Mercedes W13: è sbagliato il concetto aerodinamico?

E' la domanda che in molti, Mercedes compresa, si stanno facendo: il concetto aerodinamico della Mercedes W13 è sbagliato? Dopo la tre giorni di test in Bahrain gli aggiornamenti sono stati ripianificati. In Spagna arriverà un importante pacchetto, da cui dipenderà il futuro della vettura del team campione del mondo.

Autore: Piergiuseppe Donadoni

Co autore: Paolo D’Alessandro

Il weekend italiano sembrava potesse rappresentare un’occasione per Mercedes, grazie ad un tracciato teoricamente più affine alle caratteristiche della W13. L’assenza di lunghi rettilinei e curve eccessivamente veloci poteva infatti limitare il porpoising, il principale problema che ancora sta affrontando il team campione del mondo.

Invece, da questa tre giorni in Emilia Romagna, Mercedes ne esce leccandosi le ferite e solamente una grande gara di George Russell ha permesso di non soccombere nel quarto appuntamento stagionale. La tredicesima posizione di Lewis Hamilton è un risultato quasi imbarazzante, tanto che Toto Wolff non si è nascosto fin dai secondi successivi alla bandiera a scacchi: “Mi dispiace per quello che hai dovuto guidare oggi Lewis. La macchina è inguidabile. Non è quello che meritate tu e George”. 

Gli aggiornamenti sulla Mercedes W13 sono stati ripianificati per via del porpoising

Mercedes sta vivendo una vera e propria fase di stallo. Dopo l’importante aggiornamento introdotto nei test del Bahrain, sulla W13 non sono più apparsi aggiornamenti significativi che andassero a correggere almeno parzialmente i difetti. Come se il team guidato da Mike Elliot e James Allison non fosse ancora riuscito a comprendere cosa stia succedendo alla loro W13.

Non è proprio cosi. Le idee sembrerebbero esserci, il tempo certamente corre ma purtroppo, dopo i problemi di saltellamento emersi soprattutto nella ultima tre giorni di test, tutti gli aggiornamenti pianificati per questo inizio di stagione, tra cui un’ala posteriore e una beam wing più efficienti, sono stati azzerati, rivalutati e ripianificati per centrare il nuovo obiettivo; non più quello di estrarre maggior performance dalla Spec di Mercedes W13 iniziale, bensì trovare quel secondo che ancora mancante tra i dati in uscita dagli strumenti di simulazione in fabbrica e la pista. “Crediamo che ci sia del potenziale in questa macchina, ma dobbiamo riuscire ad abbassarla, stiamo lavorando per quello” ormai è il mantra di Toto Wolff e gran parte dei tecnici del team anglo tedesco.

Minore è l’altezza da terra, maggiore è il rapporto di espansione del diffusore, tuttavia cosi è più facile che si generi la separazione del flusso al suo inbocco, con conseguente forte diminuzione del rapporto di espansione, quindi del carico aerodinamico generato. La vettura si solleva, il flusso si riattacca, tornando cosi a generare molto più carico aerodinamico, anche di oltre il 20% del totale generato dal fondo vettura. Si innesca cosi il fenomeno del saltellamento aerodinamico che prosegue finchè non viene smorzato dall’aerodinamica stessa, dalla meccanica o da entrambe contemporaneamente.

Fondo e sidepods della Mercedes W13. Illustrazione Rosario Giuliana

Il concetto aerodinamico estremo della W13 accentua il porpoising 

Il team campione del mondo ha puntato su un concetto aerodinamico molto aggressivo, soprattutto nella versione introdotta in Bahrain; per far funzionare al meglio il fondo vettura è stata miniaturizzata tutta l’aerodinamica superiore e, per contenere in larghezza la dimensione delle pance., sono state rese addirittura verticali le prese di ingresso dell’aria di raffreddamento.

Un concetto che aveva una importante caratteristica: doveva poter funzionare a bassissime altezza da terra. In casa Mercedes hanno osato, lavorando molto sullo scorrimento del flusso d’aria passante all’esterno delle compattissime pance e meno sulla ‘sigillatura’ laterale del tubi Venturi tramite potenti vortici, che la maggior parte delle altre squadre hanno generato anche grazie ad una importante zona di bassa pressione nella parte anteriore delle pance, solo affidata alle parti più esterne del fondo e alla loro flessione.

Confronto fondo e pance Mercedes W13 Spagna e Bahrain Spec – Illustrazione Rosario Giuliana

Non è un caso che la W13 Barcellona Spec soffrisse meno di saltellamento rispetto alla seconda specifica portata in pista, visto che poteva contare su pance più convenzionali e simili a quelle McLaren, seppur quest’ultima abbia lavorato molto sulla parte iniziale proprio per creare una zona di bassa pressione, che andasse a energizzare indirettamente i vortici prodotti dai deviatori/generatori di vortici presenti a inizio fondo.

Mercedes non aveva fatto i conti con il porpoising 

Tuttavia, Mercedes non aveva fatto i conti con il fenomeno del porpoising e con una facilità di innesco notevolmente maggiore utilizzando un concetto aerodinamico che andava a prediligere altezze da terra minime, proprio come fatto sulle proprie vetture della precedente generazione.

Il vero problema è che durante lo studio di questo particolare concetto aerodinamico, agli antipodi rispetto a quanto portato in pista da Ferrari sulla sua F1-75, non era stato preso in considerazione il saltellamento aerodinamico poichè in nessuno degli strumenti di simulazione del team campione del mondo  (anche di altre squadre) era emerso. Al simulatore non abbiamo mai notato il porpoising ha fatto sapere George Russell – “Solamente una volta scesi in pista a Silverstone ce ne siamo accorti e questo ci ha colti di sorpresa”. 

Gli aggiornamenti introdotti a Imola hanno la funzione anche di incrementare il flusso d’aria verso gli ingressi di raffreddamento e verso la parte alta del fondo – Illustrazione Rosario Giuliana

Per generare lo stesso carico aerodinamico degli altri concetti aerodinamici, lo ‘zero sidepods’ necessita di altezze minori, per questo la W13 è molto più sensibile al porpoising di altre vetture e non può attualmente eliminarlo. Per far ciò, gli ingegneri dovrebbero utilizzare assetti ancora più conservativi ossia alzare ulteriormente la macchina o irrigidirla maggiormente, con le difficoltà del caso in termini di utilizzo degli pneumatici, arrivando poi ai risultati ottenuti in Arabia Saudita sulla W13 di Lewis Hamilton.

La maggior sensibilità in termini di altezza da terra è dovuta al un fondo che ha meno possibilità di rimanere sigillato rispetto alle altre vetture. Questo ha creato problemi anche nel trovare una soluzione di compromesso, un qualcosa che invece molte squadre hanno fatto, compresa Ferrari, ossia alzare leggermente la vettura oltre a ‘tagliare’ parte del fondo nella sezione più critica. Con questa soluzione molte squadre hanno perso solo leggermente prestazione a causa del porpoising, Mercedes tuttavia molta di più, con addirittura una influenza praticamente nulla del taglio visti i problemi di sigillatura del fondo, dopo aver testato una soluzione nella prima gara stagionale in Bahrain.

La W13 ha dovuto cosi correre con assetti molto lontani da quelli pensati in fase di progettazione, per questo si è aperto un gap attorno tra i 7 e i 9 decimi di secondo rispetto alle molto più performanti RB18 e F1-75.

Dagli aggiornamenti dei prossimi Gran Premi, dipenderà anche il progetto 2023

Mercedes non ha ancora abbandonato il particolare concetto, tuttavia, come avevamo anticipato, ci sarà un termine ultimo entro cui avere delle risposte e questo sarà il prossimo mese di maggio.

Il team campione del mondo è ancora convinto che una volta risolto il problema del porpoising, quindi ‘abbassata’ la W13, le sue prestazioni potranno essere incrementate in modo importante e piuttosto velocemente. Proprio per questo, nelle ultime settimane si è lavorato ad un importante pacchetto di aggiornamenti che verrà portato in pista nei prossimi Gran Premi, in Spagna soprattutto dove la W13 Spec Bahrain dotata di aggiornamenti potrà essere confrontata con la precedente che ha girato proprio nella prima tre giorni di test al Montmelo. Da verificare se il team campione del mondo riuscirà ad anticipare almeno parte delle novità a Miami.

Una volta analizzati in pista gli aggiornamenti, il team anglo tedesco deciderà se continuare a sviluppare in modo pesante la W13 ‘zero sidepods’ o a lavorare su sviluppi più convenzionali in termini di concetto aerodinamico, utilizzando la W13 solo come muletto per migliorare le perduta correlazione fabbrica-pista. I prossimi appuntamenti son da considerarsi quindi cruciali per il team campione del mondo anche perchè, a brevissimo, molte squadre sposteranno già parte delle risorse del budget cap sulle vetture del prossimo anno.

Imola ha mostrato nuovamente che la W13 ha un problema di resistenza, oltre che di motore

Tuttavia, sembra che in questa stagione anche il motore Mercedes non sia all’altezza della miglior concorrenza. Vedere Lewis Hamilton per quasi 40 giri dietro a Pierre Gasly ed Alexander Albon, non riuscendo a sorpassarli nemmeno nella profonda staccata della Variante del Tamburello è stato qualcosa di incredibile.

Nei giri in cui il DRS non poteva essere aperto, Hamilton era più lento di 4 km/h rispetto ad Albon ma più veloce di Gasly di 6 km/h sul rettilineo principale, tuttavia, dovendo staccare decine di metri prima di loro a causa del massiccio porpoising, non è mai riuscito a tentare veramente il sorpasso. Con DRS aperto, sommato alla doppia scia, Lewis Hamilton poteva contare invece su un vantaggio di circa 30 km/h su Albon ma di soli 5 km/h su Pierre Gasly, vedendo limitate cosi ancora una volta le possibilità di sorpasso.

Una situazione che alla fine lo ha costretto a rimanere nel traffico. In tutti gli allunghi dove non era possibile usare il DRS, nonostante fosse in fondo a questo trenino era sempre il più lento in termini di velocità massima. “Penso che Lewis avesse più passo di Albon e Gasly, ma con una sola zona DRS se non hai velocità di punta, non riesci a passare. Nella Sprint Race lo abbiamo visto, senza DRS nessuno dei nostri due piloti è riuscito a superare”.

Toto Wolff ha lavorato molto per allontanare i dubbi che la Power Unit Mercedes potesse essere un vero problema. Sicuramente non è il principale male della W13, tuttavia, secondo un team rivale, il motore tedesco è attualmente il meno potente del lotto, seppur molto vicino alla PU Renault, restando all’interno di quel 2% utilizzato come BoP motoristico dalla Fia per concedere interventi più massicci in termini di modifiche alle unità propulsive.

Se a questi ‘problemi’ motoristici, ci sommiamo la minor efficienza dovuta all’utilizzo di altezza da terra maggiori, oltreche di ali leggermente più cariche per compensare la minor downforce generata dal fondo, possiamo capire come le Mercedes W13 non potranno mai avere delle ottime velocità di punta finchè non verrà risolto il fenomeno del saltellamento aerodinamico.