Aerodinamica e biocarburanti: le spinose questioni che tengono in ansia Mercedes

Ormai ci siamo. Febbraio è il mese in cui le vetture di F1 si svelano ai tifosi e agli addetti ai lavori. Quest’anno la curiosità sarà ai massimi livelli poiché le monoposto dovranno osservare i dettami tecnici imposti da un regolamento che sarà incentrato sull’aerodinamica ad effetto suolo e sulle ruote da 18 pollici. Sfide inedite che necessitano di approcci nuovi.

Il 18 febbraio scivoleranno via i veli dalla Mercedes W13 il cui telaio è stato omologato il 13 gennaio. Notizia confermata dall’account Twitter della scuderia campione del mondo e che è andata a smentire in maniera piuttosto perentoria voci che si erano diffuse, soprattutto in Italia, circa delle difficoltà incontrate nel superare i severi test che la FIA impone. Congetture invernali frutto di spifferi non controllati ed evidentemente mal verificati.

In Mercedes si completa l’allestimento della W13

Il direttore tecnico di Mercedes-AMG Formula 1, Mike Elliott, e l’amministratore delegato della Mercedes High Performance Powertrains, Hywel Thomas, hanno parlato delle sfide che la scuderia di Brackley dovrà affrontare – e possibilmente vincere – nel 2022, all’alba del nuovo contesto tecnico-normativo imposto dai vertici della F1.
Sono due gli aspetti che hanno impegnato il team che domina da otto anni nella gestazione della W13 che sarà affidata all’inedita coppia Lewis HamiltonGeorge Russell.

Il primo – ha spiegato Elliott a Racingcar Engineer – è che ci sarà una forma completamente diversa dall’auto. Ne consegue che mutato sarà il comportamento globale delle vettura“. Questo aspetto è particolarmente provante poiché gran parte delle conoscenze acquisite negli ultimi decenni vanno accantonate per essere sostituite da nuovi concetti. A questo gli aerodinamici della Stella a Tre Punte hanno lavorato da quando è stata comunicata la volontà di puntare su auto ad effetto suolo.

La seconda fatica da superare è quella relativa alla maniera in cui le regole sono scritte: “Le vecchie prescrizioni davano ai designer delle box entro le quali potevano progettare in libertà. Le nuove normative sono più stringenti su questo versante, quindi producono difficoltà ulteriore che gli ingegneri devono affrontare“.

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Render della Mercedes W13

Tra queste ce n’è una che spaventa un po’ tutti i team: l’effetto suolo. “La maggior parte dei nostri aerodinamici – ha spiegato Elliott non ha mai lavorato prima su un’auto basata su queste caratteristiche“. Anni addietro la F1 ha usato monoposto ad effetto suolo, competenze che ora risultano inutili: “Non c’è molto da prendere dal passato perché a quei tempi il livello di comprensione aerodinamica era minimo rispetto ad oggi. La qualità dei nostri strumenti, inclusi CFD nella galleria del vento, è avanti anni luce. Quindi l’approccio è completamente diverso“.

Tra le novità più interessanti proposte dal regolamento ci sono le modifiche imposte alle ali anteriori, le winglet poste sopra la ruote anteriori e i copricerchio. Ognuno di questi elementi va affrontato in maniera peculiare. Andiamo per gradi.

Ogni team camminerà su un via specifica nell’avvicinarsi alla progettazione dell’ala anteriore. In Mercedes, ha fatto sapere Elliott, hanno creato dei modelli basati sulle tolleranze che la FIA ha fornito e da lì sono partite le analisi dopo le prime prove al CFD. Solo successivamente si è passati al wind tunnel per cercare di capire come si comporteranno i flussi. Si raccolgono i dati e si iniziano a definire quelle forme che vanno incontro alla necessità di capire cosa voler fare con l’aria, come si intende farla correre via. Ne scaturisce un processo di affinamenti continui in cui si provano cose diverse e, contestualmente, se ne apprendono altre. Ciò, per usare le parole del direttore tecnico, “nella speranza di aver capito bene le cose”.

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Dettaglio dell’anteriore delle monoposto “next gen” caratterizzate dalle winglet che servono ad orientare i flussi

Questione winglet. La FIA, in sede di rimodulazione delle regole, ha posto grande attenzione a come i flussi vengono direzionati per non condizionare il comportamento della vettura che segue. Lo scopo delle norme è, di fatto, impedire che gli aerodinamici possano orientare i flussi attorno alle ruote in modo da generare scie nocive: il problema atavico delle F1 di “vecchia generazione”. Due saranno le maniere: la prima è impedire ai team di “microgestire” il flusso, la seconda è mettere a disposizione mezzi standard per gestirlo.

Su questo i regolamenti sono poco decifrabili e solo alla presentazione delle vetture capiremo che i singoli team si saranno mossi. Mercedes, è bene ricordarlo, avrà meno tempo a disposizione per adeguarsi al nuovo contesto per via del contingentamento delle ore di galleria del vento e dei gettoni CFD. Una condizione determinata dal balance of performance tecnico operante sin dall’anno passato.

Per tutte le questioni che investono le nuove ruote da 18 pollici e, ovviamente, la presenza dei copricerchi, vi rimandiamo agli approfondimenti presenti sulla nostra piattaforma: link1, link 2.

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il disegno della sospensione pull-rod sulle nuove vetture 2022

Detto delle faccende aerodinamiche, altro elemento di cruciale importanza è quella relativo ai biocarburanti composti da una quota del 10% di etanolo. Miscele il cui effetto sarà più sensibile di quanto si possa immaginare. Ma non si tratta necessariamente di una situazione problematica poiché, come per tutti le miscele a base di alcool, anche l’etanolo permette di abbassare la temperatura in camera di combustione durante le fasi di aspirazione e compressione, nonché nelle fasi iniziali della combustione. Ciò offre interessanti prospettive per l’efficienza termica dei motori.

E qui entra in gioco Hywel Thomas: “Avere il 10% di etanolo influenzerà la pressione e la temperatura dell’aria mentre si mescola nella camera. Questo sarà vantaggioso o sarà penalizzante perché c’è meno densità di potenza? , Probabilmente, per ora, sarà vera la seconda ipotesi“. Sarà necessario trovare alcuni compromessi ma va detto che quando a Brixworth hanno iniziato ad utilizzare i carburanti E10 nelle simulazioni al banco prova alcune caratteristiche hanno prodotto dei vantaggi prestazionali.

Ma altre aree non hanno dato risposte altrettanto buone. “Stiamo sviluppando con Petronas – ha aggiunto il motorista – e cerchiamo di sfruttare di più le caratteristiche positive e di integrare meno quelle negative. Inoltre, adattare la miscela alle caratteristiche del motore è fondamentale per ottenere la migliore erogazione dal propulsore“.

Quello delle benzine è una tema quanto mai caldo ma comune a tutti i motoristi che in questi giorni stanno cercando di recuperare quei venti cavalli che qualcuno stima si possano perdere nelle prima fasi di “apprendistato” con l’E10. E Thomas fa intendere che la possibilità di tornare ai vecchi valori di potenza è concreta proprio grazie alle caratteristiche intrinseche dell’etanolo che è molto utile per controllare meglio le temperature in camera di scoppio.

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dettaglio della power unit tedesca edizione 2021 montata sulla Mercedes AMG F1 W12 dove è ben visibile l’ingombrante “Plenum Camera”

Cosa attendersi per il campionato che inizierà tra 40 giorni col GP del Bahrain? Difficile dirlo poiché, come spiegato, le variabili sono tante e tali da non poter dipingere uno scenario leggibile. Prime indicazioni, in ogni caso, arriveranno dai test di Barcellona che si terranno tra il 23 e il 25 di questo mese e che saranno preceduti dai soliti 100 km di filming day che potrebbero disputarsi poco dopo il 18, data fissato per la presentazione della W13.

In questa fase domina l’incertezza ed è lo stesso Elliott a sottolinearlo: “Non credo che sappiamo quali potrebbero essere le prestazioni, quindi è difficile dire se saremo veloci o no. Sappiamo dove siamo con le prestazioni della nostra macchina in galleria, sappiamo a che punto siamo con gran parte del lavoro, ma non conosciamo quale sarà l’esito finale dei nostri sforzi. Da un lato le regole sono piuttosto vincolate. D’altra parte sono nuove di zecca e quindi ti aspetti che anche gli altri team escano con idee diverse… Vedremo. Il nostro compito è cercare di interpretare le regole nel miglior modo possibile e trovare il miglior concetto possibile“. L’avranno trovato? Poco più di un mese e sapremo.


F1-Autore: Diego Catalano@diegocat1977

Foto: F1, Mercedes AMG F1, FormulaUnoAnalisiTecnica

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