F1 Data Analysis - Mercedes e Ferrari a confronto, stima potenza e drag

Fin dalla prima gara si è notata un’inversione di forza fra il motore Ferrari ed il Mercedes: il ritmo maggiore tenuto dalla F1-75 rispetto alla W13 è infatti dovuto anche ad una maggior potenza del propulsore, come evidente dalla miglior accelerazione nella prima metà del rettilineo rispetto alla seconda. Ma a quanto ammonta tale differenza di potenza? E quale delle due auto ha la minor resistenza aerodinamica?

Per far questo ho preso la velocità di entrambe le auto, e le ho usate per calcolare l’accelerazione (facendone la derivata temporale). Tale valore è chiaramente influenzato dalla pendenza del tracciato in tal punto, per cui ho calcolato tale pendenza dai dati di altitudine e distanza percorsa del GPS e l’ho usata per correggere l’accelerazione ricavata in precedenza.

A questo punto, ho osservato l’accelerazione per ciascun valore della velocità: ogni osservazione è un punto sul grafico. Come mi aspettavo, maggiore è la velocità e minore l’accelerazione dell’auto: questo perché avendo il motore una potenza circa costante la forza con cui spinge l’auto in avanti diminuisce al crescere della velocità: P=F*v, dunque F=P/v. Inoltre, al crescere della velocità cresce la forza di resistenza aerodinamica, con la velocità al quadrato. L’equazione che lega accelerazione e velocità è riportata in alto.

Gli ingegneri dei team conoscono la potenza P del motore e il coefficiente di resistenza aerodinamica D dell’auto, e possono usare la formula in alto per calcolare l’accelerazione a per una data velocità v. Ciò che ho fatto è stato ragionare in modo opposto: conosco già accelerazione e velocità (tramite la telemetria), mentre non conosco potenza e drag. Dunque, posso trovare la curva che meglio descrive i dati, tramite regressione, ricavando i valori di potenza e drag.

Vediamo dunque che la curva della Ferrari è sempre sopra a quella della Mercedes: ciò significa che la Ferrari accelera meglio ad ogni velocità! Alle medie velocità è favorita dalla maggior potenza, e alle alte dalla minor resistenza aerodinamica in aggiunta alla potenza superiore. Dai valori ottenuti posso dire che il motore Ferrari ha circa il 2% in più di potenza rispetto al Mercedes, ovvero circa 20CV, che danno un vantaggio di circa 0.4s/giro. La resistenza aerodinamica della Ferrari è inoltre minore dell’1.6% rispetto a quella della Mercedes. Dunque la W13 ha sia un problema di potenza che di drag elevato, confermando ciò che si sentiva discutere! Adesso abbiamo probabilmente numeri più accurati

Per la regressione ho considerato i tratti a DRS aperto, gas al 100%, freno disattivato. Il circuito è quello del Bahrain, in quanto i rettilinei sono numerosi e coprono un range di velocità molto ampio

Spero che l’analisi vi sia piaciuta! Mi trovate su Twitter (https://twitter.com/F1DataAnalysis) ed anche Instagram (https://www.instagram.com/f1dataanalysis/) per ulteriori analisi! Cercherò di rispondere a tutti i vostri commenti e domande.