Trovare la potenza motore dal suo suono

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  1. <Gilles>
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    Claudio, giusta osservazione, ma il punto è questo:
    la forza che spinge una F1 può derivare solo da due motori: quello a combustione e quello elettrico del MGU-K.
    Il MGU-K per regolamento può fornire al massimo 163 CV (120 kW).

    Il MGU-K può fornire in qualsiasi momento tra 0 e 163 CV.
    Ma questo succede anche al termico, può fornire in qualsiasi momento tra 0 e 850 CV circa.

    Quando un corpo si muove ad una velocità, sia questo un proiettile, un ghepardo, o una F1, significa che quel corpo è spinto da una forza che bilancia esattamente quelle resistive.
    Conoscendo le forze resistive si conosce per definizione la forza propulsiva.
    E questo è l'obiettivo dell'indagine che ho schematizzato sopra.

    Quindi, per il picco di potenza, come hai scritto, nessun problema, solo un pò di pazienza per progressivamente sistemare tutte le variabili ed ottenere un dato certo.
    Per conoscere invece la composizione della potenza osservata tra i due motori, viene usato estensivamente il grafico velocità su tempo.

    Faccio un esempio stupido, poniamo che le forze di resistenza al punto di velocità massima ci dicano che la forza con la quale la macchina è spinta è data dai valori
    Forza sviluppata = x + 163
    dove x è la potenza del motore a combustione (ICE) e 163 è l'elettrico (MGU-K) che ipotizziamo sia sfruttato al massimo.
    Nota: sto inventando i numeri per facilità di discussione, e non sto neanche a fare rigorose distinzioni tra forza e potenza, che non ci interessano.
    Poniamo x = 800 CV, il numero che soddisfa l'equazione di sopra, in base alle nostre osservazioni.
    All'uscita di curva successiva alla rilevazione di velocità massima, la macchina accelera.
    L'accelerazione che osserviamo è però superiore a quella che potrebbe dare una macchina di quella massa con 800 + 163 CV complessivi.
    Perchè la nostra osservazione sull'accelerazione sia corretta, in base ai parametri di tutte le caratteristiche della macchina che stiamo ancora calibrando, calcoliamo che per accelerare così servano 1013 CV.
    Ipotizziamo che nell'accelerazione siano stati usati tutti i 163 CV del MGU-K e quindi correggiamo il dato sulla velocità massima; dato che 800 + 163 CV bastavano a raggiungere quella velocità, significa che la composizione di potenza tra i due motori deve essere 850 + 113, quindi probabilmente il MGU-K non ha sufficiente energia per essere sfruttato a pieno nel punto di velocità massima.

    Proseguendo, nella curva immediatamente successiva facciamo un'osservazione aerodinamica.
    Con i parametri aerodinamici che avevamo fino a questo punto, avevamo calcolato che la macchina potesse percorrere la curva a 200 km/h, invece rileviamo 210 km/h.
    Ciò è possibile solo se la vettura produce più carico aerodinamico di quanto pensavamo e questo, collegato all'efficienza aerodinamica, significa anche che la macchina ha un certo valore di resistenza aerodinamica superiore a quanto creduto finora.
    Ciò significa che nel punto di velocità massima, devono servire 20 CV in più di quanto trovato prima.
    Dato che il valore di potenza dell'ICE soddisfa i vincoli trovati per l'accelerazione all'uscita di curva, significa che la composizione della potenza dei motori nel punto di velocità massima deve essere aggiustata a 850 + 133.

    Estendendo per un attimo i possibili esempi ma fermandomi subito, si può ricordare che l'ICE genera una coppia che dipende dal suo regime di rotazione, mentre il MGU-K ha invece una coppia pressochè costante.
    Osservando le accelerazioni a diverse velocità, diventa evidente anche l'andamento della coppia dell'ICE, perchè il grafico della velocità su tempo mostrerà ad alcune velocità, delle accelerazioni troppo pronunciate perchè possa esserci stato solo il contributo di un ICE in quel momento sottocoppia, e ciò lo denunceranno proprio quegli andamenti delle accelerazioni dove l'ICE potrà dare un maggior contributo.

    In definitiva, la divisione osservabile tra il contributo ICE ed il MGU-K non avviene solo nei momenti in cui c'è la massima prestazione, ma anche durante le accelerazioni e sull'influenza aerodinamica alle diverse velocità.

    Questi aggiustamenti li esegue il software di cui si parlava all'inizio.
    Le combinazioni fuori logica, così come è stata osservata, vengono scartate, restringendo sempre più il campo delle soluzioni accettabili.
    Tanto per capire, poniamo di contestare i valori di potenza dell'esempio sopra.
    Poniamo che si creda che la velocità massima sia raggiunta solo con l'ICE, 983 CV, perchè si ritiene che la squadra avversaria sia riuscita a costruire, sorprendentemente, un motore molto potente e superiore alle nostre conoscenze tecniche.
    Nella accelerazione successiva, la potenza necessaria rilevata è sempre di 1013 CV.
    Ciò significherebbe che la potenza impegnata del MGU-K sia di soli 30 CV.
    Sarebbe possibile?
    No.
    Infatti, se il regolamento permette l'uso di 163 CV del MGU-K, perchè non utilizzarli, dato che sono "gratis"? Ricordiamo che il MGU-K può usare anche l'energia usata durante le frenate, se non si volesse/potesse usare quella del MGU-H.
    Ma insistiamo, e diciamo che non si volesse rivelare che si è riusciti a costruire un ICE da 983 e per cui si utilizzano solo i 30 CV del MGU-K così gli avversari non si accorgano della superiorità dell'ICE.
    La cosa verrebbe scoperta nell'accelerazione dove servono i 1013 CV.
    Infatti l'erogazione della coppia dell'ICE, dato che non è sempre massima ma cambia in funzione dei giri/motore, non sarebbe sufficiente per ottenere l'accelerazione osservata.
    Sarebbe evidente che è presente una seconda coppia più lineare.
    Oppure, continuando a fare gli "avvocati del diavolo", ragionando per assurdo, ci sarebbe un secondo metodo: si potrebbe accelerare più lentamente, così verrebbe giustificata l'accelerazione agli occhi degli osservatori esterni.
    Ma questo è un paradosso: si sarebbe costruito un motore superiore alla concorrenza per farlo andare più piano dei suoi limiti.

    Tutte queste possibilità comunque, anche quelle ai limiti del paradosso, vengono esaminate e progressivamente eliminate.
    Quello che rimane alla fine è la esatta potenza del motore a combustione e per quanto tempo e con quale potenza si utilizza l'elettrico.
     
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6 replies since 16/2/2015, 12:32   2450 views
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