Reviews tecnica fondo scalinato 2021
Sebbene i nuovi regolamenti siano stati rinviati alla stagione 2022, le norme 2021 hanno subito alcune modifiche. Malgrado non siano numerose, indubbiamente alcune avranno delle influenze sulle prestazioni aerodinamiche delle vetture. Analizzandole notiamo come il paragrafo (3.9.2) sollevi alcune differenze nella parte strutturale del pacchetto aerodinamico: la massima deformazione verticale consentita passa da 10mm a 8mm, mentre il punto di applicazione del carico di 500N per verificare la rigidità sarà 50 mm più vicino al centro dell’auto.
Sotto questo aspetto c’è una riflessione interessante da fare. Sebbene la deformazione ammissibile sarà minore, il fatto che, durante i controlli che verranno effettuati dalla FIA ogni fine settimana, il punto di applicazione del carico si avvicini al centro della vettura, ridurrà notevolmente la deformazione. A ragione veduta, l’effetto dei 2 mm di differenza che prevede il nuovo regolamento dovrebbe essere annullato.
Un’altra modifica, indubbiamente molto rilevante, riguarda il fondo del veicolo. Leggendo il paragrafo (3.7.10), notiamo come aumenti l’area in cui la FIA richiede una superficie continua. Questo fattore, presumibilmente, ha ridotto la possibilità di disegno. Inoltre, nella superficie davanti alle ruote posteriori, è stata limitata l’area nella quale è consentita posizionare un pacchetto aerodinamico (3.7.2). Questo aspetto ha un esito diretto sulla deportanza che la vettura genera.
Il fondo è l’elemento aerodinamico più efficiente della vettura. La resistenza all’avanzamento che genera è molto ridotta e quando si agisce su una superficie così ampia la spinta verticale prodotta è davvero grande. Ciò significa che qualsiasi cambiamento in questo componente ha un impatto significativo sul comportamento aerodinamico dell’intera vettura. L’obiettivo di un fondo è quello accelerare il flusso d’aria per ridurne la pressione. Questa riduzione crea una differenza di pressione tra la parte superiore e quella inferiore, che a sua volta produce una forza che spinge l’auto a terra. Ovviamente si cerca di far agire questa differenza sulla superficie più ampia possibile, per poter originare un maggior carico aerodinamico visto che la forza generata dalla differenza di pressione è direttamente proporzionale alla superficie su cui agisce.
Per questo motivo, la nuova norma che regola e limita la superficie totale del fondo, rende il disegno soggetto a importanti modifiche. I bordi inferiori sono le aree più difficili da progettare, poiché in queste aree il flusso tende a passare dalla zona di alta pressione a una zona di bassa pressione. Quando si verifica questo fenomeno le pressioni si eguagliano, e automaticamente l’efficienza aerodinamica si perde. Per questo motivo, cercando di affrontare questo effetto dannoso, gli aerodinamici spesso provano soluzioni molto diverse.
Come ha funzionato il fondo fino al 2020?
Andiamo a osservare un paio di soluzioni per sigillare il fondo. Sulla SF1000 venivano usate delle scanalature (freccia gialla) per generare un flusso d’aria controllato diretto dalla zona di alta pressione a quella di bassa pressione, con una direzione che aiutava a sigillare il fondo. I tecnici di Milton Keynes hanno utilizzato una soluzione simile alla Ferrari. Nella foto seguente possiamo vedere le linee di corrente in quella zona. Come per la vettura di Maranello, questo flusso forzato impediva all’aria di entrare nel fondo aiutando a sigillarlo. E sebbene nell’aria delle scanalature non fosse generata deportanza, i benefici del funzionamento generale del fondo erano stati molto grandi.
Allo stesso modo, le scanalature poste in questa porzione di fondo riuscivano a deviare il flusso lontano dalla ruota posteriore. Questo aspetto è molto importante, visto che gli pneumatici compromettono gravemente il comportamento aerodinamico, aumentando la resistenza e riducendo il carico. C’è ancora un punto su cui essere chiari: deviare il flusso dalle ruote può avere un impatto sul raffreddamento. Per questa ragione, trovare un perfetto equilibrio tra efficienza aerodinamica e raffreddamento è l’obiettivo.
Come funzionerà il fondo nel 2021?
Diversi team hanno utilizzato alcune prove libere 2020 per testare il fondo in versione 2021. L’intento era quello di capire come questi cambiamenti potessero influire sulle vetture, e allo stesso tempo raccogliere dati utili per analisi future. In quel momento, le scuderie scelsero di fare a meno degli slot. Lavorando con una superficie continua, e praticamente piatta, per poterla sfruttarla al massimo. Inoltre, poiché il fondo si trova più vicino all’area centrale dell’auto, è molto più difficile deviare il flusso per evitare la zona degli pneumatici posteriori.
Nell’immagine del fondo Ferrari versione 2021 notiamo tre vortex generator orizzontali. Queste appendici aerodinamiche cercano lo stesso effetto ottenuto con gli slot, senza la necessità di trasferire il flusso dalla zona di alta pressione a quella di bassa pressione. Questo fattore permette di sfruttare al meglio la superficie del fondo, senza perdere troppo carico con il cambio di normativa. Anche sulla Red Bull RB16 è stata testata una soluzione similare. Eliminate le scanalature, si è scelto di optare per un’appendice destinata a reindirizzare il flusso.
Dopo la presentazione di alcune vetture di Formula Uno per la stagione 2021, possiamo farci qualche idea di come la nuova norma andrà a impattare sulle monoposto. Senza dubbio interessante, la specifica scelta da AlphaTauri ci aiuta a capire il comportamento aerodinamico nella zona “incriminata.” Grazie all’immagine del nostro Federico Basile (clicca qui per sfogliare tutti gli album), notiamo l’interessante soluzione introdotta dai tecnici di Faenza.
Il flusso in uscita dalla parte bassa dei bargeboard viene dapprima gestito tramite un deviatore curvo (freccia nera), per poi essere spinto verso l’esterno dalla rampa a forma di pavimento (freccia bianca). L’intenzione potrebbe essere quella di creare dei vortici capaci di sigillare il diffusore, proteggendolo dalle turbolenze generate dal rotolamento dello pneumatico.
In conclusione, quantificare l’effetto dei diversi cambiamenti senza effettuare i corrispondenti studi numerici risulta una “mission impossibile”. Per questa semplice ragione, restiamo in attesa di vedere in pista il reale funzionamento delle vetture. Solo allora potremo osservare le diverse e definitive soluzioni adottate dai vari team, potendo realizzare analisi molto più dettagliate.
Autore e disegni: Pablo Penedo – @penedosienes
co-autor: Alessandro Arcari – @berrageiz
