Layout della Power Unit McLaren-Honda

Salve a tutti, dopo un lungo periodo di assenza dovuto a motivi scolastici torno a parlare di Formula 1, in particolare riguardo le sorti della problematica McLaren-Honda. Per la prima volta durante questa stagione, infatti, abbiamo una pausa di tre settimane prima del prossimo Gran Premio, che si terrà in quel di Barcellona. Ecco perchè a Woking, in collaborazione col reparto motori Honda a Sakura, hanno bisogno di massimizzare il tempo a disposizione per far progredire la Power Unit RA615H sia dal punto di vista della prestazione, finora carente, che da quello dell'affidabilità. A tal proposito sono trapelate nuove foto riguardanti il packaging del propulsore giapponese visto in Bahrain. Come ci mostra il profilo twitter @RacecarEngineer, vengono confermate le voci che volevano una disposizione dei componenti molto rastremata. Questo però si traduce in una maggiore richiesta termica a livello di sfoghi, come si può osservare nell'immagine sottostante...

La griglia di raffreddamento portata dalla McLaren in Bahrain

Ma andiamo ad analizzare, per quanto ci è dato sapere, come la Honda ha pensato di architettare la sua Power Unit... ci serviremo delle immagini citate in precedenza:

Immagine: profilo twitter di @autosport

Sembra che a Sakura abbiano optato per una divisione del gruppo turbocompressore, al pari di quanto fatto in Mercedes, con il compressore nella parte anteriore (annegato nella V del motore endotermico, Internal Combustion Engine) e la turbina situata in coda.

Ma fermiamoci un attimo ad analizzare il compressore: se è vero che tutte le scuderie utilizzano un compressore radiale, rumors di fonti autorevoli rivelano che la Honda avrebbe scelto un componente di tipo assiale. Una scelta di questo tipo, in teoria, dovrebbe essere controproducente, in quanto il layout assiale riesce a comprimere una quantità d'aria maggiore di quello radiale, fornendo però una quantità minore di energia meccanica al motore endotermico. Questo significa che per ottenere la stessa pressione di sovralimentazione di un compressore radiale utilizzando la tecnologia assiale, si dovrebbe ricorrere ad un compressore "multistadio", vale a dire dotato di una serie di rotori anzichè uno solo. Anche qui, avremmo molti problemi accessori quali l'affidabilità ed il peso. Di contro, l'effetto del turbo-lag sarebbe ridotto in virtù di componenti più piccole del corrispettivo radiale (pensiamo alle palette della girante).

Tutte queste congetture riguardanti un layout assiale multistadio vengono spazzate via in quanto il regolamento tecnico della FIA vieta compressori multistadio. Ecco allora che si fa avanti l'ipotesi di una configurazione ibrida, a metà cioè fra quella assiale e quella radiale: in questo caso, tramite forma e grandezza ridotta della girante, si avrebbe una sovralimentazione decente di una cospicua quantità d'aria. Ci tengo a precisare che questa è una mera ipotesi dato che elementi di questo tipo, anche in ambito aeronautico, sono solamente allo stato embrionale (prototipi).

Per quanto riguarda gli scarichi, anche qui abbiamo una scelta controcorrente rispetto ai layout di Ferrari, Mercedes e Renault del 2015.

Gli scarichi della McLaren Honda MP4-30

Come si vede nella foto sopra, gli scarichi vengono inglobati in un condotto di dimensioni maggiori subito dopo i collettori (nel cerchio in rosso): ciò avviene, naturalmente, su entrambe le bancate. Una soluzione di questo tipo, da un lato diminuisce leggermente la potenza totale del propulsore, ma ha in sè due benefici non da poco:

• i gas di scarico percorrono meno "strada", rimanendo energizzati (con una cospicua pressione) fino al loro arrivo all' MGU-H, che a sua volta potrà lavorare meglio;
• il fatto che i gas di scarico giungano alla turbina attraverso un unico condotto fa sì che il loro flusso sia uniforme, quindi più docile e maggiormente controllabile;

Proprio quest'ultima caratteristica ci permette di affermare che la McLaren Honda utilizza un sistema di sovralimentazione "a pressione costante" anzichè "ad impulsi". Senza dilungarmi ulteriormente, mi limiterò a dire che nella seconda soluzione i collettori di scarico non vengono inglobati: per questo, poichè i cilindri non lavorano contemporaneamente, il flusso dei gas verso la turbina è maggiore ma più imprevedibile, in modo tale da non consentire una sovralimentazione omogenea (costante, appunto).

In quest'altra foto, invece, osserviamo il pacco batterie che è rifornito dal lavoro congiunto di MGU-K ed MGU-H (il cui complesso viene chiamato ERS). Ho deciso di inserire questa foto per farvi rendere conto di come sia estremo il cooling delle attuali monoposto: pensate che questo componente, completamente immerso nel retro dell'abitacolo o in una delle due fiancate (in questo caso davanti all'endotermico), ha bisogno di non superare i 70°C di temperatura per immagazzinare correttamente energia.

L' MGU-K, di cui parlavamo in precedenza, è situato nella fiancata sinistra (nel cerchio rosso). Anch'esso è stato causa di molti problemi, ma al momento sembra che essi siano stati per la maggior parte risolti.

Diamo un'ulteriore occhiata all'immagine precedente: nella fiancata destra saltano all'occhio i due condotti molto larghi nella parte iniziale della Power Unit: quello dorato porta molto probabilmente dal compressore all'intercooler, mentre quello in fibra di carbonio porta alla parte superiore (non so dove con precisione) dell'Internal Combustion Engine.

Foto: @antoniogranato, F1sport.it

In questa chiarissima immagine di @antoniogranato si chiarisce come l'intercooler si trovi nella fiancata destra, mentre per quanto riguarda gli altri elementi di raffreddamento possiamo dire che lo scambiatore di calore (di tipo aria-aria) sia nella parte superiore del motore, a diretto contatto con l'airscope (vedi foto in basso).

Scambiatore di calore nel cerchio in rosso

A mio avviso questo layout da un lato penalizza l'efficienza termica, ma permette di avere delle fiancate rastremate e, in ultima analisi, una maggiore deportanza rispetto alla concorrenza. Quindi anche in McLaren, come in Ferrari lo scorso anno, si è privilegiato l'aspetto aerodinamico rispetto a quello motoristico.

Seguono aggiornamenti non appena avremo ulteriori immagini della Power Unit Honda a nudo. A presto!