F.1 analisi tecnica di Giorgio Piola

Analisi tecnica: le tendenze 2016 della Formula 1

Nel corso dei primi quattro giorni di test a Barcellona abbiamo visto tutte le monoposto nuove tranne la Sauber. Ecco quali sono le soluzioni tecniche messe in evidenza da Giorgio Piola e Matt Somerfield.

Nella prima sessione di test invernali a Barcellona abbiamo avuto l’opportunità di vedere tutte le monoposto in versione 2016, se si esclude la Sauber che farà debuttare la sua nuova vettura nella seconda sessione che inizierà martedì prossimo. La stabilità regolamentare porta inevitabilmente ad una convergenza delle scelte tecniche di base, per cui non deve sorprendere se alcune caratteristiche tecniche siano emerse più o meno simili su più macchine, alla ricerca dell’incremento delle prestazioni, più che della raffinatezza del disegno. Naturalmente ogni squadra ha interpretato in modo diverso i concetti generali che adesso andiamo ad analizzare.

Mozzo soffiato

Quando la FIA ha ridotto la larghezza dell’ala anteriore nel 2014 da 1.800 millimetri a 1.650 millimetri era chiaro che la decisione avrebbe avuto un impatto su come il flusso d'aria si sarebbe mosso intorno alla monoposto. La questione non era tanto legata alla inevitabile perdita di carico aerodinamico, ma a quanto il disegno del profilo anteriore potesse incidere per modellare la scia che va investire la ruota anteriore e gli pneumatici.

Williams FW35 "B" Duct
Mozzo forato della Williams FW35 con i passaggi di aria: blu fresca, rossa calda.

Photo by: Giorgio Piola

Per limitare questo problema ogni squadra ha utilizzato metodi diversi (basta vedere la Williams FW35 sopra), sia con il disegno del cerchio, sia trovando il modo giusto in cui il flusso viene espulso dalla canalizzazione del freno, facendo fluire l'aria attorno al cerchio e al pneumatico .

Alcune squadre hanno deciso di puntare sul mozzo soffiato da alcuni anni: Ferrari, McLaren e Red Bull Racing (sotto) l’hanno usato nella stagione scorsa nel tentativo di migliorare il flusso che viene indirizzato verso il diffusore posteriore per aumentarne il carico aerodinamico.

Red Bull RB9 "B" Duct, vista lato destro
Red Bull RB9  con il mozzo forato a confronto con quello tradizionale chiuso.

Photo by: Giorgio Piola

Nel 2016 abbiamo visto la Toro Rosso e la Haas che si unite alle squadre che credono nel mozzo forato nella speranza di ottenere dei vantaggi di natura aerodinamica.

Il flusso d'aria raccolto dalla presa dei freni anteriore viene canalizzato in varie direzioni: serve a raffreddare le pinze e i dischi in carbonio, ma, in questo caso, alimenta anche il mozzo forato.

Carlos Sainz Jr., Scuderia Toro Rosso STR11
Andamendo dei flussi con il mozzo forato sulla Toro Rosso STR11

Photo by: XPB Images

Sopra ecco un'immagine utile a illustrare qual è l’effetto del mozzo forato sulla Toro Rosso STR11: in giallo è indicata la turbolenza che si crea con il rotolamento della gomma, mentre in blu è evidenziato il flusso d'aria che esce dal mozzo forato e che serve a ridurre gli effetti nocivi generati dal pneumatico. Bisogna ricordare che questa immagine serve al solo scopo illustrativo, visto che l’andamento dei flussi può essere condizionato da una enorme quantità di fattori.

Sospensioni anteriori

Red Bull Racing RB12, dettaglio
Sospensione anteriore della Red Bull RB12 con il triangoloinferiore a diapason.
Photo by: Giorgio Piola

Dopo aver sperimentato nel 2014 il triangolo inferiore della sospensione anteriore a diapason, in Mercedes hanno continuato a sviluppare la loro soluzione. Che puntualmente è stata ripresa da altre squadre: in primis Ferrari e Force già l'anno scorso, mentre Red Bull (nella foto), Toro Rosso e Haas si sono aggiunte alla lista nel 2016. L'idea è che i bracci della sospensione, che normalmente creano delle turbolenze, possano avere ora una forma più ricercata in modo da favorire il passaggio del flusso d'aria con una minore resistenza.

McLaren MP4-31, la sospensione anteriore
McLaren MP4-31: la sospensione anteriore con i bracci posteriori dei triangoli molto avvicinati

Photo by: Giorgio Piola

Nel frattempo, la McLaren ha sviluppato un concetto che va contro questa tendenza. A Woking hanno scelto di avvicinare il braccio posteriore del triangolo superiore a quello inferiore (segnato in giallo), con l’intento di sommare un effetto combinato per spostare i flussi più in basso in modo da direzionarli verso il diffusore posteriore.

S-duct

"S" duct Sauber C31
Ecco l'S-duct della Sauber C31

Photo by: Giorgio Piola

Come il mozzo forato, anche l’S-duct non è niente di nuovo (vedi il disegno sopra della Sauber C31) e il come viene utilizzato cambia in base alle norme in vigore. Tuttavia, con i regolamenti stabili relativi al muso, stiamo scoprendo dei concetti sempre più raffinati. Red Bull, Force India e McLaren hanno corso nel 2015 con l’S-duct, con quest'ultima che aveva scelto una configurazione doppia tanto nelle prese che nello sfogo dell’aria (sotto).

McLaren MP4/30 "S" Duct
McLaren MP4/30: ecco l'S-duct sdoppiato sia in entrata che in uscita del flusso d'aria.

Photo by: Giorgio Piola

Force India e McLaren hanno continuato a usare l’S-duct anche nel 2016 e al momento si sono aggiunte alla lista anche Toro Rosso e Mercedes. Non è escluso che entrino a far parte dell’elenco anche Ferrari e Haas sulla base delle indiscrezioni che circolano nel paddock.

Red Bull RB11 "S" Duct
Red Bull RB11 con l'S-duct

Photo by: Giorgio Piola

La stranezza, almeno in questo fase, è che la Red Bull Racing abbia abbandonato l’S-duct in questa fase iniziale dello sviluppo della RB12: si tratta di qualcosa di molto strano perché quella di Milton Keynes è forse la squadra che ha spinto di più questo concetto negli ultimi anni.

"S" duct Toro Rosso
Toro Rosso STR11 con l'S-duct a doppia presa.

Photo by: Giorgio Piola

La soluzione della Toro Rosso mostra un disegno molto pulito grazie al fatto che il sistema è tutto alloggiato all'interno del muso. A Faenza hanno adottato due condotti che sono alimentati da altrettante prese NACA che pescano aria ai lati del muso. L’aspetto interessante è in quale modo si riesce a portare il flusso verso quella che in gergo è chiamata la “buca delle lettere”, il condotto a forma di Esse che fa salire il flusso da sotto il telaio a sopra lo chassis. Si dice che la Toro Rosso sfrutti l’effetto Coanda (che era diventato di dominio pubblico all’epoca degli scarichi soffianti) per fare in modo da incanalare l’aria che si stacca dalla superficie del muso.

Slot "Tyre squirt"

McLaren MP4-31, slots sul pianale
McLaren MP4-31, slot sul fondo a confronto con quelli della Ferrari SF15-T

Photo by: Giorgio Piola

L’area davanti alla ruota posteriore è frutto di studi e sviluppi da diverse stagioni (vedi immagine sopra, dalla scorso anno), e le tendenze cambiano di tanto in tanto con soluzioni innovative. Anche quest’anno sembra prevalere il concetto di aggiungere degli slot sulla parte esterna del fondo, spostandosi sempre più in avanti sul marciapiede in carbonio.

Mercedes AMG F1 W07
Mercedes AMG F1 W07

Photo by: Giorgio Piola

Haas VF-16

Haas VF-16
Photo by: XPB Images

Le soluzioni utilizzate da Mercedes e Haas (sopra) sono simili nel disegno a quella impiegata dalla Toro Rosso nel 2015 (sotto), con diversi slot a L che servono a simulare un foro che non può essere totalmente aperto per regolamento.

Toro Rosso, dettaglio sospensione posteriore
Toro Rosso, dettaglio sospensione posteriore

Photo by: Giorgio Piola

La Red Bull Racing nel 2012 era stata sanzionata nel Gp di Monaco perché aveva sul fondo un foro non completamente chiuso nel fondo, sperando di fare passare un’interpretazione molto estrema della norma FIA. L’esclusione, invece, ha spinto le squadre a cercare altre soluzioni: i team hanno aggiunto degli slot con delle piccole carenature in carbonio che chiudono la visione in pianta dei passaggi d’aria.

Questi soffiaggi, oltra ai fori che li avevano preceduti, aiutano a combattere un nemico comune: quello che gli inglesi chiamano “Tyre squirt”, vale a dire la variazione di carico che si determina in funzione delle oscillazioni della gomma posteriore quando questa è sottoposta ad una deformazione dovuta alle forze che agiscono su di essa. Il fenomeno è peggiorato da quando non è più possibile sigillare al suolo il diffusore posteriore con una minigonna rovente frutto dei gas di scarico che alimentava una sorta di minigonna pneumatica.

Normalmente, succede che il flusso d'aria viene deviato lateralmente dal percorso che porta al diffusore durante la rotazione della gomma e il fenomeno purtroppo si aggrava quando il pneumatico si deforma in curva, vale a dire quando ci sarebbe più bisogno di carico. I soffiaggi, insieme alle piccole paratie verticali messe sul fondo, servono a limitare questo problema, generando dei vortici che aiutano a mantenere incanalati i flussi d'aria verso l’estrattore posteriore.

Mono-pilone nello scarico

La Toro Rosso ha fatto scuola nella definizione del mono-pilone che regge l’ala posteriore. La soluzione vista l’anno scorso sulla STR10 adesso sta proliferando anche sulle altre monoposto.

L'ala posteriore della Toro Rosso STR10 con il pilone di supporto che si interseca con lo scarico
Il mono-pilone della Toro Rosso STR10 che si interseca con lo scarico.

Photo by: Giorgio Piola

Nel 2015 la Toro Rosso ha adottato la coraggiosa soluzione di far passare il sostegno dell’ala posteriore centrale dentro allo scarico, evitando di dover utilizzare l’archetto in metallo che cingeva il terminale di scarico. In questo modo i tecnici diretti da James Key sono riusciti a realizzare una soluzione che ha permesso di risparmiare un po' di peso e di migliorare l’efficienza aerodinamica dando al flusso d'aria calda in uscita dal cofano motore un ostacolo in meno da affrontare. In secondo luogo, il solo fatto che il terminale sia diviso dal mono-pilone definisce un diverso andamento dei gas di scarico.

I motoristi, che hanno fatto di tutto per cercare di recuperare quel poco che è rimasto dal soffiaggio dello scarico unico, probabilmente non hanno trovato dei grandi vantaggi di natura aerodinamica, ma forse hanno migliorato indirettamente le prestazioni del turbo.

Ferrari SF16-H, dettaglio del posteriore
Ferrari SF16-H, dettaglio del posteriore

Photo by: Giorgio Piola

Anche ora che la Toro Rosso utilizza la power unit Ferrari 2015, la STR11 ha potuto mantenere il mono-pilone nello scarico, venendo subito copiata da Ferrari (sopra), McLaren (sotto) e Haas che si sono orientate a riprendere l’idea del team romagnolo.

Fernando Alonso, McLaren MP4-31
Fernando Alonso, McLaren MP4-31

Photo by: XPB Images

 

 
 
Scrivi un commento
Mostra commenti
A proposito di questo articolo
Campionati Formula 1
Evento Barcellona, test di febbraio
Sub-evento Giovedì
Circuito Circuit de Barcelona-Catalunya
Articolo di tipo Analisi
Topic F.1 analisi tecnica di Giorgio Piola