La Ferrari ha presentato la vettura che correrà nel campionato di Formula 1 2022: la F1-75. Una monoposto che non può che definirsi unica nel suo genere, ma sarà anche veloce? Alla pista l’ardua sentenza, intanto però possiamo tentare di capire i principi di funzionamento del nuovo bolide prodotto a Maranello, perché alla fine si tratta di capire. In fondo all’articolo potrai anche trovare la nostra video analisi.
Ala anteriore: niente curvature esotiche
La F1-75 presenta all’ala anteriore dei profili che mostrano un angolo d’attacco uniforme lungo la maggior parte dell’apertura alare, senza cercare quelle grandi differenze di pressione lungo la direzione trasversale in grado di generare potenti vortici. Il posizionamento di questi vortici viene ottenuto decidendo l’estensione laterale dei flap regolabili: Ferrari utilizza un approccio simile a McLaren, ovvero mantenere la discontinuità tra la porzione fissa dell’ala e i flap circa a metà della semi apertura alare, in modo da avere un vortice più vicino alle ruote anteriori che verosimilmente verrà usato per spingere lateralmente la scia generata dal loro rotolamento (immagine sotto, gli scarabocchi blu indicano i vortici).
Sempre guardando i profili alari si nota come, al contrario di altri team, questi presentino una corda decrescente spostandosi verso il retro della vettura. Questa è la disposizione “classica” con cui verrebbero posizionati dei profili alari in condizioni normali, quella in grado di garantire la migliore efficienza in situazioni semplici, ma che su altri team non è stata implementata per andare alla ricerca di altri obiettivi. Per esempio sulla McLaren, dove i tre profili posteriori convergono in un unico punto vicino l’endplate per migliorare l’outwash.
Sul muso, poco sotto lo stemma del Cavallino Rampante, possiamo notare una presa d’aria NACA necessaria dal momento che il muso si “spalma” sul primo elemento dell’ala anteriore e non lascia spazio alle prese d’aria tradizionali viste negli ultimi anni.
Rimanendo sul muso si nota anche come questo sia diviso in due parti diverse: la prima va da sotto il numero del pilota, dove è presente l’attacco tradizionale, fino alla scritta “Pirelli” mentre la seconda da “MAHLE” in giù. Questa costruzione modulare potrebbe rivelarsi molto utile in caso di danni perché permette di sostituire sono una parte di esso e, visti i commenti sulla visibilità con le nuove monoposto, un tale vantaggio potrebbe non essere di poco conto. Il muso colpisce anche per la sua ridotta sezione, come possiamo vedere dalla zona evidenziata in giallo che, nella testa di chi scrive, dovrebbe rappresentare la superficie laterale del muso. La snellezza, unita alla curvatura dolce dei bordi, permette di portare più aria sotto la monoposto e di minimizzare le separazioni di flusso che si originerebbero con angoli più affilati, specialmente in curva quando la componente trasversale della corrente è importante. L’unico svantaggio che potrebbe avere questa configurazione rispetto ad un musetto collegato al secondo elemento come su altri team è quello di essere più propenso a generare zone di separazione dove finisce il primo elemento (freccetta rossa).
Spostandoci ai lati invece notiamo il Flick che si estende per quasi tutta la lunghezza dell’endplate e mostra una curvatura dolce. Questo componente genera un vortice utile al controllo della scia delle ruote anteriori.
Sospensione push-rod anteriore al servizio dell’aerodinamica
Nell’immagine superiore possiamo apprezzare la differenza negli angoli di attacco tra la sezione centrale (2) e quella laterale (1) della copertura del triangolo superiore delle sospensioni. I nostri potenti mezzi tecnologici ci permettono di fornirvi anche una rappresentazione grafica della vista laterale, che evidenzia l’inclinazione differente delle due porzioni. I profili nella sezione centrale vengono infatti usati per aumentare il downwash del flusso, in modo da alimentare il fondo e creare una zona di alta pressione che spinge la scia delle ruote anteriori verso l’esterno. Questo sarà un fil rouge che collegherà le varie monoposto nel corso di questa stagione perché, con l’eliminazione dei bargeboards e con un’ala anteriore semplificata, i bracci delle sospensioni assumeranno un ruolo aerodinamico ancora più importante di quello che ricoprivano in precedenza. Nell’immagine sottostante una rappresentazione di questo effetto.
F1-75: ingresso fondo alto al centro
La F1-75 presenta l’ingresso del fondo molto alto nella sezione centrale mentre scende vistosamente ai lati. Le 4 strakes sono state rimosse dalle foto diffuse dalla Ferrari, ma dal video della presentazione si può intuire la loro posizione. Le tre più laterali occupano scendono fino in fondo mentre quella più interna si ferma più in alto, probabilmente per aumentare la depressione nella zona centrale del fondo tramite un vortice più vicino alla parete superiore. Grazie a questa differenza nella sezione d’ingresso tra centro e lati è possibile creare una componente laterale del flusso maggiore in grado di espellere l’aria ai lati e aumentare l’outwash. Nell’immagine sotto possiamo vedere l’elemento verticale centrale che non arriva fino al fondo (freccetta gialla superiore). Vediamo anche che, come l’Aston Martin, la Ferrari monta un doppio T-Tray (il TT-Tray). Verosimilmente questi due elementi sono stati studiati in modo da far interagire i due vortici generati a seconda delle necessità progettuali del team di Maranello.
Corpo vettura a “vasca da bagno”
Una delle caratteristiche distintive della nuova F1-75 è senza dubbio l’inusuale forma del corpo vettura, che presenta una vistosa depressione centrale. La parte anteriore delle pance si spinge fino al fondo seguendo una filosofia costruttiva simile a Mercedes, Haas e McLaren. Ciò crea una zona di alta pressione (2) in grado sia di favorire il downwash (3) e quindi l’alimentazione del fondo, sia di spingere la scia delle ruote anteriori all’esterno (4). L’estensione longitudinale del cofano motore sembra perseguire lo stesso obiettivo, ovvero mantenere la scia delle ruote anteriori (6) lontano dalla macchina a lungo per poi richiamare il fluido verso la fine della monoposto. In questo modo, in un caso ideale, la scia della gomma anteriore andrà a collidere contro le ruote posteriori con il duplice vantaggio di diminuire la resistenza prodotta da quest’ultime e indebolire il tire jet. La monoposto avrebbe così un vantaggio in termini di resistenza all’avanzamento e riuscirebbe a raggiungere velocità massime superiori. Ovviamente, non avendo i dati CFD reali possiamo solo fare supposizioni, ma questa potrebbe essere un’ipotesi realistica.
Tornando nella parte anteriore, l’ingresso delle pance sembra spingersi in avanti fino ai limiti concessi dal regolamento, come si può intuire dalla sezione centrale quadrata (1). L’estensione laterale è maggiore rispetto ad altri team quali Aston Martin o Mercedes mentre l’airscope presenta una sezione d’ingresso molto ridotta. Pare evidente che la Ferrari voglia cercare di mantenere libera la parte superiore della vettura per privilegiare flusso pulito diretto al posteriore mettendo quindi le masse radiali prevalentemente ai lati della scocca. Nella galleria sottostante un paragone con la McLaren MCL36 ne evidenzia le differenze.
Nell’immagine sottostante vediamo un dettaglio del cofano motore. Come per altre zone conoscere con precisione il movimento del flusso è difficile, ma possiamo usare alcuni indizi per avere un’idea di cosa succede in questa parte della vettura. Per esempio sappiamo che l’aria che esce dai radiatori è inutile e deve essere “buttata via” in qualche modo, cercando di non rovinare troppo il flusso a valle. Verosimilmente quindi tutte le aperture saranno allineate con il fluido in quella determinata regione (1, giallo). Di conseguenza il flusso più energetico transiterà ai lati (2, 3). Da questo si nota come la Ferrari cerchi di portare verso l’ala posteriore l’aria pulita “pescata” dall’alto invece che dai lati, al contrario di come avverrebbe con delle pance corte tradizionali.
Come sono posizionati i radiatori nella F1-75?
Schiarendo la foto postata da Carlos Sainz sui suoi profili, si nota quello che pare essere un elemento radiante. Si intuisce come esso sia inclinato in avanti e montato con un angolo rispetto all’asse trasversale simile a quello dell’ingresso delle pance, ma per scoprire l’esatto collocamento degli elementi interni dovremo aspettare qualche foto della vettura ignuda, quindi un’effettiva valutazione della loro disposizione è ancora prematura.
Fondo con doppio kick
Guardando il fondo si nota ancora come la sezione centrale sia molto più in alto di quella laterale (1) e di come il fondo presenti un doppio kick nella zona posteriore. La funzione della prima espansione (2) è quella di creare un picco di depressione nella zona centrale della vettura invece che nel retrotreno, cosa che si avrebbe nel caso di un diffusore classico. Ciò viene fatto per avere un bilanciamento aerodinamico spostato verso il centro della monoposto. La seconda zona divergente è invece il punto dove inizia il diffusore vero e proprio.
Sospensione posteriore F1-75: rimane il pull rod
Qui possiamo vedere i vari componenti della sospensione posteriore: in giallo troviamo il triangolo superiore, in rosso il tirante e in azzurro il triangolo inferiore. La carenatura del triangolo inferiore è molto ampia per riuscire ad indirizzare meglio il flusso nella zona posteriore, tra la parte superiore del diffusore e le beam wings. Spostandoci un po’ più in su notiamo altri dettagli come il doppio sostegno dell’ala posteriore, il supporto del DRS “a pistola” e lo scarico della wastegate che converge dentro il tubo di scarico principale.
Ala posteriore e beam wings: come aiutano il diffusore
La corrente indirizzata dalle sospensioni posteriori viene accelerata verso l’alto delle due beam wing montate alla base dell’endplate posteriore (freccette gialle). Queste creano una zona di bassa pressione (pallini azzurri) che aiuta l’estrazione del flusso dal diffusore. Il punto “A” rappresenta una “zona problematica” dove endplate e diffusore lavorano in opposizione. La bassa pressione creata dalle beam wing attira infatti aria dal lato inferiore dell’endplate e questo crea un vortice (freccette verdi) che tenta di spingere verso l’interno il flusso in uscita dal diffusore (freccette rosse laterali) che però viene spinto verso l’esterno dalla geometria del diffusore stesso. Per ovviare a questo problema in Ferrari si è deciso di privilegiare l’espansione laterale del diffusore diminuendo l’angolo d’attacco delle beam wings nella zona più esterna delle stesse. Con un angolo d’attacco inferiore infatti la depressione è minore e il vortice che lavora in opposizione al diffusore è più debole. Nell’immagine sottostante una vista frontale della regione decritta in precedenza.
Conclusioni
La Ferrari riuscirà a riportare il titolo a Maranello? Ci sarà una lotta più ravvicinata nel 2022 o le nuove regole hanno aumentato il divario tra le squadre? Per rispondere a queste domande dovremo aspettare ancora qualche settimana quando finalmente queste monoposto di nuova generazione potranno darsi battaglia in pista. Una domanda alla quale invece sappiamo già darvi la risposta è: “Ma Gianfranco Mazzoni conosce la nonna di Barrichello?“. Lo abbiamo intervistato e questo è quello che ci ha detto:
- Una cordiale intervista a Gianfranco Mazzoni, parte 1: “Perplesso dalle scelte di Abu Dhabi”
- Una cordiale intervista a Gianfranco Mazzoni, parte 2: “Se portassi davvero sfiga diventerei ricco giocandomi i risultati”
- Una cordiale intervista a Gianfranco Mazzoni, parte 3: “Non ho mai conosciuto la nonna di Barrichello”
