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Telemetria in Formula 1: cos’è e come funziona

Introdotta in Formula 1 verso la fine degli anni ’80 la telemetria nel tempo ha subito grandi sviluppi

La telemetria è ampiamente utilizzata in Formula da oltre trent'anni, ma quali sono le sue caratteristiche principali?

Ad inizio degli anni 2000 si arrivò addirittura ad avere la telemetria bi-direzionale col benestare della Fia: gli ingegneri potevano intervenire direttamente dai box sui settaggi della vettura, bypassando di fatto i piloti che precedentemente dovevano regolare i vari parametri con l’ausilio dei diversi manettini presenti sul volante. Proibita quest’ultima nel 2003, ad oggi, tra tutte le discipline del motorsport, la telemetria trova la sua massima espressione proprio in F1. Questo perché la sua complessità è direttamente proporzionale a quella dell’auto.

Ogni giro di pista una monoposto di Formula 1 genera 35 megabyte di dati da analizzare, il che significa per un team raccogliere circa 30 gigabyte di informazioni per un intero weekend di gara con entrambe le vetture. Grazie ad una serie di sensori alloggiati nella monoposto centinaia di parametri fisici sono misurati a distanza ed in tempo reale, i dati sono raccolti da un registratore e poi inviati ai team tramite segnale radio, usando l’antenna posizionata nella parte frontale della vettura sul muso, oppure quelle dislocate lungo il circuito.

La telemetria può essere raccolta in due modi: via cavo, quando la monoposto è ferma ai box ed è collegata ai diversi pc tramite server, oppure via RF, la quale viene trasmessa ai box mentre la vettura è in pista. Inaspettatamente, l’auto può anche salvare tutti questi dati. Infatti, se la trasmissione RF viene interrotta, ad esempio a Monaco nel tunnel, il sistema continuerà ad inviare i dati, fino a quando non saranno giunti a destinazione. Dovesse fallire nuovamente l’invio, grazie ad un registratore presente sulla vettura sarà possibile recuperare le informazioni una volta tornati ai box. Qui, grazie ad un network Ethernet ed al software ATLAS (“Advanced telemetry linked acquisition system“), sviluppato dalla McLaren Applied Technologies, tutti i dati sono inviati ai pc degli ingegneri presenti ai box e a quelli in fabbrica.
L’interfaccia ATLAS è simile ad un foglio di lavoro Excel con più pagine contenenti tabelle e grafici con tutti i parametri. Tutti i team usano tale interfaccia da quando la Fia ha imposto l’utilizzo della centralina unica, fornita dalla stessa McLaren.

Alcuni parametri, come la coppia nella frizione o nella trasmissione, hanno una frequenza di campionamento di 200 Hz, ovvero i dati vengono acquisiti duecento volte al secondo, una volta ogni cinque millesimi di secondo per l’esattezza. Se necessario, ad esempio nel caso in cui si riscontri qualche vibrazione imprevista, è possibile posizionare ulteriori sensori per eseguire una analisi delle vibrazioni in diversi punti della monoposto, ottenendo una frequenza di campionamento a 10 kHz, diecimila volte al secondo.

Alcuni dei parametri chiave tenuti sotto controllo

velocità della monoposto : ogni ruota incorpora un proprio sensore che ne misura la velocità, la quale può variare a seconda del tipo di curva, del bloccaggio o dello scivolamento di un pneumatico;
sottosterzo, misurato in gradi;
marcia inserita : viene visualizzato il numero di marcia da uno ad otto;
numero di giri motore : restituisce il regime di rotazione del V6 endotermico;
freno anteriore : indica la pressione dei freni sul ponte anteriore espressa in bar;
freno posteriore : visualizza la pressione dei freni sul ponte posteriore sempre in bar;
bilanciamento dei freni, espresso in percentuale;
angolo di sterzo, espresso in gradi;
pedale dell’acceleratore : è una misura di accelerazione in percentuale rispetto alla pressione applicata dal pilota sul pedale dell’acceleratore (0% significa che non lo sta premendo, 100% quando è a tavoletta);
pressione pneumatici : quattro sensori forniscono la pressione dei quattro pneumatici in psi;
foratura : mostra la presenza di un eventuale foratura in codice binario (0 significa “no”, 1 “sì”);
numero giri : indica il numero del giro attualmente percorso;
ala posteriore : rileva lo stato del DRS in codice binario (0 = “no”, 1 = “sì”);
ala posteriore pulsante pilota : mostra l’attivazione del DRS da parte del pilota in codice binario (0 = “no”, 1 = “sì”);
mappatura : indica la mappatura del motore selezionata dal pilota sul volante;
coppia : il settaggio della coppia scelto sempre dal pilota sul volante;
delta ultimo giro : restituisce il delta, ovvero la differenza di tempo, rispetto al giro precedente;
carico benzina : fornisce il quantitativo di benzina rimanente a bordo in kg.

Questa lista, tuttavia, non è perfettamente esaustiva, in quanto i sensori sulla monoposto forniscono agli ingegneri molti altri dati utili, come le forze centrifughe, la deportanza, la pressione del sistema idraulico e dell’olio, le temperature del motore, della trasmissione, del raffreddamento, degli scarichi, ed altro ancora.
I sensori posizionati sulla monoposto servono, quindi, per monitorarne tutti i parametri, verificare l’assenza di problemi e consentire agli ingegneri di prendere decisioni immediate in base ai dati raccolti. Ad esempio, se viene rilevato un aumento delle temperature del motore poiché il pilota è molto vicino ad un rivale, dal muretto possono allarmarlo chiedendogli di uscire dalla scia calda dei suoi scarichi fino a quando le temperature non scendono al di sotto dei valori sensibili.

Bisogna precisare che la verifica dell’affidabilità non è l’unico scopo della telemetria. E’ utilizzata anche per analizzare il livello delle prestazioni della proprio monoposto, sia nell’immediato che per i futuri aggiornamenti tecnici. Inoltre, grazie ad essa è possibile paragonare lo stile di guida e la performance dei propri piloti studiando la loro traiettoria in curva, l’utilizzo del pedale del freno e dell’acceleratore o la marcia utilizzata. Pertanto, se uno dei due è risultato più veloce in un determinato settore della pista, è possibile indicare all’altro su cosa lavorare per migliorare il proprio passo. Un grande aiuto per i team, ma uno strumento a doppio taglio per i piloti, considerando che il proprio compagno di squadra è sempre il primo rivale.
Uno strumento utilissimo in parte depotenziato dalla decisione della Fia di imporre una giro di vite sulle comunicazioni radio tra box e piloti in gara. Così facendo gli ingegneri possono vedere l’insorgere di un eventuale problema, conoscerne l’eventuale rimedio, ma non possono comunicare al proprio pilota le operazioni da compiere sul volante per sistemare il tutto.

La realtà è molto più complessa della narrazione

Infatti, non basta raccogliere dati su dati, bisogna anche saperli “leggere” e considerando la quantità di informazioni raccolte, distinguere quelli utili da quelli trascurabili.
Per questo ad ogni weekend di gara non meno di cento ingegneri, presenti sul circuito o in fabbrica, passano al dettaglio tutti i dati di telemetria, continuando ad analizzarli anche nella settimana successiva. Per ogni monoposto quattro ingegneri ai box studiano la telemetria, suddividendosi il lavoro in quattro diversi campi : motore, trasmissione, elettronica, dinamica del veicolo. Essi poi segnaleranno qualsiasi anomalia all’ingegnere di pista del pilota della monoposto in questione.
Velocità e capacità di analisi le doti fondamentali in questo lavoro.
Senza dimenticare che il ruolo del pilota non è solo quello di obbedire passivamente alle indicazioni dei propri tecnici. Anche a loro viene fornito un pc e la capacità di utilizzo del sfotware, così che tra le varie sessioni di prova possano loro stessi studiare i dati. In questo modo si riduce in parte il carico di lavoro degli ingegneri e i piloti non sono costretti ad inseguirli perennemente alla ricerca di risposte ai loro dubbi.

Un lavoro molto complesso, reso ancora più difficile dal fatto che le condizioni in pista (temperature, vento, grip) sono mutevoli e che l’utilizzatore finale non è una macchina, bensì un essere umano, il quale può sì compensare ai problemi della monoposto, ma può anche compiere errori, rendendo ogni giro di pista diverso dall’altro. Ad esempio, il pilota potrebbe lamentarsi di avere del sottosterzo in una determinata curva, ma questo potrebbe non apparire dalla telemetria perché potrebbe aver adeguato il suo stile di guida alla difficoltà. Tutto ciò rende il feedback da parte del pilota preziosissimo. Inoltre, non tutti i parametri sono misurabili oggettivamente. I sensori possono indicare il sottosterzo ed il sovrasterzo, ma non diranno mai se tali numeri sono accettabili per la maneggevolezza della vettura. Questo spetta al pilota, rendendo il suo contributo importantissimo.
Per quanto si sviluppi la ricerca e lo studio nel campo dei sensori e dell’analisi dei dati, le sensazioni del pilota non potranno mai essere sostituite. Per il momento, quindi, in Formula 1 macchina e pilota continuano a viaggiare a braccetto.

Sorgente
f1i.com

Luca Stopelli

Ho 24 anni e sono uno studente di ingegneria meccanica. Appassionato di auto e motori seguo la F1 e il motorsport in tutte le sue declinazioni fin da quando ero piccolo.

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