FERRARI F2012 – EVOLUZIONE DEL SISTEMA DI SCARICO

di Gabriele Peccetti

In questo inizio di stagione la scuderia Ferrari ha dovuto risolvere un problema in un area molto critica della vettura: la zona degli scarichi.
Durante i test pre-stagione e nella prima parte del campionato i tecnici hanno studiato alcune soluzioni che però hanno dato risultati deludenti. Questo perché gestire i flussi dei gas di scarico rappresenta un grande sfida aerodinamica, dal momento che è difficilmente riproducibile in galleria del vento.
Dopo i test del Mugello si è però capito che in Ferrari finalmente hanno trovato la giusta direzione.
Le foto A e B qui sotto evidenziano la prima soluzione “ad interim” presentata ai gran premi di Barcellona e Montecarlo.

A

Il tratto in giallo traccia la traiettoria dei flussi indirizzati verso i bracci superiori delle sospensioni posteriori pull-rod e verso il profilo inferiore dell’alettone posteriore.
Si notano inoltre varie aperture per permettere non solo l’evacuazione del calore degli organi meccanici nelle zone adiacenti ai terminali di scarico, ma anche la combinazione con l’effetto dei flussi caldi di scarico. Sottolineo fin da ora che la caratteristica comune anche con la successiva soluzione introdotta in occasione del gran premio del Canada (presentata di seguito) è differente rispetto a quasi tutti i concorrenti, con la sola esclusione della McLaren, in quanto non è legata al fatto che i flussi di scarico non vengono appoggiati alle pance laterali o alla carrozzeria.
Il secondo step evolutivo viene presentato nella successiva foto C qui di seguito.

C

Questa soluzione dal mio punto di vista sarà la base dei successivi ulteriori sviluppi in quanto porta fondamentalmente tre principali vantaggi rispetto alla precedente:

1. arriva sulla superficie del diffusore (linea gialla foto C) e pertanto su un area di maggiore dimensione rispetto al profilo inferiore dell’alettone posteriore, con l’evidente risultato di creare un maggior carico aerodinamico
2. E’ più efficace a livello qualitativo in quanto è indirizzato più in basso e molto vicino alle ruote posteriori, ovvero il punto dove viene trasferita la trazione alla monoposto 
3. Sigilla il diffusore dal cosiddetto fenomeno negativo di “tyre squirt”, ovvero la formazione di vortici di aria a bassa pressione creati dal rotolamento del pneumatico. Questo fenomeno disturba l’aerodinamica e diminuisce il downforce nell’area esterna del diffusore stesso. In pratica il team Ferrari cerca di ripristinare almeno in maniera parziale la minigonna termica (Il cerchio giallo presente nella foto D evidenzia la zona interessata dal “tyre squirt”)

D

Si può notare inoltre (foto E) il lavoro di affinamento fatto sul fondo vettura riguardante l’applicazione di due paratie verticali per indirizzare al meglio i diversi flussi aerodinamici (principio simile a quello comunemente adottato all’uscita degli diffusori) e di tre piccoli tagli sul fondo vettura davanti alla ruota posteriore per indirizzare flussi d’aria in modo tale da risultare utili a limitare ulteriormente il disturbo aerodinamico dovuto ai vortici delle ruote posteriori verso il diffusore.

E

Le foto E e F mettono in evidenza inoltre che il sistema attuale di layout scarichi prevede una forma esterna tronca della pance . Questa soluzione, peraltro concettualmente molto simile a quella della McLaren, sembra essere di fatto molto efficace poichè permette ai flussi dei gas di scarico di rimanere “sospesi nell’aria” e di arrivare direttamente verso la parte esterna del diffusore, massimizzandone di fatto il rendimento. Ovviamente la soluzione tipo McLaren/Ferrari è più complicata da mettere a punto. Si pensi che la vettura ha differenti fasi di soffiaggio e viaggia a diverse velocità. Velocità basse con l’acceleratore al 100% in uscita dai un tornanti o velocità elevate con l’acceleratore parzializzato al 50% in entrata di curve veloci sono condizioni dissimili dal punto di vista dell’equilibrio aerodinamico, ma presenti entrambi nella maggior parte dei circuiti. La sfida consiste nell’uniformare il più possibile la direzione del soffiaggio in modo tale da evitare effetti controproducenti come il surriscaldamento dei pneumatici. I team Ferrari e McLaren sono riusciti a gestire al meglio la corretta direzionalità dei flussi posizionando gli scarichi all’interno di pozzetti ( vedere foto E e G). Qui sotto (foto F ) trovate la soluzione utilizzata dalla Ferrari ad inizio anno e mai utilizzata in gara. Si può notare l’assenza dei pozzetti. I gas di scarico uscivano dai terminali poco direzionati, con il risultato di andare a lambire i pneumatici.

F

La foto G in particolare mette in evidenza una soluzione molto interessante. I tecnici della Ferrari hanno applicato una prolunga ai terminali di scarico che in realtà sembra “fittizia”.
Questo per poter evitare di contravvenire al regolamento tecnico riguardante l’obbligatorietà di rendere visibili non meno di 10 cm dei terminali si scarico

G

L’ultimo elemento aerodinamico di dettaglio che permette di ottimizzare il sistema nel suo complesso, è rappresentato dalla coppia di profili alari (evidenziati dal cerchio verde, foto K).
Queste “pinne” permettono di ottenere una particolare inclinazione dei flussi d’aria con lo scopo di indirizzarli verso la zona di uscita dei gas di scarico .

K

In ultima analisi, proviamo a paragonare la soluzione della Ferrari / McLaren rispetto a quella Sauber / RedBull.
Qui di seguito vengono mostrate le foto H, I e L

H

Sistema di scarichi McLaren (foto H) è concettualmente molto simile all’ultimo step evolutivo Ferrari. Notate inoltre (indicate con le frecce) due tagli che permettono ai di gas di scarico di soffiare sul diffusore in modo da aumentare il carico aerodinamico

I

L

La soluzione tipo Sauber / Red Bull (foto I e L) consiste nell’utilizzare la parte finale delle pance a forma di “scivolo” come appoggio per far arrivare i gas di scarico al diffusore.
Quindi il soffiaggio dei gas di scarico è sostanzialmente “condotto” sul fondo vettura dallo scivolo stesso, dando in teoria meno problemi di instabilità aerodinamica al variare della velocità.
Questa soluzione però sembrerebbe non essere così efficace come quella Ferrari / McLaren poiché i flussi arriverebbero meno “energizzati” al diffusore.
In particolare la foto L si riferisce alla soluzione RedBull più estrema provata, ma poi bocciata da Vettel. Si vede l’ingresso esterno per i flussi d’aria provenienti dalle fiancate che vengono forzati verso un canale che porta al centro del diffusore.
Si può notare inoltre l’apertura davanti alla ruota posteriore dichiarata illegale dopo il gran premio di Montecarlo.