domenica, Marzo 3, 2024

F1, tendenza pull-rod anteriore: downwash, riduzione blocco aero e miglior adattamento al telaio

In F1 il pull-rod prende campo. Stiamo infatti assistendo a una conversione verso tale schema sospensivo all’avantreno che si contrappone al “classico” push-rod anteriore. Il pull-rod prevede l’elemento trasversale, ovvero il puntone, ancorato nella parte inferiore della scocca e sulla parte superiore lato mozzo. Nell’inverno che antecedeva la stagione 2022 avevamo annunciato come alcune vetture avrebbero adottato questo concetto per ragioni di diverso tipo. Nell’era wing car la Red Bull RB18 ha fatto scuola con i suoi concetti, rendendo efficace la sospensione anteriore.

Anche McLaren adottava il pull-rod all’avantreno, sebbene per rendere tale caratteristica effettiva ha tardato più di un anno. Osservando le prime presentazione delle monoposto 2024 salta alla vista la decisione della Saber C44. I tecnici di Hinwill hanno seguito questa filosofia abbandonando il push-rod. Contestualmente tra qualche ora ci sarà l’unveiling della Visa Cash App RB. Parliamo di un team fortemente rinnovato a livello tecnico e manageriale che, a quanto pare, esattamente come la sorella maggiore RB20, monterà lo schema sospensivo pull-rod all’avantreno.


F1, pull-rod vs push rod: cinematica a confronto


Lo schema pull-rod porta con se alcuni vantaggi, ma è importante capire che la sola scelta tra “push” e “pull” non determina la dinamica complessiva della monoposto, avendo pertanto una percentuale minore di importanza relativa alla performance globale. Molto spesso, infatti, i componenti sospensivi esterni devono stare alle dipendenze dell’aerodinamica.

Una tendenza in calo rispetto alle vetture della passata generazione, in quanto la cinematica sospensiva risulta di fondamentale importanza per far lavorare al meglio il fondo e ottenere una piattaforma stabile nelle varie fasi di marcia del veicolo. Per tale ragione i triangoli sovrapposti possiedono un certo grado di incidenza, quando nell’era precedente tendevano a essere paralleli al terreno per minimizzare le perdite. Il discorso aerodinamico tuttavia rimane ancora valido.

F1 pull-rod
schema sospensivo anteriore della Ferrari SF-23

Dal punto di vista cinematico, il pull-rod lavora in trazione mentre il push-rod in compressione. La responsabilità del comportamento dinamico è affidata per la maggior parte alla disposizione nello spazio dei due triangoli sovrapposti. Lo schema a tirante offre un baricentro più basso in quanto tutta la componentistica interna, quali il rocker, barre anti-rollio e di torsione verranno posizionate più in basso.

Va considerato che non si fa un scelta del genere in base al posizionamento del centro di gravità, seppure possa essere senza dubbio un discreto vantaggio che contribuisce ad abbassare ulteriormente le masse sospese. Uno dei motivi che si può attribuire alla scelta del pull-rod riguarda la diversa conformazione della scocca, che nella nuova generazione di vetture è stata abbassata ulteriormente di alcuni millimetri sul piano verticale.

L’allocazione degli organi interni è quindi facilitata grazie a una sospensione con schema a tirante. La scelta deriva dall’obiettivo del progetto e su quali “vantaggi secondari” si possono ottenere, andando a posizionare i componenti meccanici in alto o in basso. Siccome il pull-rod prevede un tirante e non un puntone, lo stress che dovrà sopportare sarà minore e, di conseguenza, potrà essere più sottile offrendo un blocco aerodinamico minore.

Per di più ogni braccetto ha una specifica funzione aerodinamica, utile a portare un maggiore quantitativo di fluido sulla sezione d’entrata verso i canali Venturi. I triangoli hanno un preciso orientamento nello spazio. Il wishbone superiore è inclinato verso il posteriore per ragioni relative alla dinamica, ma il concetto si sposa bene con ciò che si cerca di fare, ovvero generare l’effetto downwash.

Uscendo dall’ala anteriore il flusso è upwash, in quanto ha una componente su Z elevata data dall’incidenza dei flap. La direzione della corrente deve quindi essere nuovamente “manipolata”. Questo è il concetto generale, dopodiché ogni braccetto ha un particolare compito che varia in base alla monoposto. Il campo fluido può variare sensibilmente tra una vettura e l’altra. Si cerca altresì di evitare il distacco del fluido sui vari link della sospensione per minimizzare le perdite.

F1 pull-rod
pull rod vs push rod

Proprio perchè la corrente che investe i bracci sospensivi è “upwash”, tali elementi non possono essere sagomati per avere un’alta incidenza, altrimenti il distacco del della vena fluida aumenta le possibilità di fare presenza. A livello di aree, il push-rod divide in due lo spazio frontale compreso tra i due triangoli sovrapposti. Nel confronto precedente notiamo le due soluzioni opposte che, come detto, di fatto si equivalgono in termini di aree occupate.

Risulta pertanto complicato comprendere a fondo il vantaggio aerodinamico che si può trarre. Tuttavia possiamo dire che la zona più interna, quella adiacente al telaio, risulta più ordinata con il pull-rod e quindi il fluido rimarrà più pulito. La massa di fluido che scorre prima sul muso e poi sul telaio è pulita, per cui dev’essere preservata e abbassata (downwash) in modo da alimentare il fondo. Lato ruota abbiamo invece una situazione più complessa, con più turbolenza e varie zone di ricircolo.

Inoltre il pull-rod ha un inclinazione minore di circa 4° rispetto alla soluzione push-rod (dato variabile da vettura a vettura). Non è molto, ma sicuramente contribuisce a ridurre l’impatto sul campo del fluido in questa zona. Assieme a queste considerazioni, la tendenza che sta funzionando è quella di aumentare lo “spacing” tra i due triangoli, per avere una buona rigidità strutturale sulla sospensione e ridurre lo spessore di ogni braccetto. Per farlo si attacca il triangolo superiore al limite più alto del telaio.


Autore: Niccoló Arnerich – @niccoloarnerich  

Immagini: Formula Uno – Roberto Cecere – @robertofunoat

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