F1 Data Analysis - Stima Potenza e Drag - Ferrari vs RedBull vs Mercedes
Alcuni di voi si ricorderanno la stima del vantaggio di Ferrari su Mercedes in termini di Drag e Potenza che avevo fatto la settimana scorsa. L’analisi aveva avuto un ottimo successo, e in molti mi hanno chiesto di aggiungere la Red Bull al confronto...

Alcuni di voi si ricorderanno la stima del vantaggio di Ferrari su Mercedes in termini di Drag e Potenza che avevo fatto la settimana scorsa. L’analisi aveva avuto un ottimo successo, e in molti mi hanno chiesto di aggiungere la Red Bull al confronto, in maniera da avere il quadro completo delle forze in gioco.

Sappiamo che la RedBull ha un’ottima velocità massima, ma questa è dovuta alla potenza del propulsore, al basso drag dell’auto o entrambi?

Come la scorsa volta ho preso la velocità di ciascuna auto, e l’ho usata per calcolare l’accelerazione (facendone la derivata temporale). Tale valore è influenzato, seppur in modo limitato, dalla pendenza del tracciato in tal punto, che ho calcolato dai dati di altitudine e distanza percorsa del GPS e usato per correggere l’accelerazione ricavata in precedenza.


Ho dunque osservato l’accelerazione per ciascun valore della velocità: ogni osservazione è un punto sul grafico. 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 (O meglio, ricavando i valori dei rapporti P/m e D/m dai quali, assumendo un valore per la massa, si possono ricavare P e D).

Analisi drag e potenza Ferrari Red Bull Mercedes

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. Ha inoltre una potenza di circa l’1% superiore al motore HONDA, che si piazza a metà (circa 10cv di svantaggio da Ferrari, cioè circa 0.2s/giro).

La resistenza aerodinamica della Ferrari è inoltre minore dell’2% rispetto a quella della Mercedes. Dunque la W13 ha sia un problema di potenza che di drag elevato, confermando ciò che si sentiva discutere! Il dato sorprendente, tuttavia, è la resistenza aerodinamica estremamente bassa della RB: il drag della RB è infatti di circa il 9% inferiore a quello della Ferrari, e dell’11% inferiore alla Mercedes! Ciò è dovuto sia al design dell’auto (che predilige la scorrevolezza), sia al setup usato in Bahrain (ala posteriore più scarica di Ferrari). La bassa resistenza all’avanzamento è l’arma migliore di RB, a cui Ferrari cerca di rispondere con motore, motricità e deportanza.

Questi dati hanno senso? Sembra di sì: Rb ha -9% di drag rispetto a Ferrari, che ha 1% di potenza in più: il rapporto P/D di RB è dunque maggiore dell’8% di quello Ferrari. Poiché la velocità massima cresce con la radice cubica della potenza, questo dovrebbe tradursi in un vantaggio del 2.6% di velocità massima. La velocità massima di RB è stata di 322, quella di Ferrari di 316: una differenza dell’1.9%, molto vicina al valore previsto dalla regressione.

Spero che l’analisi vi sia piaciuta, sarò felice di rispondere ai vostri commenti! Mi trovate su Twitter ed Instagram per ulteriori analisi! Se apprezzi questi post supporta la pagina (e richiedi analisi personalizzate!) qui: https://www.buymeacoffee.com/F1DataAnalysis.

Note sui metodi e sulle fonti di errore: per la regressione ho considerato i tratti a DRS aperto, gas al 100%, freno disattivato, giri motore>10000rpm. Inoltre, ho considerato solo i valori di accelerazione maggiori di -0.5m/s^2 (per evitare il fenomeno del clipping, cioè il calo di potenza elettrica a fine rettilineo). Il circuito è quello del Bahrain, in quanto i rettilinei sono numerosi e coprono un range di velocità molto ampio. P e D sono considerati entrambi costanti: ovviamente la potenza del motore varia durante il rettilineo a causa della strategia di erogazione del motore elettrico (errore limitato però dal fatto che in qualifica si spreme al massimo la batteria, dunque si sfruttano per la maggior parte del tempo i 120kw del motore elettrico) e al variare del numero di giri (ma in modo trascurabile, in quanto il flusso di carburante è costante oltre 10500 giri per cui durante la marcia la potenza è circa costante. Di conseguenza, anche i rapporti del cambio non hanno quasi influenza. Ciò che ottengo è dunque un confronto fra le potenze MEDIE delle varie auto durante i rettilinei, che è il singolo valore di potenza che meglio descrive la prestazione dell’auto). In futuro raffinerò ulteriormente l’analisi, ad esempio escludendo i punti che superano un certo valore di accelerazione laterale (che causerebbe un aumento della resistenza all’avanzamento).



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f1 data analysis | drag mercedes | drag ferrari | potenza ferrari |


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