda nei boschi della Foresta Nera. L’ala mobile si usa dalla Parabolika all’Hairpin e si attiva all’uscita della Curva 4

Gomme Supersoft, Soft e Medium

GP di Germania, set di gomme scelti per pilota
GP di Germania, set di gomme scelti per pilota

Photo by: Pirelli

La Pirelli ha scelto le gomme con la mescola più utilizzata nel 2016 (7 GP su 12): Supersoft, Soft e Medium. Dalla simulazione di Wintax per Magneti Marelli risulta una differenza prestazionale di 0”6 fra la Supersoft e la Soft e di 0”7 fra la Soft e la Medium. Il tracciato di Hockenheim non è particolarmente severo per i freni ma è necessario trovare il giusto raffreddamento per ottenerne la massima prestazione.

L’ultima pole position è stata siglata nel 2014 da Nico Rosberg con la Mercedes W05 Hybrid in 1’16”540, un limite che verrà certamente battuto. Il record della pista appartiene a Michael Schumacher e risale al 2004 quando il tedesco con la Ferrari F2004 colse un 1’13”306 alla media di 224, 625 km/h.

Un giro di pista

Partenza

La distanza tra la linea della Pole e la staccata è di soli 263 m per cui si arriva alla staccata della Curva 1 a 251 km/h in sesta marcia. L’ERS che al via si può usare solo oltre i 100 km/h, fornisce circa 20 m di vantaggio.

Settore 1

Linea di partenza – Curva 4
(Velocità media 218 km/h)

Si arriva alla staccata di Curva 1, la Nordkurve, alla velocità di 306 km/h in ottava marcia dopo avere percorso il rettilineo principale di 420 m con un tempo di percorrenza a tutto gas di 7”. La prima curva è veloce, la frenata è molto breve ma richiede 1.920 kW di potenza di picco all’impianto frenante, che consentono una carica di 100 kJ tramite la MGU-K.

In entrata si tocca il basso cordolo all’interno, scalando fino alla quinta, per poi uscire dalla Nordkurve a 185 km/h procedendo in leggera salita verso la Curva 2. Si tratta di una destra piuttosto decisa dove sono presenti delle ondulazioni sull’asfalto che rendono difficile la frenata: si arriva alla staccata a 301 km/h in settima.

La frenata è da 1.851 kW di picco sull’impianto frenante e si rallenta la vettura fino a 84 km/h scalando fino alla seconda marcia. In questo tratto è necessario avere una monoposto stabile in frenata per mantenere la traiettoria ideale che porta al tratto più veloce del circuito. Da Curva 4 si procede a 205 km/h in quinta marcia, per andare verso il detection point dell’ala mobile che può essere utilizzata nel tratto veloce che segue.

Settore 2

Curva 5 – Curva 11
(Velocità media 223 km/h)

Simulazione di un giro di Hockenheim con Wintax
Simulazione di un giro di Hockenheim con Wintax by Magneti Marelli

Photo by: Media Magneti Marelli

La Curva 4 immette nel tratto da percorrere a tutto gas: si tratta di una lunga piega a sinistra che immette nella foresta, la Parabolika (anche conosciuta come Ayrton Senna Kurve), dove è possibile usare l’ala mobile per tentare il sorpasso.In questo fase il motore funziona a piena potenza per 15” per una distanza di 1.130 m, raggiungendo una velocità massima di 313 km/h (che diventano 337-344 km/h con l’ala mobile aperta) in ottava marcia.

Si recuperano 550-650 kJ di energia tramite la MGU-H che, in modalità di autosostentamento, fornisce circa 5” di piena potenza. La staccata rappresenta la frenata più severa del tracciato: servono 2.050 kW con la mescola Medium (che diventano 2.400 kW con la Supersoft) per una frenata lunga circa 90 m che richiede un picco di sforzo sul pedale di 125 kg. Si decelera fino a 58 km/h in seconda per affrontare il tornantino Spitzkehre (Hairpin, Curva 6), una destra dove la trazione è molto importante.

La brusca frenata e il conseguente trasferimento di peso induce una tendenza a perdere il posteriore anchea causa delle ondulazioni dell’asfalto. Si prosegue verso la Curva 7, una curva veloce a destra che si percorre col l’acceleratore spalancato a 289 km/h in settima. Si procede verso la Mercedes-Benz Tribune, situata prima della Curva 8, la sinistra a cui si giunge a 308 km/h in settima marcia, mentre la frenata è da 1.850 kW che rallenta la vettura fino a 93 km/h in terza marcia).

Segue, quindi, la Curva 9, una sinistra da percorrere a 170 km/h in terza. Si arriva alla destra ad angolo retto che è la Curva 10, una piega che si affronta in pieno con poca benzina a bordo, ma che diventa difficile con il pieno di carburante a inizio gara: si entra con una leggera frenata da 580 kW e si esce alla velocità di 136 km/h in quarta marcia.

Settore 3

Curva 12 – Linea di traguardo
(Velocità media 183 km/h)

Si arriva alla staccata di Curva 12, la Mobil 1 Kurve, in sesta marcia alla velocità di 275 km/h. È una curva a destra ad ampio raggio che richiede una breve frenata di 1.770 kW che ricarica la batteria con 204 kJ e porta nello spettacolare Motodrome, lo stadio, dove gli spettatori possono ammirare le monoposto nella sequenza di curve difficili. Nel Motodrome le vetture sono sollecitate da forti accelerazioni laterali prima a destra (Curva 13) e poi a sinistra (Curva 16 e 17) che sollecitano gli pneumatici, l’assetto della vettura e la tenuta del pilota. In questo ultimo tratto serve il massimo carico verticale per migliorare l’aderenza.

La pista è stretta per cui i sorpassi sono difficili. Si esce in quarta marcia alla velocità di 197 km/h per andare verso la Sachs Kurve, la Curva 13, un tornante di 180 gradi ad ampio raggio nel quale si entra alla velocità di 249 km/h in sesta marcia. Serve una frenata da 1.549 kW di appena 50 m e che termina quando si è nella piega. In questa fase si ricarica la batteria con 90 kJ e si rallenta la monoposto per uscire a una velocità di 96 km/h in seconda marcia.

Si prosegue per la sequenza delle Curve 14 e 15, (quest’ultima è cieca per il leggero scollinamento) che si percorrono in sesta a 196 km/h in sesta per arrivare alla Curva 16. È una destra da 90 gradi che si affronta a 226 km/h in sesta prima della staccata che rallenta la monoposto fino a 141 km/h in quarta. Dopo un brevissimo affondo sull’acceleratore si giunge all’ultima Südkurve, dove si arriva a 158 km/h in quinta. Basta un alleggerimento sull’acceleratore per rallentare fino a 148 km/h in quarta per poi entrare nel breve rettilineo del traguardo…

Prestazioni e affidabilità

Aerodinamica

Il tracciato di Hockenheim richiede un’aerodinamica ad alto carico ma l’assetto deve essere il frutto di un compromesso perché ci sono tratti che alternano alta e bassa velocità. Il Motodrome richiede la massima aderenza, mentre nel tratto compreso tra la Curva 4 e la 6 sarebbe vantaggioso avere meno downforce cercando, invece, l’efficienza per ridurre il consumo di carburante e la resistenza all’avanzamento.

Sospensioni

Su questo tracciato tedesco non si utilizzano in modo massiccio i cordoli eccetto quelli bassi di Curva 1 che si prendono a elevata velocità. La taratura delle sospensioni deve essere ottimizzata per il passaggio alle Curve 3 e 4 in modo da mantenere la migliore traiettoria che porti la massima velocità sul lungo tratto veloce che segue.

Freni

La pista non è troppo impegnativa per i freni, perché c’è solo una frenata molto decisa ed è quella del tornante Spitzkehre dove le monoposto passano dalla velocità massima di 338 km/h a 58 km/h in appena 90 metri. È necessario trovare il giusto livello di raffreddamento dei freni per ottenere le massime prestazioni evitando, specialmente in caso di abbassamento della temperatura ambiente, di vetrificare i dischi in carbonio utilizzandoli a temperature inferiori a quelle ottimali.

Cambio

GP di Germania: confronto marce fra qualifica e gara
GP di Germania: confronto uso delle marce fra qualifica (verde) e gara (rosso)

Photo by: Media Magneti Marelli

Secondo la simulazione Wintax di Magneti Marelli l’impianto tedesco non è particolarmente severo per la trasmissione. Durante la gara vengono effettuati 2.479 cambi marcia. I rapporti più sollecitati sono quelli delle 6 e 7 per circa il 24% del giro2.

Motore

GP di Germania: simulazione uso del motore
GP di Germania: simulazione apertura farfalla del motore (Blu: 0-10%; Verde: 10-90%; Rosso: 90-100%)

Photo by: Media Magneti Marelli

A Hockenheim il motore non è sottoposto a particolari sforzi, eccetto il lungo rettilineo che porta al tornante. Il 6 cilindri viene utilizzato a pieno regime per il 66% del giro. Il circuito è piuttosto sensibile alla potenza e i sistemi ibridi che riusciranno a recuperare più energia dai gas di scarico grazie alla MGU-H, avranno un ulteriore vantaggio. Il circuito, inoltre, valorizza la trazione all’uscita dell’Hairpin e nelle curve del Motodrome. È importante avere una gestione del compressore per limitare il ritardo di risposta del turbo e non generare una discontinuità nell’erogazione della potenza che potrebbe trasformarsi in sovrasterzo causa di usura delle gomme.

Consumo

Per completare la distanza del Gp secondo la simulazione di Wintax servirebbero 100 kg di carburante: l’alto carico aerodinamico comporta una maggiore resistenza all’avanzamento che si associa all’elevato utilizzo del motore a pieno carico, ma le squadre adotteranno tutte le strategie possibili (lift in rettilineo) per partire dalla griglia con una quantità di carburante minore del massimo concesso dai regolamenti.

ERS

Hockenheim ha frenate brevi che non consentono grandi ricariche della batteria in staccata. Anche il recupero di energia dai gas di scarico non è particolarmente elevato, ma sarà essenziale sfruttare tutta la potenza di autosostentamento nel tratto veloce della Parabolika. Secondo la simulazione della telemetria Wintax è possibile recuperare 714 kJ in frenata con la MGU-K e 2.832 kJ in accelerazione con la MGU-H per un totale di 3.546 kJ per giro. L’energia recuperata dal turbo consentirà l’uso di 120 kW aggiuntivi a quelli del motore termico per il 57% del giro. Il contributo prestazionale dell’ERS su questo circuito corrisponde a 2”2 per ogni giro e a 11 km/h nella velocità di punta.

I numeri di Hockenheim

Circuito Hockenheimring
Località Hockenheim
Distanza 306,458 km
Giri 67 giri
Lunghezza 4.574 m
Latitudine 49.327776 N
Longitudine 8.56584 E
Altitudine 106-118 m sul livello del mare
Partenza-staccata 263 m
Lunghezza pit lane 304 m
Curve 8 a destra, 9 a sinistra
Tempo di pit lane 13”8 a 80 km/h
Altezza cordoli bassa
Profilo asfalto ondulato
Asfalto nasso grip
Velocità max 338 km/h
Velocità min 65 km/h
Rettilineo 12”1 (970 m in pieno)
Effetto peso 0”15 ogni 10 Kg al giro
Effetto potenza -0”11 sec ogni 10 cv al giro
Gomme Supersoft, Soft e Medium
Aerodinamica alto carico
Grip laterale
Carburante 100 kg
Motore media severità
Cambio media severità
Cambiate 3.479 a gara
Frenata bassa severità
Tempo di frenata 12”9
Picco di frenata 2.406 kw

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