Come si allenano i Piloti di F1? ”Prove Libere, Simulazioni al Computer e Cabine Virtuali di Guida”
Sono convinto che una volta finito di leggere questo servizio unico nel suo genere osserverete con occhi totalmente diversi una competizione di Formula 1, io stesso nel redarre questo articolo non ho potuto fare a meno di soffermarmi più volte per mettere ordine a tutto ciò che comporta la gestione di una macchina che sfreccia a 300 km all’ora con accelerazioni mozzafiato.
Una buona lettura a voi, benvenuti nel mondo parallelo di questo sport ai più sconosciuto nei suoi particolari.
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Come si allenano i Piloti di F1?
Inzuppato di champagne e stringendo un trofeo, capita spesso che il vincitore di una gara di F1 non parli di quanto sia stata bella la sua gara, ma piuttosto di quanto siano andate bene le prove.
Per quanto buona sia l’auto o abile il pilota, senza il giusto livello di preparazione, è molto raro che le prove vadano bene.
In F1, le regole limitano la quantità di prove in pista e il tempo trascorso al computer per la modellazione aerodinamica.
Allo stesso tempo, i piloti di F1 sotto contratto sono stati sempre più limitati nel poter guidare al di fuori dei loro obblighi di F1, soprattutto per motivi di sicurezza.
La pratica è stata ridotta dopo il 1986, quando Elio Deangelis è rimasto ucciso a causa della mancanza di commissari e personale medico al Paul Ricard durante i test privati.
Tutte le prove successive devono avere personale e assistenza completa in pista.
Oggi i piloti si affidano molto ai simulatori per “fare pratica”. Di conseguenza, ogni scuderia ha allestito un sistema avanzato di simulazione di gara presso la propria struttura, che viene utilizzato da tutti i suoi piloti.
La frequenza con cui si esercitano sul sistema di simulazione dipende da ogni squadra.
Ci sono anche restrizioni sulla frequenza di utilizzo delle vetture. Un tempo i team svolgevano sessioni di prova private su piste affittate privatamente o di proprietà (Ferrari).
Senza ulteriori indugi, in questo articolo spiegheremo esattamente come e quanto si allenano i piloti di F1. Che ne dite?
Come si allenano i piloti di F1 in pista? Quanto?
Il weekend del Gran Premio prevede quattro ore di prove nel corso ordinario degli eventi.
Ci sono due sessioni di 90 minuti – prove libere uno e prove libere due – il venerdì (giovedì a Monaco), e un’ultima ora – prove libere tre – il sabato.
I tempi sono variabili ma correlati. Di solito, ci sono:
a) L’intervallo di due ore e mezza tra la fine delle FP1 e l’inizio delle FP2.
b) L’intervallo di due ore tra la fine delle FP3 e le qualifiche.
L’inizio delle FP2 è previsto alla stessa ora del giorno in cui iniziano le qualifiche e la gara.
È un problema perenne per la F1 che spesso ci sono periodi delle sessioni di prove in cui la pista è silenziosa, con tutti semplicemente seduti nei loro garage.
Dato che i team di F1 si lamentano costantemente del valore del tempo trascorso in pista, può sembrare strano che, avendone l’opportunità, non massimizzino il tempo trascorso in pista.
Ma ci sono altri fattori in gioco: le squadre sono limitate dalla fornitura di pneumatici, dall’usura dei motori e dalle condizioni ambientali in cui operano.
Problema del motore
I motori richiedono la spiegazione più semplice. Ogni vettura è limitata a tre motori, tre turbocompressori, tre MGU-H, due pacchi batteria, due elettroniche di controllo e due MGU-K.
Maggiore è il chilometraggio accumulato da queste unità, maggiore è la possibilità di guasti e di penalizzazioni in griglia o, nel peggiore dei casi, di non concludere la gara.
Non è una scienza esatta, ma ogni componente ha una durata di vita prevista oltre la quale il rischio di guasto aumenta esponenzialmente.
Sfrecciare in pista e accumulare 300 km in ogni sessione di prove supererebbe il limite di sicurezza di un margine considerevole.
Anche i pneumatici limitano la quantità di prove in pista
Il secondo fattore da considerare sono gli pneumatici. Ogni vettura ha a disposizione 13 set di pneumatici da asciutto per il weekend.
Sono assegnati due set obbligatori per la gara, un set della mescola più morbida che non può essere utilizzato prima della Q3 e una libera scelta degli altri dieci set.
Gradualmente, nel corso della sessione di prove, il numero di set di pneumatici viene ridotto, con i team che devono “restituire” i set alla Pirelli (anche se in pratica li cancellano semplicemente elettronicamente dalla loro assegnazione).
Con delle avvertenze in caso di maltempo e altre calamità, devono restituire un set dopo 40 minuti di FP1 e un altro alla fine delle FP1. Altri due set vengono restituiti dopo le FP2 e gli ultimi due dopo le FP3.
Nulla impedisce a un pilota di utilizzare tutti e 13 i set di pneumatici durante le prove. Tuttavia, la metodologia standard prevede che il pilota utilizzi solo i sei set che deve scartare, mantenendo gli altri sette set in condizioni immacolate per le qualifiche e il Gran Premio.
Le squadre sono quindi limitate a fare i giri che i loro pneumatici di prova possono fare utilmente.
Il fatto che un treno di pneumatici debba essere restituito dopo 40 minuti della prima sessione (questi sono conosciuti colloquialmente come pneumatici FP140) è legato al terzo motivo per cui le squadre non corrono dal semaforo verde alla bandiera a scacchi nelle sessioni di prove.
Prove libere 1 (FP1) – Panoramica
Ogni squadra farà le sue cose durante le sessioni di prove, ma la maggior parte segue uno schema simile.
Le FP1 – quando la pista è meno rappresentativa – sono solitamente dedicate alle prove aerodinamiche, alla sperimentazione di nuovi componenti e al lavoro sul bilanciamento generale della vettura.
Poiché ogni sessione è fondamentale, è ragionevole affermare che la FP1 è la meno critica delle tre: ecco perché i team a volte mettono in panchina un pilota da corsa e fanno provare uno dei giovani.
In seguito al programma di test invernali (sei giorni quest’anno), le squadre non sono autorizzate a effettuare test con le loro vetture attuali, quindi tutti i test che devono effettuare devono essere condotti durante il weekend di gara durante le sessioni di prove.
Durante le FP1, si vedranno auto decorate con griglie di rubinetti a pressione che pendono dalle auto ad angolazioni scomode per testare il flusso d’aria.
Ci sarà anche la vernice “flo-vis”: un olio sottile e luminoso spruzzato sulla carrozzeria e poi fotografato quando l’auto torna al garage per dimostrare la versione rapida e sporca della stessa cosa.
Questo potrebbe essere usato per studiare solo la carrozzeria attuale, ma spesso i team scambiano parti esistenti e sperimentali nelle FP1 e raccolgono dati di confronto.
Questo è un altro motivo per cui le auto possono trascorrere lunghi periodi in garage: mentre un’ala anteriore può essere cambiata in cinque secondi, una modifica più complessa, come il montaggio di un pavimento diverso o di un’ala posteriore, può richiedere mezz’ora.
Gran parte del lavoro sopra descritto riguarda il lungo termine piuttosto che le esigenze immediate di questo particolare fine settimana, ma, oltre ai test aerodinamici, i team utilizzeranno anche le FP1 per “mettere a punto” il loro assetto.
Arriveranno sul circuito con un assetto “di base” derivato dai dati storici e dal lavoro più recente al simulatore, ma questo dovrà sempre essere messo a punto.
Prove libere 2 (FP2) – Panoramica
Mentre le FP1 sono dedicate principalmente allo sviluppo, le FP2 si concentrano maggiormente sulla preparazione alla gara.
L’intervallo tra le due sessioni del venerdì viene eufemisticamente chiamato “pausa pranzo”, ma nel migliore dei casi c’è il tempo di mangiare un panino.
È un periodo impegnativo, con una sessione di debriefing per gli ingegneri, mentre i meccanici sono impegnati in ispezioni e modifiche di assetto su larga scala.
Una volta avviate le FP2, i team vogliono ottimizzare la vettura per le qualifiche e la gara.
Il valore delle FP2 alla stessa ora del giorno della gara e delle qualifiche è che probabilmente si svolgeranno in condizioni ambientali simili.
Il comportamento degli pneumatici cambia in base alla temperatura della pista e quindi le migliori possibilità di replicare le condizioni della gara e delle qualifiche si hanno, a parità di condizioni, durante le FP2.
Lo schema tipico delle FP2 prevede che un team si eserciti con le due mescole che intende utilizzare in gara.
Inizieranno la sessione con uno o due brevi giri sulla mescola più dura, prima di passare alla mescola più morbida per un breve giro di simulazione delle qualifiche.
La seconda metà della sessione è dedicata in gran parte al funzionamento “ad alto contenuto di carburante”. Dopo aver fatto funzionare la vettura con un carico di carburante leggero, ora la riempiranno e vedranno come si comporta con 100 kg in più.
La corsa ad alto consumo simula ciò che le auto sperimenteranno nella prima metà della gara. All’inizio della corsa, i tempi potrebbero essere fino a sei secondi più lenti rispetto a una simulazione di qualifica, per poi diminuire man mano che il carburante viene consumato.
Prove libere 3 (FP3) – Panoramica
Tra le FP2 e le FP3 c’è una grande attività. Una grande quantità di dati viene vagliata durante la notte, sia in pista che alla base, mentre nel garage le auto vengono smontate, ricostruite e viene installato il cambio da gara.
Un cambio deve durare sei eventi, ma non deve essere usato nelle sessioni di prova, quindi per evitare l’usura del cambio da gara, si tende a usarne uno di riserva il venerdì.
L’altra cosa che gli equipaggi fanno è rimuovere tutti i kit specifici per i test. Durante il primo giorno la vettura sarà dotata di sensori e telecamere supplementari, che dovranno essere rimossi.
Anche il cablaggio sarà sostituito. Potrebbero esserci 5 kg di cavi e connettori in più sulla vettura per ospitare tutti i sensori extra, che sono in eccesso quando la vettura scende al peso di gara.
Le FP3 vengono generalmente utilizzate per confermare le decisioni prese in base alle prove del venerdì. Pertanto, il team avrà già una buona idea di come far funzionare la vettura nel fine settimana e utilizzerà questa sessione per assicurarsi di aver preso le decisioni giuste.
La sessione comprenderà probabilmente alcuni brevi giri per convalidare l’assetto su una gomma da gara preferita, seguiti da un’altra simulazione di qualifica per concludere la sessione.
Una volta terminata, le auto tornano nel garage per le ispezioni, i piloti e gli ingegneri scompaiono per un’altra sessione di debriefing e la prossima volta che il veicolo uscirà dal garage, tenterà di qualificarsi per il Gran Premio.
Esercitarsi con gli strumenti di simulazione
Le vetture di Formula 1 sono le automobili più complesse al mondo, ma i loro test in pista e nella galleria del vento sono estremamente limitati.
Ci sono solo sei giorni di test invernali prima dell’inizio della stagione e solo quattro ore di prove per ogni weekend di gara.
Ecco perché i team di Formula 1 si affidano più che mai alla raccolta di dati nel mondo virtuale, in gran parte attraverso le simulazioni.
Quest’area è ancora più cruciale a partire dalla stagione 2020, dato che il calendario delle gare prevede molti nuovi tracciati.
I team di Formula 1 utilizzano diverse aree di simulazione per allenarsi in vista di un Gran Premio, ma le due più importanti sono il simulatore “driver-in-loop” e le simulazioni al computer.
Il simulatore “Driver-in-Loop” (DiL)
Questa pista di prova virtuale ricrea l’auto e i circuiti in modo incredibilmente dettagliato per sviluppare ulteriormente l’auto, trovare il giusto assetto e aiutare i piloti a orientarsi in un percorso in un ambiente virtuale.
In questo contesto, Mercedes, ad esempio, utilizza un sistema di simulazione personalizzato in fabbrica.
Il DiL è paragonabile a un simulatore di volo professionale utilizzato per addestrare i piloti. La grande differenza è che la “cabina di pilotaggio” assomiglia a un’auto di Formula 1.
In una tipica sessione del DiL, i piloti e i simulatori coprono facilmente più di un’intera distanza di gara.
Migliaia di simulazioni al computer vengono completate simultaneamente, poiché i giri simulati al computer possono essere eseguiti al 100% virtualmente.
Ciò consente di accelerare i giri e di eseguirli in parallelo con altre simulazioni per supportare la dinamica del veicolo e le classi strategiche.
Questi strumenti virtuali sono fondamentali per un team, soprattutto se non ha mai guidato su un circuito.
Quanto è accurato il simulatore “Driver-in-Loop”?
I modelli di pista utilizzati sono incredibilmente dettagliati. Vengono creati grazie a scansioni lidar, che utilizzano immagini laser per creare una mappa 3D dell’intero tracciato e delle sue caratteristiche, dalla superficie della pista ai cordoli e all’ambiente circostante.
I team collaborano anche con aziende di videogiochi per riprodurre l’ambiente della pista nel modo più realistico possibile, dato che le indicazioni visive sono importanti per i piloti per identificare i punti di frenata e di svolta.
Il mercato per questi prototipi di pista estremamente complessi è molto ristretto, quindi le simulazioni di diversi team si basano sugli stessi dati e informazioni sulla pista.
Il simulatore è costruito in modo da essere il più realistico possibile, utilizzando lo stesso telaio, gli stessi pedali, lo stesso volante e lo stesso abitacolo dell’auto reale.
Spesso i piloti si siedono nel simulatore con l’attrezzatura da corsa completa, per un’esperienza completamente coinvolgente.
Molto tempo viene dedicato al confronto tra il modello di auto virtuale e l’auto reale, in modo che si comporti nel simulatore esattamente come sulla pista reale.
In questo modo, i partecipanti possono riprodurre nel simulatore le stesse impostazioni e modifiche di assetto che farebbero sulla pista reale e vedere come cambiano il bilanciamento o le prestazioni.
Simulazioni al computer: a cosa servono?
Oltre al programma DiL, esiste un’altra pista di prova virtuale, che però esiste interamente nel software del computer.
Dal DiL viene generato un file con la linea ideale, che viene poi utilizzato per centinaia di migliaia di giri virtuali prima di ogni evento e produce terabyte di dati.
Gli ingegneri possono accelerare queste simulazioni software ed eseguirle in parallelo, consentendo di raccogliere rapidamente enormi quantità di informazioni.
Osservando la dinamica della vettura, gli ingegneri si sono concentrati sui dettagli in termini di informazioni su particolari parti e su come il veicolo reagisce a minime modifiche dell’assetto.
Le simulazioni prevedono un numero enorme di opzioni di configurazione e i dati ottenuti (spesso sotto forma di grafici) possono essere confrontati non solo con gli altri esperimenti al computer, ma anche con i dati DiL o con le informazioni provenienti dall’auto reale ed essere sovrapposti.
Una volta analizzati i dati, il team decide quale direzione dare all’assetto per le prove del venerdì. Questo viene utilizzato come base per l’ulteriore sviluppo della vettura in pista.
Fonte: professionalshq.com
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