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domenica 27 febbraio 2011

ANALISI TEST

Le nuove monoposto di Formula 1 in configurazione 2011 hanno disputato 11 giornate di test collettivi compiendo in totale circa 38631 km. I primi a disputare i test con la nuova monoposto sono stati:  Ferrari , Red Bull, Mercedes Grand Prix, Sauber, Williams, Renault, Toro Rosso e Lotus che hanno portato in pista a Valencia le nuove auto. Mentre  McLaren, Force India e Virgin 2011 hanno fatto debuttare le loro monoposto a Jerez . Tra le nuove monoposto l’unica a non essere scesa in pista è la  Hispania che farà debuttare la  nuova F111 HRT  solo all’'ultimo test di Barcellona.

Dopo tre test collettivi su quattro da disputare si possono iniziare a trarre i primi riscontri: la Ferrari è di gran lunga la vettura più affidabile in quanto è quella che ha disputato il maggior numero di kilometri in pista accusando soltanto piccoli problemini. Tra le nuove vetture quella che ha disputato meno strada è la Lotus con circa 2000 km in quanto sia Kovalainen che Trulli hanno accusato tantissimi problemi tecnici.

Ferrari

La Ferrari fin ora ha disputato con la nuova F150th Italia ben 5220 km accusando soltanto piccoli problemini tipo un problema di perdita d’olio dal motore a Valencia (dovuto ad un errore in fase di assemblaggio), un problema al sensore dell’acceleratore e un avaria ad una pompa.

La Ferrari ha deciso di portare in pista fin da subito una vettura molto conservativa per cercare di percorrere il maggior numero di kilometri e comprendere al meglio il funzionamento dei nuovi pneumatici. La Ferrari porterà parte degli sviluppi aerodinamici negli ultimi test a Barcellona. Si attendono grosse novità all’ala anteriore, alle fiancate, al cofano motore, agli scarichi, al diffusore e soprattutto nel fondo. I tecnici e gli ingegneri Ferrari si aspettano benefici di circa 6 decimi al giro da tali aggiornamenti.



Red Bull

A Valencia e Jerez  la nuova Red Bull è andato bene e si è dimostrata anche affidabile. Questa cosa è stata molto sorprendente se si pensa ai notevoli problemi che hanno sempre avuto le macchine progettata da Adrian Newey. Negli ultimi test a Barcellona la Red Bull ha accusato qualche problema di troppo. Il primo giorno Sebastian Vettel ha disputato soltanto 37 giri a causa di problemi al cambio che hanno costretto i meccanici a tantissimi ore di lavoro per cercare di porvi rimedio. La parte posteriore della monoposto progettata da Newey è molto compatta ed effettuare riparazioni in quella zona è un incubo per i meccanici.

Vettel nella seconda giornata, durante una simulazione di gara, ha dovuto interromperla a causa di una crepa allo scarico. Mark Webber invece ha dovuto sostituire il propulsore nell’ultimo giorno di test. La Red Bull è la seconda squadra che ha disputato più kilometri tra i team di Formula 1. Christian Horner è molto soddisfatto di come stanno andando i test: "Non abbiamo mai avuto una stagione di test senza problemi."

Mercedes GP

I test invernali pre stagionali sono iniziati per la Mercedes GP con tantissime problemi di gioventù. Ma la Mercedes considerando i risultati ottenuti nell’ultima sessione di test a Barcellona sembra averli risolti. I problemi della nuova monoposto erano essenzialmente di raffreddamento delle componenti interne che hanno provocato alcune rotture all’idraulica. Ha accusato anche alcuni problemi al controllo dell’ala posteriore. A Jerez, il motore è stato sostituito in quanto i dati riscontrati dalla telemetria indicavano problemi al propulsore. A Barcellona, per la prima volta la Mercedes è riuscita ad eseguire completamente il suo programma. I riscontri cronometrici sul giro singolo sono abbastanza incoraggianti anche se devono lavorare ancora molto per limitare il degrado dei pneumatici Pirelli. Infatti nelle simulazioni gara la Mercedes accusava un bel gap rispetto ai migliori: Ferrari e Red Bull.

Sauber

La Sauber ha avuto gli stessi problemi della Mercedes. Nei primi test ha accusato diversi problemi al cambio,alla trasmissione e al differenziale. Tali componenti sono tutti forniti alla Sauber dalla Ferrari. Quindi non si conoscono bene le ragioni di tali problemi. Durante i test questi problemi sono completamente stati risolti. Anche il KERS ha causato tantissimi problemi alla scuderia elvetica, infatti negli ultimi test di Barcellona è stato spento e smontato dalla vettura. Sauber avrebbe potuto effettuare molti più kilometri se Sergio Prez non finiva ben due volte nella ghiaia nella stessa giornata di test a Barcellona..

Williams

La Williams in queste prime tre sessioni di test collettivi ha dovuto affrontare tantissimi guia al sistema KERS il quale è costato tantissimi kilometri al team di Groove. I problmi principali al KERS sono stati di scarso raffreddamento alle componenti che lo compongono e alcune perdite di prestazione da parte delle batterie. A Jerez, negli ultimi due giorni di test,il KERS è stato disconnesso per permettere ai piloti di affrontare più kilometri possibile e accumulare più dati possibili sulle nuove componenti della macchina e sui pneumatici. La Williams ha anche sprecato del tempo prezioso a causa di alcuni errori che hanno costretto Pastor Maldonando a parcheggiare la monoposto nella ghiaia. Il KERS è stato utilizzato negli ultimi test a Barcellona sia da Barrichello che da Maldonado anche se ha continuato a dare qualche problemino. Negli ultimi giorni di test a Barcellona si è rotto un motore Coworth che ha fatto perdere tantissimo tempo al team.

Renault

Appena scesa in pista a Valencia, la Renault ha accusato svariati problemi al KERS e ai sistemi idraulici. Tali problemi sono stati  risolti dai meccanici ma la macchina ha fatto pochissimo Km in pista. Quando il KERS funzionava ha ricevuto tantissimi complimenti dai piloti che ne hanno potuto usufruire. Heidfeld ha detto che è molto migliore rispetto a quello che usava in BMW soprattutto per la stabilità che garantisce in frenata.

Toro Rosso

La squadra italiana non ha accusato gravi problemi durante questi primi test ed ha potuto girare in pista abbastanza regolarmente. Sia il KERS che l’ala posteriore mobile hanno funzionato regolarmente sin dal primo giorno.  Sebastian Buemi ha fatto tantissimi complimenti al suo team dichiarando che essendo ancora una squadra giovane, hanno fatto un buonissimo lavoro in termini di affidabilità. Le uniche volte che la macchina si è fermata in pista è stato solo per dei sospetti di malfunzionamento che poi si sono rivelati infondati.

McLaren

La nuova McLaren ha fatto il suo debutto in pista a Jerez saltando i primi test collettivi di Valencia. Fatta eccezione per gli ultimi due giorni di test a Barcellona la McLaren ha passato molto più tempo ai box che in pista. Sono stati fatti tantissimi esperimenti con diverse soluzioni di scarico, diversi fondi e diffusori. Tutti questi esperimenti agli scarichi hanno causato diverse difficoltà agli uomini McLaren. Il secondo giorno di test a Barcellona Jenson Button ha saltato l’intera mattinata di test per un guasto idraulico. A causa anche della mancanza dei pezzi di ricambio le prove sono state interrotte per lunghi periodi di tempo. La McLaren ha effettuato 2.573 km i quali sono meno della metà rispetto ai kilometri percorsi dalla Ferrari.

Virgin

Il debutto della nuova Virgin VR-02 è stato senza dubbio migliore rispetto allo scorso anno. La nuova Virgin VR-02 ha fatto debuttare la nuova monoposto durante i test di Jerez e si classifica al nono posto nella particolare classifica sui kilometri percorsi. La nuova macchina ha avuto particolari problemi alla pompa della benzina, alla sospensione posteriore e mancava di pezzi di ricambio per sostituire particolari meccanici che si usuravano in pista. In pista la macchina sembra molto più stabile rispetto a quella del 2010. L’ala poseteriore mobile, a detta dei piloti, funziona molto bene mentre il sistema di recupero dell’energia non verrà montato sulla vettura a causa degli elevati costi che questo presenta.

Force India

La Force India ha girato in questi primi test soltanto 138 kilometri meno rispetto agli “amici” della McLaren. A Jerez la nuova monoposto ha concluso i test in anticipo a causa di un problema alla sospensione anteriore. Tale problema accusato da Paul  di Resta lo stava portando fuori pista ed è stato bravo il pilota a controllare la vettura. Ci sono stati anche parecchi problemi agli scarichi. I tecnici hanno dovuto interrompere i test a causa della mancanza di pezzi di ricambio ed hanno tenuto la macchina ai box fino a quando questi sono arrivati dalla Gran Bretagna. A Barcellona i piloti hanno anche accusato alcuni problemi al sensore del pedale dell’acceleratore. Rumours provenienti dai box di Barcellona dicevano che il telaio accusava anche problemi di rigidità. Positivo è stato il funzionamento del KERS fornito alla Force India da parte della Mercedes.

Lotus

Il progettista della Lotus Mike Gascoyne ha cambiato l'intera vettura. Il T128 è stata progetta osando di più in termini aerodinamici rispetto al modello precedente. I motori sono stati cambiati ed è stato scelto il motore Renault con l’intero retrotreno fornito dalla Red Bull. Tutte queste novità hanno portato tantissimi problemi al team Lotus infatti è quello che ha percorso meno kilometri rispetto a tutti gli altri. I problemi principali accusati dai piloti sono stati al servosterzo della vettura, alle perdite d’acqua molto frequenti e problemi agli scarichi. Tali problemi dovrebbero essere stati risolti in questi giorni in fabbrica e la Lotus agli ultimi test collettivi di Barcellona dovrebbe essere finalmente affidabile.























































































TeamValenciaJerezBarcelonaTotal
Ferrari1.145 km2.050 km2.025 km5.220 km
Red Bull1.033 km1.749 km1.625 km4.407 km
Mercedes GP813 km1.497 km1.988 km4.298 km
Sauber857 km1.417 km1.825 km4.099 km
Williams1.033 km1.120 km1.634 km3.787 km
Renault909 km1.222 km1.550 km3.681 km
Toro Rosso813 km1.311 km1.476 km3.600 km
McLaren1.032 km1.541 km2.573 km
Virgin952 km1.532 km2.484 km
Force India1.169 km1.266 km2.435 km
Lotus212 km877 km950 km2.039 km

FORMULA 1 - ANALISI DEI TEST

Abbiamo sentito molto parlare della scarsa durata delle nuove mescole fornite dalla Pirelli. Tale degrado andrà, sicuramente, ad influire molto sulle strategie che i team dovranno elaborare per affrontare le gare di questa stagione. Gli addetti ai lavori parlano che saranno necessarie dalle tre alle quattro soste per ciascuna gara.

Di seguito saranno illustrati alcuni grafici che illustrano il diverso funzionamento e degrado delle Bridgestone (vecchio fornitore) e la Pirelli (nuovo fornitore).

La Bridgestone aveva ormai abituato tutti i team ad un ottima affidabilità e soprattutto ad una durata extra; questo grazie al fatto che avevano sviluppato la loro tecnologia di costruzione e realizzazione di pneumatici in regime di concorrenza (Good Year e Michelin).

Una volta uscita la Michelin la Bridgestone è diventata l’unico forniture di pneumatici e grazie alla concorrenze degli anni passati è riuscita a fornire gomme ottime ai team sia per quanto riguarda le performance che per quanto riguarda la durata.



Date un'occhiata a questo grafico dai test pre-campionato dello scorso anno a Barcellona, svoltosi in condizioni simili a quello che abbiamo vissuto questa settimana.

Potete vedere la costanza dei tempi sul giro, in realtà la tendenza è che più si consuma combustibile più i tempi tendono ad abbassarsi. Le gomme erano così buone che l’ effetto del carburante sul singolo giro era significativamente maggiore rispetto al consumo dei pneumatici.

Tale  cosa non è avvenuta nei long run (grafico sotto) di Domenica scorsa con gomme Pirelli. La tendenza è esattamente l’opposto, nonostante la diminuzione di combustibile sulle auto i tempi sul giro tendono ad aumentare. Questo sta a significare che il degrado delle gomme è molto elevato e non viene compensato con la diminuzione di carburante. A tale problema stanno lavorando molto tutti gli ingegneri e piloti di ogni singolo team.

Guardate il forte calo di prestazioni che si ha all'ultimo giro o due prima della sosta ai box. E 'davvero un calo repentino e drastico delle prestazioni sul giro. Per quanto riguarda la differenza tra gomme dure e morbide, guardate il grafico di Webber, quello blu, il suo secondo stint è stato effettuato con un set nuovo di gomme morbide mentre  il terzo stint è stato fatto con gomme dure nuove . La differenza si nota propria nella finestra di utilizzo delle gomme; le soft durano 12-14 giri m,mentre le dure circa 20-22. Fare in modo che le gomme durino qualche giro in più dei rivali sarà una delle sfide su cui bisognerà lavorare per essere competitivi in gara.

venerdì 25 febbraio 2011

Ultime info in casa Red Bull e McLaren!

Secondo fonti molto attendibili nei test sul circuito di Montmelò, a Barcellona, la Red Bull di  Sebastian Vettel avrebbe ottenuto tempi di assoluto rilievo girando con molto carburante nel serbatoio. In entrambi i giorni in cui è sceso in pista  Vettel è stato il più veloce, ma i suoi tempi non sono arrivati, come si pensava,  in simulazione di qualifica estrema.  Nel paddock  circolata la voce che il campione del mondo avesse nel serbatoio almeno una ventina di chilogrammi di carburante quando è rientrato al box.  Se veramente fosse cosi significa che il ritardo degli inseguitori, Ferrari in testa, sarebbe di oltre 5 decimi di secondo. Insomma per scoprire se tale indiscrezione è vera o no attendiamo i prossimi test sempre sul circuito di Barcellona

In casa McLaren la situazione è diametralmente opposta. Mentre le Red Bull e Ferrari nella quattro giorni di test sulla pista di Montmelò, a Barcellona, hanno macinano migliaia di chilometri vantando un’affidabilità invidiabile, la McLaren MP4-26 ha passato parecchio tempo al box. Button è molto preoccupato sullo sviluppo della nuova monoposto. In un intervista ha dichiarato: “Non ho certamente completato i giri che mi aspettavo  e quando c’è da sviluppare una monoposto nuova è fondamentale percorrere tanti chilometri. La concorrenza va avanti, e quando non giri non fai passi avanti, anche sul fronte del set-up. Io credo che questa vetture possa dare molto, ma se il lavoro di sviluppo è in ritardo, si rischia di pagare un grosso gap nelle prime gare del mondiale. I prossimi test saranno importanti perché metteremo insieme tutti i componenti, Kers, ala posteriore e qualche novità aerodinamica, quindi allora avremo un quadro preciso della situazione. Oggi credo sia davvero molto difficile avere un’idea esatta delle gerarchie in campo. Ho sentito voci di una Red Bull più veloce di 6 decimi di secondo rispetto alla Ferrari, o che sul passo di gara la stessa Ferrari sia un secondo più veloce di tutti! Credo che per avere un quadro complessivo non resti che attendere la prima corsa”.

La McLaren, come ho già detto in un post precedente (http://spontoncristiano.wordpress.com/2011/02/25/mie-impressioni-sui-test/) è sembrata essere molto acerba, molto nervosa in inserimento di curva soprattutto al  posteriore mentre in uscita di curva manca di trazione. Barcellona è una pista che premia il bilanciamento aerodinamico, ma non sembra essere solo questo il fronte in cui la McLaren deve dirigere i suoi sforzi.

L’allarme “chilometri” è arrivato anche da Lewis Hamilton, che in mancanza della possibilità di cimentarsi sui long-run, si è scatenato in simulazioni di qualifica senza però convincere del tutto sulla performance della nuova McLaren.

GLI PNEUMATICI

Allora si parla sempre di gomme, ma come sono fatte e che ruolo hanno in una macchina? ecco una spiegazione...

Il pneumatico è l’interfaccia tra il veicolo e la strada quindi ad esso si richiedono doti sempre più elevate sia come comfort di marcia che come tenuta di strada. La funzione principale rimane la sua capacità di trasmettere a terra tutte le forze che si generano durante il moto del veicolo.
Il pneumatico deve mantenersi perpendicolare al terreno, perché solo in questo si riesce ad ottenere a terra la massima impronta: la tenuta di strada risulta infatti proporzionale alla quantità di gomma “messa a terra”. Tutto dipende dal coefficiente di attrito, ovvero dal numero ottenuto dalla divisione tra lo sforzo necessario allo slittamento e il peso: questo coefficiente indica la difficoltà con la quale si riesce a fare slittare le ruote dato il peso del veicolo.
In altre parole se si deve spostare un blocco d’acciaio del “peso” di 1000kg e per spostarlo si impiega una forza di 500kg, si dirà allora che fra il terreno e il blocco c'è un coefficiente d’attrito di 0.5. Per arrivare allo slittamento bisogna esercitare una forza elevata, mentre mantenere questo stato diventa molto facile: per questa ragione risulta molto difficile riprendere il controllo di un auto in sbandata.
Definiamo come attrito radente la forza necessaria a mantenere in moto un corpo che striscia, essa è pari ad un terzo dell’attrito statico, cioè a quella forza necessaria a realizzare il primo distacco di slittamento a partire dalla situazione con corpo fermo.
Definiamo invece come attrito volvente la forza necessaria a mantenere in moto un corpo che ruota: questa coefficiente vale circa un decimo del coefficiente di attrito statico e per questo motivo è poco importante per la tenuta della strada del veicolo, mentre diventa molto importante per la convergenza.
Il coefficiente d’attrito viene comunemente chiamato GRIP ed è un parametro molto importante per le frenate, per le accelerazioni e per la percorrenza di una curva. Un pneumatico stradale in condizioni di fondo stradale ottimali ha un grip pari a circa 0.6; ovvero per 100kg applicati ad una ruota, il pneumatico riesce a scaricarne 60.

Deformazioni del pneumatico

L’elasticità del pneumatico provoca le deformazioni quanto la ruota è sottoposta alle forze esercitate dal veicolo durante le manovre.
In condizioni statiche il pneumatico, a causa del carico gravante su di esso, tende ad appiattirsi sul terreno assumendo un leggero ingrossamento ai fianchi; assume quindi una impronta rettangolare. In movimento invece il pneumatico, in seguito all’azione della forza centrifuga, subisce una deformazione lungo tutto il perimetro della sua carcassa, producendo una impronta più allungata e ristretta.
Quando si inserisce l’automobile in curva, il veicolo è sottoposto ad una forza centrifuga che tenderebbe a far assumere al veicolo una traiettoria rettilinea se questa forza non potesse scaricarsi a terra. Il mezzo attraverso il quale si scarica questa forza è quindi proprio il pneumatico sul quale, a livello del terreno, nasce una forza uguale e contraria che si contrappone alla forza centrifuga.
La deformazione dovuta alla forza centrifuga e la deformazione dovuta al movimento lungo la curva, producono una ulteriore forza con il risultato che il pneumatico oltre ad essere soggetto a una deformazione laterale diventa soggetto anche ad una torsione, che crea un certo angolo fra la direzione in cui punta il pneumatico e la direzione dell’impronta. L’apertura di questo angolo può essere compensato da una correzione per mantenere la traiettoria voluta, specialmente alle alte velocità, che permette di descrivere il comportamento della macchina come sottosterzante oppure sovrasterzante.
Pneumatico a tele incrociate e radiale

La costruzione radiale è caratterizzata da una zona rigida, corrispondente all’incirca al battistrada, e da una zona cedevole che corrisponde ai fianchi. Nel pneumatico radiale si hanno una serie di cinture lungo la circonferenza che impediscono al pneumatico di assumere la forma rotonda, rimanendo quindi cilindrico, in modo che la sua impronta a terra rimanga sempre pressoché rettangolare.

Il pneumatico a tele incrociate invece ha una rigidità meno variabile tra il battistrada e i fianchi, perché costituito da cinture che interessano il fianco e il battistrada. Tende quindi ad assumere in movimento una forma che, per quanto schiacciata, assomiglia ad una ciambella, sia in rettilineo che in curva l'impronta a terra ha una forma rotonda. Il pneumatico radiale è definito in questo in quanto le tele dei fianchi hanno i fili disposti radialmente invece che diagonalmente.

Il pneumatico a tele incrociate oggigiorno è stato sostituito dal pneumatico radiale perché quest’ultimo presenta molteplici vantaggi.

La differenza di rigidità fra le due tipologie costruttive permette all’impronta di non variare in funzione della pressione di gonfiaggio. Aumentando o diminuendo leggermente la pressione di gonfiaggio in un pneumatico radiale non varia infatti l’impronta a terra: cambia soltanto la distribuzione delle pressioni a terra, con la conseguenza di avere un diverso comportamento dinamico ed un consumo anomalo del pneumatico.
L’unico caso in cui è consigliato utilizzare una pressione di gonfiaggio bassa è nel caso in cui il pneumatico debba marciare su terreni cedevoli o fango, in queste condizioni la diminuzione della pressione produce infatti un aumento dell’impronta. Una marcia a pressione minore del normale è comunque da evitare in quanto produce nel pneumatico un aumento di temperatura della gomma e quindi una più rapida disgregazione della carcassa.
Questi fenomeni distruttivi sono più sentiti nei pneumatici convenzionali in quanto la gomma supporta meno lavoro di deformazione sul fianco e questo produce durante la deformazione più calore che non può essere smaltito.

La maggior parte dei pneumatici di tipo radiale è inoltre costruito in modo da non avere la necessità di possedere una camera d’aria. Questo vantaggio permette ai pneumatici radiali di essere esenti dal fenomeno di rapido afflosciamento in quanto l’aria, a causa di una frattura non fuoriesce rapidamente dalle valvole, ma al contrario esce con una velocità minore, avendo a disposizione solo la zona della perdita.

Nel pneumatico radiale è molto importante il rapporto d’aspetto, definito come il rapporto tra l’altezza e la larghezza della sezione. Per avere un buon comfort si richiede un fianco alto e morbido, per avere più precisione di guida è invece necessario un fianco basso e sufficientemente rigido. Per questo motivo, sulla base del comportamento che si vuole ottenere dal battistrada, si studiano pneumatici coi diversi rapporti d’aspetto.

Caratteristiche funzionali

Il pneumatico, date le sue caratteristiche costruttive, può essere considerato come un sistema composto da una molla e da uno smorzatore. Sulla base di queste analogie possiamo definire alcune caratteristiche fondamentali:
RIGIDEZZA VERTICALE STATICA: è molto importante per il comfort di marcia ed è definita dal rapporto fra il carico applicato F ed il cedimento verticale del pneumatico Z; K= F/Z
RIGIDEZZA VERTICALE DINAMICA: è ottenuta ricavando le frequenze proprie di oscillazione di un modello avente come sistema elastico smorzato il pneumatico e come massa il carico agente sulla ruota. Questa caratteristica è direttamente correlata al comfort e alla tenuta di strada.
RIGIDEZZA LATERALE: è il rapporto fra la forza applicata al mozzo della ruota e lo spostamento del mozzo stesso, rispetto al centro dell’impronta a terra del pneumatico. Più è alto il valore della rigidezza laterale più sarà alto il tempo di risposta dello sterzo; si otterrà meno precisione nella guida e maggiore capacità del pneumatico a conservare l’aderenza in caso di brusche sollecitazioni (sterzate improvvise, uscite laterali).
RIGIDEZZA LONGITUDINALE: è il rapporto fra la forza applicata orizzontalmente al pneumatico e la deformazione della sua impronta a terra. Il punto di contatto della mezzeria dell’impronta si sposta dalla verticale passante per il mozzo. Le forze che impegnano la rigidità longitudinale sono le forze di trazione e frenatura.
RIGIDEZZA TORSIONALE: è il rapporto fra il momento applicato lungo l’asse ortogonale all’impronta a terra del pneumatico e la rotazione che tende a deformare l’impronta a terra. Queste forze si generano durante una sterzata.
MOMENTO DI AUTO ALLINEAMENTO: un pneumatico sottoposto ad una spinta trasversale è soggetto ad una deriva, ovvero ad uno slittamento che tende a ruotare il suo piano equatoriale in modo da ridurre l’angolo di deriva o slip angle. Si genera quindi un momento di autoallineamento, che va equilibrato (con il volante se la ruota è sterzante) per ottenere che la ruota rimanga sul piano assegnato.

Condizioni di aderenza longitudinale:
lo scorrimento del pneumatico

Lo scambio di forze tra strada e il veicolo è realizzabile grazie all’aderenza costante fra la superficie stradale e il pneumatico.
L’aderenza è rappresentata da un coefficiente che si ottiene dal rapporto tra le forze tangenziali che un pneumatico può sopportare ed il carico verticale gravante su di esso.
Il coefficiente di aderenza è un parametro che viene influenzato dalle caratteristiche del fondo stradale e dal carico gravante sul pneumatico. In generale per un normale pneumatico stradale il valore del coefficiente può cambiare da 0.1, per superfici stradali con neve e fanghiglia, ad un valore massimo di 0.7 per una superficie stradale asciutta e in ottimo stato.
Per lo studio dell’aderenza longitudinale considereremo un pneumatico sul quale grava un peso P in fase di rotolamento. A causa della cedevolezza il pneumatico ruota con un raggio reale r0, diverso dal raggio r che si dovrebbe considerare se non esistesse la cedevolezza (l’inverso della rigidità del pneumatico).
Se la ruota rotola con velocità angolare ω costante si verifica come, nel caso ideale, tutti i punti periferici del pneumatico avranno una velocità pari a V=ω∙r; mentre nel caso reale questi avranno una velocità V0=ω∙r0.
Si definisce slittamento s la differenza delle velocità V-V0 che viene compensata dal battistrada del pneumatico.
La differenze di velocità nella zona di contatto al suolo vengono assorbite dal pneumatico con lo slittamento che rimane quindi nullo se la ruota è in condizione di puro rotolamento, fino ad uno slittamento massimo pari a –1 nel caso in cui si verifica la condizione di totale slittamento.
Si può notare come il continuo slittamento del pneumatico possa provocare un veloce deterioramento dello stesso, proporzionale alla velocità ed alle coppie pregnanti o motrici applicate.
Se si considera il carico gravante sul pneumatico si può notare come maggiore risulta la deformazione maggiori sono le forze che si possono trasmettere a terra.
Definiamo la forza tangenziale trasmissibile Ft come il prodotto tra carico H agente, accelerazione di gravità g e il coefficiente di aderenza m.

Ft = H∙g∙m

Si nota come a parità di m, per aumentare Ft, sia necessario aumentare H.
Se consideriamo la pressione specifica Ps, definita da Ps= mg/A (dove A è l’aria dell’impronta a terra del pneumatico) si nota come all’aumentare di A la pressione specifica cali, in quanto si può scrivere che Ps = Ft / mA.

A parità di terreno e di forze agenti possiamo quindi sfruttare una forza adiacente maggiore (perché aumenta m) se il pneumatico risulta più largo, cioè con una pressione specifica Ps a terra più bassa.
Comunque, se avere pneumatici a sezione larga è utile per trasmettere la forza a terra con l’asciutto, non vale la stessa osservazione invece con manti stradali bagnati.
Il fenomeno del "sostentamento idrodinamico del pneumatico", meglio conosciuto come "aquaplaning", che si presenta quando la superficie stradale è ricoperta da un velo d’acqua che si interpone tra il pneumatico e la strada, riduce la superficie di contatto in maniera proporzionale alla velocità di avanzamento del veicolo ed inversamente proporzionale alla sezione del pneumatico. Un pneumatico largo è quindi solitamente più soggetto all'aquaplaning a causa delle sue dimensioni anche se, proprio per queste sue naturali attitudini, è spesso dotato di un battistrada studiato in modo da garantire un buon drenaggio.

Condizioni di aderenza trasversale:
deriva del pneumatico

Si assuma un pneumatico sottoposto ad un carico P, che ruoti indisturbato lungo una traiettoria rettilinea, e sul quale nasca in un certo istante una forza Fy trasversale. Si nota in questo caso come il pneumatico subisca una deviazione angolare (detta angolo di deriva o slip angle) che modifica la traiettoria del pneumatico. Quest’angolo aumenta proporzionalmente al carico applicato fino ad un punto in cui la curva presenta un asintoto orizzontale, corrispondente alla perdita di aderenza del pneumatico.
Il coefficiente angolare di questa curva rappresenta quindi la rigidezza laterale del pneumatico. L’andamento di questa curva è influenzata da molti fattori quali: il tipo di pneumatico, il tipo di fondo stradale, il peso agente sul pneumatico e la pressione di gonfiaggio p0.

A parità di fondo stradale e di pneumatico si può dimostrare come l’angolo di deriva sia in funzione dei due rapporti, Fy/p e p/p0, dai quali si può notare l’effetto contrastante del peso.
A parità delle altre variabili esiste un intervallo in cui il peso provoca un effetto stabilizzante sulla deriva (fino a 5000 Kg) che diventa instabilizzante (sopra i 5000/6000 kg) aumentando quindi la deriva.
La deriva è una quantità che dipende da molti fattori, primi tra i quali le forze verticali e trasversali a cui è sottoposta la ruota. Un indice che definisce la risposta del pneumatico in funzione dei carichi verticali e trasversali è la "rigidità di deriva", grandezza che esprime l’entità del carico che il pneumatico può sopportare reagendo in modo lineare e omogeneo. Maggiore risulta la rigidità di deriva e più lineare è il comportamento del pneumatico nei confronti della deriva, anche intervenendo materialmente sui carichi verticali.
L’angolo di deriva aumenta all’aumentare delle forze trasmesse (siano esse frenanti o di trazione) e diminuisce al diminuire della pressione di gonfiaggio p0.
Un pneumatico a struttura radiale non avverte in rettilineo l’eventuale afflosciamento, palesandolo in maniera molto evidente e repentina, con molta deriva, solamente in caso di curva.
I pneumatici racing presentano un grip (coefficiente d’attrito) che arriva a 1.8, contro 0.5/0.7 di un comune pneumatico, sconfinando quindi nel campo degli adesivi.
Il fattore principale di un pneumatico da corsa è infatti il grip, che può essere incrementato aumentando la superfici di contatto tra i due corpi abbassando la pressione per unità di superficie.
Diminuendo la pressione specifica e aumentando la sezione si ottiene un vantaggio nelle situazioni estreme durante le accelerazioni, frenate e nelle curve effettuate al limite, arrivando ad esercitare un grip superiore a quello tollerato.
Aumentando però al superficie e diminuendo la pressione si arriverebbe al punto (lavorando sempre con la stessa mescola) in cui si verifica una perdita di aderenza per via del valore del carico unitario per superficie troppo basso.
All’aumentare della larghezza del pneumatico la mescola utilizzata diviene via via più morbida e tale da garantire, anche con un carico basso, un’aderenza più alta.
Un pneumatico di formula uno è composto da mescole molto tenere che al raggiungimento delle temperature di esercizio (90°-120°C) diventano estremamente morbide da attaccarsi all’asfalto in modo da scaricare a terra le enormi potenze dei motori (800cv).
Nella F1 il pneumatico svolge parte della funzione tipica della sospensione facendo lavorare la propria esigua carcassa come molleggio per il veicolo. Gli scuotimenti infatti ben difficilmente superano il paio di centimetri e almeno 3/4 di questi vengono assorbiti dalla gomma. La rimanente sollecitazione si scarica attraverso i braccetti sul complesso molla ammortizzatore.

Slip angle

Le caratteristiche di una gomma racing prevedono di riuscire ad ottenere il massimo grip possibile in modo da migliorare la tenuta di strada ed il comportamento del mezzo.
Questo aumento va ricercato sperimentalmente attraverso vari parametri quali: pressione di gonfiaggio del pneumatico, camber, larghezza del cerchio e temperatura di lavoro della mescola.

Riguardo alla pressione di gonfiaggio è necessario osservare come ad una pressione bassa l’attrito è basso, ma la gomma presenta grandi distorsioni non riuscendo quindi ad poggiare l’intero battistrada a terra. All’aumentare della pressione il grip aumenta ed ovviamente il battistrada si distende completamente. Oltre il valore massimo del grip il suo valore inizi a diminuire per via delle deformazioni “a pancia” del pneumatico, con il risultato di alleggerire la zona di contatto della gomma con l’asfalto. La perdita di aderenza risulta comunque minore con alte pressione di gonfiaggio piuttosto che con pressioni troppo basse.
Un pneumatico gonfiato ad una bassa temperatura si riscalderà sempre più in fretta o troppo poiché, torcendosi continuamente, i suoi componenti sfregano tra loro arrivando ad un rapido degrado. In un pneumatico sottogonfiato si avrà una deriva molto alta, potendosi la gomma distorcere notevolmente, mentre gonfiandolo molto si otterranno meno deformazioni e pertanto una deriva più bassa. In questo caso si avrà allora una perdita di grip molto più repentina. Per questi motivi la scelta della pressione risulta difficile e necessita studi molto approfonditi.

Il camber è l’angolo caratteristico della sospensione e descrive l’inclinazione che l’asse passante per la mezzeria del pneumatico assume rispetto alla perpendicolare del terreno, può quindi avere valori nulli, negativi oppure positivi.
L’angolo di camber è un parametro molto critico: all’aumentare della larghezza delle gomme più questo valore assume importanza. Via via che aumenta la larghezza del pneumatico, più è necessario ridurre l’angolo di camber avvicinandolo a zero.

Anche la dimensione del cerchio sul quale è montato il pneumatico riveste molta importanza. Per avere un ottimo appoggio a terra è necessario che il pneumatico sia montato su di un cerchio di dimensioni adeguate. Con un cerchio troppo stretto il pneumatico potrà assumere una forma a ciambella, riducendo così l'impronta a terra.
Usando un cerchio sovradimensionato invece, con una pressione di gonfiaggio bassa, il battistrada rimane orizzontale ma in curva esiste il rischio che il pneumatico si sposti perdendo pressione. Con una pressione alta il battistrada assume invece una forma a semicerchio e le spalle del pneumatico, in queste condizioni, non lavoreranno più correttamente e l’impronta a terra sarà molto ridotta.

Un altro importante fattore che determina le prestazioni di una mescola è infine la temperatura: con una temperatura alta i componenti della gomma si sfalderebbero troppo in fretta, perché le catene molecolari si sbriciolerebbero arrivando ad un rapido degrado. Una temperatura troppo bassa produce maggiore durata, ma peggiore la resistenza alle alte velocità

Mie impressioni sui test

Ormai all’inizio del mondiale manca un mesetto e già si sono svolte tre sessioni di testcollettivi per testare la forma di ogni singolo Team. Non è ancora tutto chiaro sulle realiforze dei vari team. Per ora si possono solo fare solo delle supposizioni in quanto lemonoposto non sono ancora in versione definitiva, non si conoscono i carichi di benzinausate dai team durante i test.Da una prima analisi si riscontra:La Ferrari sembra avere una stabilità impressionante nelle brusche frenata. Se ricordate,aveva anche nella scorsa stagione un vantaggio sulle concorrenti in questa sono superbesotto rottura. La vettura sembra essere molto equilibrata sia nelle curve lente e soprattuttoin quelle veloci. Questa caratteristica permette di essere molto “gentile” sulle gomme el’usura è minore rispetto ad altre squadre.La Red Bull riesce ad aprire il gas in uscita dalle curve molto prima rispetto a tuttigli altri team. L’usura delle gomme è più elevata rispetto a Ferrari infatti tende adiventare “nervosa” un po’ prima rispetto alla rivale Modenese.La Mercede sembra disastrosa, lenta e soprattutto molto difficile da gestire. Sul girosingolo i piloti sembrano riuscire a limitare i danni ma in configurazione di gara il ritmo èabbastanza lento a causa del notevole degrado delle gomme Pirelli. Vedendo i piloti inazione sembra essere più a suo agio Schumacher rispetto a Rosberg anche se i tempi inpista dicono il contrario.La McLaren è ancora un grosso punto interrogativo. Vedendola girare in pista sembravamolto più equilibrata e veloce nelle mani di Hamilton mentre con Button sembrava ancoramolto nervosa e poco equilibrata. Sul giro singolo ha dimostrato una discreta velocitàmentre sul ritmo gara paga circa 1,5 s al giro rispetto a Ferrari e Red Bull.La Lotus - Renault sembra essere molto consistente soprattutto con molta benzina abordo in quanto il telaio sembra essere ben bilanciato e l’usura delle gomme parein linea con i migliori team.Sulla Foce India non mi sento ancora di esprimere un pare in quanto è sembrata a voltemolto nervosa mentre in altre occasioni sembrava più equilibrata.La Williams, invece, è sembrata essere velocissima con poca benzina a bordo mentrea dimostrato di soffrire con un carico elevato di benzina a causa del poco equilibrio deltelaio in queste condizioni. In ogni caso sembra essere tra i primi quattro team in questomondiale 2011.Team Lotus, sembra aver fatto un notevole passo avanti rispetto alla scorsa stagionein quanto il carico aerodinamico generato dal telaio sembra essere molto più elevatorispetto che abbia acquisito una certa carico aerodinamico rispetto allo scorso anno. Diquanto sarà questo passo avanti è difficile dirlo a priori ma solo le prime gare potrannostabilirlo. Per quanto riguarda la Virgin e l’ HRT non esprimo nessuna opinione ma le loromonoposto non sembrano essere molto competitive.Ho ricevuto da alcune persone presenti ai test di Barcellona alcune foto dei pneumaticiPirelli usati duranti i test. Non mi è stato detto quanti giri avevano percorso queste gommema dalle foto sembravano molto degradate.Osservando il degrado delle gomme e il comportamento in pista, Ferrari e Red Bullsembrano essere nettamente davanti agli altri team sia con poca benzina sia in condizionidi carico di benzina. Per gli altri Team arrivare a raggiungere le prestazioni di questi dueTeam sarà molto difficile durante la stagione anche perché il gap riscontrato in questi primitest è abbastanza elevato.

lunedì 21 febbraio 2011

Giro per Giro F150th-RB7-MP4/26


F. MASSA (F150th)M. WEBBER (RB7)L. HAMILTON (MP4/26)
09:04h
Giro di installazione
09:02h
Giro di installazione
09:05h
Giro di installazione
09:32h
1:29.542
09:23h
1:39.620 (Box)
09:21h
1:31.487
1:28.60010:49h
1:26.883 (Bandiera Rossa)
1:27.561
1:28.11711:05h
1:25.792
1:27.602 (Box)
1:28.7581:25.90509:21h
1:31.487
1:28.2791:26.15809:41h
1:29.671
1:28.3371:27.3601:29.075
1:28.4501:26.188 (Box)1:29.091 (Box)
1:28.91911:53h
1:23.442 (VR)
10:01h
1:30.046
1:29.812 (Box)1:24.314 (Box)1:29.190
10:03h
4 èrove di partenza (Box)
12:10h
1:23.850
1:29.312 (Box)
10:38h
1:26.281
1:25.008 (Box)10:32h
1:30.251
1:26.36412:28h
1:23.954
1:30.824
1:26.4181:24.507 (Box)1:30.272
1:26.564 (Box)12:50h
1:30.797 (Box)
1:31.229 (Box)
11:01h
1:25.676
14:31h
(Box)
11:05h
1:31.811
1:26.06314:38h
1:31.814
1:31.338
1:26.163 (Box)1:30.5261:32.258 (Box)
11:23h
1:27.607
1:30.611:17h
1:30.894
1:27.7661:30.81:31.400
1:27.7331:30.91:31.172
1:27.8491:31.31:31.047
1:27.6231:31.61:31.257
1:27.7331:31.91:30.933
1:28.0261:32.31:31.343
1:28.6241:32.9211:31.127
1:28.2461:32.453 (Box)1:31.432
1:28.573 (Box)15:07h
1:30.022
1:31.484
12:01h
1:27.333
1:29.8561:31.858
1:28.2251:29.8911:32.675
1:27.9241:30.2321:34.066
1:27.8471:30.2491:33.114 (Box)
1:28.0101:30.26812:01h
1:33.504
1:28.9111:30.0521:31.493
1:30.5691:30.1651:32.278
1:28.8171:30.2481:31.270
1:29.7451:30.5701:31.766
1:29.681 (Box)1:31.2611:32.425
12:32h
1:24.929 (Box)
1:31.2731:32.072
12:45h
1:25.936
1:34.3581:32.094
1:26.2801:32.344 (Box)1:32.371
1:26.30616:20h
1:29.708
1:32.242
1:26.8581:26.378 (Box)1:33.033
1:27.38516:51h
Passa per la pitlane
1:34.622
1:27.3501:26.8931:34.339 (Box)
1:27.3111:26.18612:47h
1:25.094
1:28.0381:26.279 (Box)1:25.544 (Box)
1:27.952 (Box)12:57h
1:25.181
14:29h
1:28.578
15:03h
(Box)
1:29.09515:15h
1:32.039
1:29.5161:31.605
1:29.3711:31.781
1:29.6671:31.926
1:29.7141:32.385
1:29.8011:32.942
1:29.8211:35.623
1:29.91:35.836 (Box)
1:30.015:36h
1:31.200
1:30.21:30.641
1:30.21:31.082
1:30.51:31.037
1:31.31:31.510
1:31.51:32.030
1:31.582 (Box)1:32.287
15:04h
1:28.732
1:32.943
1:29.3021:33.194
1:29.4861:33.896 (Box)
1:30.10616:00h
1:30.366
1:30.3271:30.151
1:30.6161:30.580
1:30.3271:30.618
1:30.6161:29.849 (Bandiera rossa)
1:30.91116:29h
1:29.530
1:31.0611:29.768
1:31.597 (Box)1:29.926 (Bandiera rossa)
15:41h
prove di partenza
16:49h
1:24.003 (VR)
1:25.4701:43.115
1:25.7961:24.095 (Box)
1:25.517
1:25.860
1:26.010 (Box)
16:06h
1:23.531 (Box)
16:18h
1:23.881
1:32.615
1:24.389
1:34.828 (Box)
16:31h
1:22.625 (VR)
1:39.481 (Bandiera rossa)
16:49h
4 prove di partenza (Box)

Mark Webber Vs Felipe Massa Vs Sergio Perez

Ho messo a confronto tre simulazioni di gare effettuate ieri nei test di Jerez. Quello che sorprende è che nonostante tutti hanno osannato il passo gara della Red Bull di Mark Webber, si può notare come il passo gara avuto dalla Ferrari di Felipe Massa sia stato, anche se di poco, migliore. Molto più lento, invece, Segio Perez con la Sauber - Ferrari.

domenica 20 febbraio 2011

Giro dopo giro F150th-RB7-MP4/26

Guarda come hanno sviluppato il loro lavoro sul Lewis  (McLaren), Felipe  (Ferrari) e Mark  (Red Bull),  che  hanno partecipato al terzo giorno di test sulla pista di Barcellona .

La tabella che segue è abbastanza semplice. Verranno prese in considerazione giri cronometrati, e anche i giri di rientro ai box e quelli di lancio. (box), a sua volta, significa che al giro successivo il pilota in questione è tornato ai box, mentre (VR) è il giro più veloce della giornata. Inoltre, abbiamo anche i tempi che i piloti sono stati costretti a interrompere il loro lavoro da una bandiera rossa.

Tuttavia, a causa di un problema tecnico, non abbiamo potuto raccogliere i dati di  cinque giri di FelipeMassa.


F. MASSA (F150th)M. Webber (RB7)L. HAMILTON (MP4/26)
9:06 pm
Installazione 2 giri
9:05 pm
Giro di installazione
9:07 pm
Giro di installazione
9:57 pm
1:43.525
9:21 pm
1:45.251
9:18 pm
(Box)
1:42.7971:43.1069:32 pm
1:45.417
1:43.2221:42.7281:43.683
1:42.4251:45.052 (Box)1:46.199
1:42.407h 10:39
1:43.393
1:45.420
1:42.2451:44.0091:44.923
1:42.3271:43.6721:45.620 (Bandiera Rossa)
1:42.0801:44.0429:59 pm
1:44.216
1:41.8521:44.1451:47.487
1:41.3751:44.3711:45.949
Passa per pitlane (Box)1:43.7691:46.384
h 10:47
02:00 .. 60
1:42.6321:45.977 (Box)
1:42.2221:42.902h 10:43
(Box)
1:42.9821:42.851h 10:51
(Box)
1:42.7021:43.238 (Box)h 11:12
1:45.309 (Box)
1:42.874H 11:13
1:44.197
h 11:27
1:46.087
1:42.634 (Box)1:43.1931:45.435
H 11:20
1:43.199
1:43.2061:45.271 (Bandiera Rossa)
1:42.9131:43.992h 12:32
1:35.504 (Box)
1:42.4371:42.532H 12:48
1:29.116
1:42.0481:42.2311:33.304
1:41.8931:44.4901:36.345
1:42.1801:44.5951:28.573
1:41.662 (su pista)1:42.6071:28.683
h 12:04
1:41.320 (su pista)
1:42.2401:28.053
H 12:38
1:36.547
1:43.316 (Bandiera Rossa)1:30.112 (Box)
1:43.553h 11:49
1:41.579
h 14:18
1:30.156
1:35.212 (Box)1:41.7161:27.436
h 12:55
Passa in pitlane(Box)
1:42.6141:26.819
h 14:16
1:32.920
1:43.0211:32.982
1:31.7451:41.8271:27.284 (Box)
1:32.1761:41.849h 15:12
1:25.845
1:43.3711:42.3431:32.452
1:31.6731:42.8921:27.036 (Box)
Passa in  pitlane (Box)1:42.159h 15:29
1:23.914 (Box)
h 14:48
Passa in pitlane
1:41.258 (Box)h 15:39
1:23.858 (VR) (Box)
(Nessun dato)h 12:28
11 pratica pitstop
h 15:59
1:29.325
(Nessun dato)1:41.6731:30.118
(Nessun dato)1:32.5381:28.938
(Nessun dato)1:36.1491:30.097
(Nessun dato)1:30.9371:30.591
1:29.7741:31.5331:30.657
1:31.8531:31.648 (Box)1:31.422
1:37.390h 14:30
(Scatole)
1:32.587
1:32.498h 14:47
Passo dopo pitlane
1:34.494 (Box)
1:32.5211:29.776h 16:31
1:29.503
1:32.6241:29.8751:29.164
1:32.8001:30.1251:29.495
1:32.9901:30.4261:29.707
1:33.8931:30.6781:32.111
1:33.9671:30.8861:30.862
1:34.4061:31.0211:34.806
Pitstop1:33.2681:30.811
1:31.551Pitstop1:37.009
1:26.508 (VR)1:27.4571:31.178
1:26.9901:27.9931:31.430
1:31.4521:28.9691:32.371
1:27.3581:29.8341:44.520
1:27.4651:30.2121:51.969
1:27.6651:30.8791:49.241 (Box)
1:28.3481:31.172
1:28.4731:31.369
1:28.9621:31.957
1:32.1951:32.402
1:28.0801:32.636
1:28.140 (Box)1:33.251
h 16:55
(Box)
1:33.639
Pitstop
1:29.941
1:29.678
1:29.853
1:30.345
1:30.818
1:30.246
1:30.864
1:30.431
1:30.600
1:30.770
1:30.613
1:30.648
1:30.842
1:30.337
1:31.140
1:32.396
1:32.545
1:32.364
1:33.610
1:33.249
Pitstop
1:24.995 (VR)
1:28.324
1:29.115
1:28.402
1:28.341
1:28.375
1:29.036
1:28.564
1:29.046
1:29.465
1:28.664
1:29.138
1:32.022
1:29.261
1:30.155
1:29.862
1:30.341
1:30.752 (Box)
h 16:50
1:29.299
1:27.599
1:32.819
1:31.573(Box)



sabato 19 febbraio 2011

Ferrari F92

In questi primi mesi dell'anno si sta parlando molto della famosissima e poco fortunata Ferrari F92. Voglio spiegarvi tramite questo pezzo i concetti fondamentali di quest'auto e i motivi del suo fallimento.




Presentata ufficialmente nel febbraio 1992, la Ferrari F92 A stupì gli addetti ai lavori. Si trattava , per l'epoca, di una monoposto rivoluzionaria, caratterizzata dalla pance sollevate dal fondo vettura. Purtroppo, alla prova dei fatti, la F92 A si dimostrò poco competitiva (anche nella successiva versione AT con cambio trasversale), oltre che scarsamente affidabile.I migliori risultati ottenuti da Jean Alesi nel 92 furono i terzi posti nel GP di Spagna e Canada mentre il suo compagno di squadra Ivan Capelli non andò oltre la quinta posizione conquistata in Brasile. Nella classifica riservata ai costruttori, la Ferrari fu quarta staccata in modo molto netto da Williams, Mclaren e Benetton. Il campionato mondiale piloti venne dominato da Mansell con la Williams Renault. Alesi fu solo settimo e Capelli addirittura dodicesimo nella classifica iridata.
Il telaio della F92 A fu progettata sotto la supervisione di Steve Nichols, tecnico proveniente dalla Mclaren, Harvey Postelthwaite, tornato da poco alla direzione tecnica della Ferrari, non aveva infatti avuto tempo per seguire la progettazione della vettura. La monoposto esasperava alcuni concetti aerodinamici sviluppati da Jean-Claude Migeot, tecnico francese arrivato in f1 con la Renault e già alla Ferrari alal fine degli anni 80, prima di passare in Tyrrell. Proprio sulla Tyrrell 019 del 1990, Migeot introdusse il muso rialzato, che da allora caratterizza la maggior parte delle vetture da Gran Premio.


Nel tentativo di sfruttare ancor meglio i flussi d'aria nella parte inferiore della monoposto, Migeot studiò un'inedita soluzione che prevedeva un fondo della vettura staccato di circa 15 cm dalle pance. Questo con l'obiettivo di avere più carico aerodinamico e quindi maggiore aderenza. Del tutto particolare fu la forma delle pance, con le prese d'aria laterali dei radiatori separate dal resto della scocca. La profilatura del telaio tra le pance e l'abitacolo serviva a dividere il flusso d'aria destinato alla parte superiore e inferiore della vettura. Il muso, anche per liberare la zona antistante il doppio fondo, era rialzato, con l'alettone anteriore sostenuto da due piloncini. Nella zona centrale sotto l'abitacolo, il fondo della F92 A si prolungava in avanti, con una soluzione anch'essa introdotta sulla Tyrrell e poi quasi generalizzata. Si può dire che la F92 A venne concepita e sviluppata in funzione delle esigenze aerodinamiche, secondo le direttive e le esigenze di Migeot. Il doppio fondo, che iniziava in corrispondenza delle prese d'aria, si estendeva al posteriore. Ai lati dell'alettone anteriore si potevano notare dei vistosi convogliatori dell'aria, con la duplice funzione di assicurare maggiore carico aerodinamico e di dirigere il flusso d'aria interessato verso l'esterno per non disturbare la circolazione dell'aria verso il doppio fondo. Tra le caratteristiche particolari delal F92 A va segnalata la presenza di un solo ammortizzatore anteriore ancora come sulla Tyrrell 019. La vettura al contrario della Williams, non era dotata di sospensioni a controllo elettronico  chiamate familiarmente attive da molti addetti ai lavori. Il programma di sviluppo di queste ultime da parte della Ferrari era in ritardo rispetto a quello di altre squadre. L'ingegner Claudio Lombardi, divenuto nel frattempo responsabile dell'intero reparto corse, continuò a far sviluppare il 12 cilindri destinato alla F92 A sul quale, dopo metà stagione, vennero variate le misure di corsa e alesaggio. La Ferrari non comunicò mai ufficialmente le dimensioni esatte di quest'ultime ma solo la cilindrata del propulsore, di 3497 cm3. La distribuzione era a cinque valvole per cilindro, con due alberi a camme in testa per bancata. Dal GP di Monaco, il motore venne dotato di tromboncini di aspirazione dell'aria di altezza variabile per ottimizzare il rendimento nelle varie fasi di utilizzo, in accelerazione come ai massimi giri. Il cambio inizialmente fu a 6 marce di tipo longitudinale, derivato da quello della 643, la vettura della precedente stagione di F1. Dal Gp del Belgio, nel tentativo di migliore la distribuzione dei pesi, la F92 A venne dotata di un cambio trasversale sempre a 6 marce.
la vettura assunse la denominazione di F92 AT. La carriera agonistica della Ferrari del 92 fu veramente poco fortunata. Oltre a problemi di tenuta di strada e di equilibrio generale, si scoprì presto che le dimensioni delle prese d'aria e dei radiatori, sacrificati in uno spazio ristretto al fine di lasciare spazio al doppio fondo, erano insufficiente. L'inevitabile surriscaldamento del motore portò a parecchie rotture di quest'ultimo nella prima parte di stagione. Per migliorare il raffreddamento e il rendimento del motore furono ampliate la presa d'aria sopra la testa del pilota, il serbatoio e le canalizzazioni dell'olio. Modifiche per migliorare la tenuta di strada, come dotare di sensori l'ammortizzatore per limitare il rollio dell'avantreno servirono a poco. Alesi fu quarto in Brasile e terzo in Spagna sul bagnato. Il francese terminò a podio, terzo, anche in Canada, finendo quinto in Germania. Poi più nulla sino ai gp finali di Giappone e Australia dove Alesi si piazzò quinto e quarto. Capelli raccolse soltanto un quinto posto in Brasile e un sesto in Ungheria. La F92 A portò poca fortuna al pilota milanese che venne sostituito da Larini nei gp finali di Suzuka e Australia.

Il fallimento di questa monoposto non è stato solamente la mancanza delle sospensioni attive che la Williams in quegli anni aveva e dominava le stagioni. Il problema fondamentale era che il progetto della F92 era validissimo sulla carta ma non in pista.
In sostanza la vettura era concepita per correre in condizioni ideali, dove i flussi d'aria la percorrevano soprattutto in senso longitudinale, ma nella realtà doveva fare i conti coi venti, la cui direzione cambiava in base al punto della pista in cui l'auto si trovava. Il doppio fondo della Ferrari era nato per funzionare con una vettura molto vicina al fondo stradale: era la seconda fase evolutiva degli studi fatti Migeot dopo il muso rialzato della Tyrrell 019 del 1990. Lo scopo era quello di dare maggiore energia al flusso d'aria davanti alle pance, normalmente molto disturbato, in modo da contrastare il rallentamento e quindi ottenere più deportanza. Con l'andare della stagione ci si accorse che a 2 - 3cm da terra il carico aerodinamico crollava!!, le cause si dice erano dovute alle diverse condizioni che si verificano in una galleria del vento e quelle che si verificano sul circuito, per ottenere un certo vantaggio bisogna viaggiare nelle stesse condizioni della galleria del vento ovvero la monoposto doveva avere le sospensioni talmente rigide da sembrare un enorme go kart!!. Però il doppio fondo piatto aveva dato dei vantaggi in altri campi: si poterono fare le prese di raffreddamento più piccole, il vantaggio di non imbarcare sporco che finivano nei radiatori. Le pance così sollevate permettevano di evitare la zona del cosiddetto "strato limite", fino a cinque centimetri dall'abitacolo il flusso d'aria è detto "stanco", sugli aerei da combattimento le prese dinamiche sono sempre staccate dalla fusoliera per evitare questo fenomeno, in una formula uno il guadagno è molto meno sensibile, comunque sulla F92A anche e le prese d'aria erano piccole è staccate dall'abitacolo , ed il raffreddamento era ottimo.

CARATTERISTICHE TECNICHE:

Season: 1992
Drive: Rear
Gearbox: Transverse gearbox
Gearbox Control: semi-automatic with electronic management
Number of speeds: 6 + reverse
Brakes: Ventilated carbon discs
Suspension: Independent, with strut springing
Chassis: Composite: carbon fibre honeycomb
Distance Raced: 1,312 laps ( 3,787 miles)
Engine placement: Rear
Differential:self-locking differential

Length: 4,350 mm
Width: 2,135 mm
Height: 978 mm
Fronttrack: 1,810 mm
Reartrack: 1,678 mm
Weight: 505 kg with water and oil
Wheels: 13" (front and rear)

Races: 16
Entries: 32 Starts: 32
DNF: 20 62.50%

Giro dopo giro F150th-RB7-MP4/26

(Giorno 2 - Barcellona F1 Test)

Sebastian Vettel ha tenuto una simulazione di gara, interrotta da una bandiera rossa.


Eccovi, come hanno sviluppato il lavoro sul circuito di Barcellona il campione del mondo Sebastian Vettel (Red Bull), il due volte campione del mondo Fernando Alonso (Ferrari)  e il campione del mondo 2009, Jenson Button (McLaren), che hanno disputato la seconda giornata di test.

La tabella che segue è abbastanza semplice. Verranno prese in considerazione giri cronometrati, e anche i giri di lancio. Box significa che il pilota è tornato ai box alla fine del giro, mentre (VR) è il giro più veloce della giornata. Inoltre, ho anche evidenziato  le volte in cui i piloti sono stati costretti a interrompere il loro lavoro per qualche bandiera rossa. Ci sono stati solo due casi: la bandiera rossa per il problema elettrico di Fernando Alonso e quella che ha interrotto la simulazione di gara di Sebastian Vettel.

Il tedesco è inseguito ritornato in pista ma dopo un solo giuro lanciato ha dovuto ritornare ai box a causa di un problema tecnico sulla sua vettura. E' riuscito a terminare la simulazione di gara solo qualche minuto dopo.

Questa tabella mostra il degrado delle gomme Pirelli, anche se va notato che alcuni rallentamenti improvvisi no sono dovuti esclusivamente alla gomme ma posso essere causa di sorpassi, errori o test aerodinamici a velocità costante

Top speed:308 km/h (190 mph)
Average speed:205 km/h (127 mph)
Pitlane loss:18.6 s
Pitlane length:370 m
Gear changes per lap:44
Time at full-throttle:57%
Time under braking:12%
Fuel effect:0.08 s per lap of fuel
Fuel consumption:2.30 kg per 5 km
Tyre allocation:soft/hard
Engine demand:
Tyre wear:
Brake demand:
Downforce level:


F. ALONSO (F150th)S. Vettel (RB7)J. BUTTON (MP4/26)
9:02 pm
Installazione 2 giri
9:37 pm
Giro di installazione
9:37 pm
Giro di installazione
9:29 pm
(Bandiera Rossa)
9:24 pm
Passo dopo pitlane(Scatole)
h 09:20
(Box)
h 10:07
1:25.908
9:48 pm
Sette le pratiche pitstop(Box)
9:50 pm
(Box)
1:25.438h 10:20
1:26.558
9:59 pm
(Box)
1:25.6521:26.158h 12:50
1:27.435
1:25.9151:26.1921:27.027
1:26.331 (Box)1:26.7251:31.816
h 10:34
1:25.446
1:26.805 (Box)1:27.574
1:25.299H 12:06
1:25.025
1:27.853
1:25.4711:24.854 (Box)1:28.237 (Box)
1:28.209h 12:14
1:24.649
h 14:05
1:26.036
1:25.857 (Box)1:25.199 (Box)1:33.989
h 10:53
1:25.455
h 12:26
1:23.410
1:25.950 (Box)
1:25.2471:24.185 (Box)h 14:28
1:24.923 (VR)(Box))
1:34.107h 12:34
1:23.315 (VR) (Box)
h 14:49
1:29.933
1:26.367(Box)h 12:43
6 simulazioni di  pitstop(Box)
1:29.554
h 12:18
1:28.147
h 14:08
(Box)
1:29.750
1:28.166h 14:24
Passa perla pitlane
1:30.142
1:28.0471:29.7591:29.834
1:27.9281:30.1021:30.359
1:27.8921:30.3611:30.217
1:29.765 (Box)1:30.4771:30.310
h 12:37
1:27.273
1:30.8921:30.412
1:27.5731:30.8781:31.021
1:27.628 (Box)1:31.3811:31.056
h 12:51
4 simulazioni di partenza in corsia box(Box))
1:31.6501:31.707
h 15:30
1:24.449
1:32.1451:32.448
1:25.2231:32.5641:32.698
1:25.896Pitstop1:33.713 (Box)
1:26.1701:29.846h 15:45
1:29.429
1:28.2621:29.2481:28.838
1:27.6241:29.2281:28.832
1:27.0431:29.4201:29.447
1:27.4361:29.9701:29.856
1:27.6751:30.2571:29.768
1:27.9691:29.9131:29.837
1:28.4291:30.1711:30.154
1:28.806 (Box)1:30.4251:30.866
h 16:01
1:24.593
1:30.4191:31.069
1:25.3771:30.7541:31.793
1:26.0871:31.0591:31.780(Box)
1:28.3461:31.423
1:27.0581:32.146
1:26.188Pitstop
1:26.2211:28.403
1:26.0631:28.405
1:26.3621:28.747
1:26.2421:28.624
1:26.1451:29.113
1:26.2121:30.071
1:26.3431:29.235 (Bandiera Rossa)
1:26.5281:29.849 (Box)
1:26.666h 16:14
1:28.122
1:28.6601:27.575
1:27.104 (Box)1:27.913
h 16:34
1:23.978 (VR)
1:28.019
1:24.8521:27.972
1:25.7241:28.011
1:26.5631:28.005
1:27.6681:28.671
1:27.6571:28.948
1:27.8161:28.480
1:28.415 (Scatole)1:28.840
h 16:52
3 Passaggi in pitlane
1:29.088
1:28.879
1:29.803
1:29.113
1:29.693
1:30.492 (Box)
h 16:49
6 simulazioni di  pitstop (box)



mercoledì 16 febbraio 2011

Il sistema di raffreddamento della McLaren MP4-26

McLaren a differenza di altre squadre ha usato tantissime soluzione all’avanguardia e molto estreme. Una di queste è stata usata anche per il raffreddamento della MP4-26. Con il ritorno del KERS è ritornata la sfida per riuscire a raffreddare tutti i suoi componenti in modo che quest’ultimo funzioni alla perfezione senza avere nessun problema dovuto al surriscaldamento.



McLaren ha optato per rimuove le piccole aperture che aveva nelle fiancate nella stagione 2009 per raffreddare il KERS e tutti i suo sistemi derivati. I tecnici di Woking hanno deciso di sfruttare delle particolari prese sul roll bar (vedi foto) abbandonando qualsiasi fessura sui sidepod. Una vettura di Formula 1 ha bisogno di raffreddare l’acqua e l’olio motore, l’olio del cambio e tutte le componenti per far funzionare il KERS( batterie, MGU, ecc).

Con l’abolizione, nel 2010, dei rifornimenti, le squadre hanno dovuto disegnare serbatoi molto più grandi che hanno fatto si che le fiancate diventassero più grandi e ingombranti. Tutto questo ha fatto si che venisse molto disturbato il flusso d’aria verso il diffusore posteriore e l’ala posteriore.



La McLaren con la Mp4-26 ha introdotto nella zona del roll bar varie aperture che vanno a raffreddare ciascuna un circuito fondamentale per il buon funzionamento del pacchetto meccanico. Lo sfogo con sezione triangolare va ad alimentare il motore Mercedes, le due “orecchie” ai lati dello sfogo triangolare vanno a raffreddare il cambio e la zona posteriore della monoposto. Infine, lo sfogo “grigliato” sotto la sezione triangolare che alimenta il motore, viene usato per raffreddare tutte le varie componenti del KERS. Mentre i vari liquidi di raffreddamento (olio e acqua) vengono raffreddati tramite le fiancate a L.

Grazie a questo particolare sistema di raffreddamento la McLaren è riuscita a realizzare questo particolarissimo sistema di fiancate che permette di portare un enorme quantitativo di aria “pulita” nella zona del diffusore posteriore e dell’ala. Solo la pista però dirà se la soluzione sarà valida o no.





martedì 15 febbraio 2011

L' aerodinamica

Cos'è l'aerodinamica? Già il nome ci suggerisce che l'aerodinamica è la scienza che studia la dinamica, cioè il movimento, del fluido nel quale si muovono la maggioranza dei mezzi di trasporto costruiti dall'uomo. Perché lo studio di questa scienza è così importante nella progettazione delle automobili ed in particolare di monoposto di F1? Perché l'aria (che si presenta come un gas trasparente difficile da indagare e studiare con semplici strumenti, tanto da rendere necessaria la costruzione di costosissimi impianti quali le gallerie del vento) acquista moltissima importanza quando un corpo si muove in essa, condizionandone pesantemente il moto a causa della resistenza che il fluido esercita sul corpo e delle interazioni reciproche che si vengono a creare (basti pensare ad una piuma che cade a terra molto più lentamente di una sfera di piombo, nonostante la legge di gravitazione universale gli imponga (nel vuoto!) di cadere con la stessa accelerazione di 9,8 m/s2). E' evidente quindi quanto, fin dai primordi, lo studio aerodinamico sia stato una componente fondamentale della progettazione di auto da corsa e l'importanza di questa componente aumentava con l'incremento delle potenze dei motori e quindi delle velocità massime.




L'inizio



La F1, rappresentando fin dagli esordi nei primi anni '50 la punta di diamante delle competizioni automobilistiche mondiali, dette modo ai progettisti di dare il meglio di sé in ogni settore. In particolare l'aerodinamica assunse subito un ruolo abbastanza importante (nonostante i limiti tecnologici dell'epoca), in quanto, per definizione, le monoposto di F1 hanno il grosso handicap delle ruote scoperte, che rappresentano un notevole freno aerodinamico. Si presentava quindi il problema di trovare una forma per i bolidi che garantisse la miglior penetrazione nell'aria. I primi progettisti non dovettero sforzarsi più di tanto nell'individuare tale forma, dato che era già presente in natura: la goccia.



La leggendaria Auto Union del '37



Seguendo una moda che era già in voga nel periodo fra le due guerre, le fusoliere venivano disegnate con la forma più affusolata possibile, piazzando apposite bombature alle spalle del pilota o nelle fiancate (vedi la D50) in modo da rendere il più possibile laminare il movimento (relativo) dell'aria attorno al corpo vettura e quindi da limitare le turbolenze.





La Ferrari D50 (che era in origine un progetto Lancia) vinse il mondiale di F1 nel '56 con Fangio






Gli anni '60



Durante gli anni '60 l'estremizzazione della ricerca della massima penetrazione aerodinamica portò alla progettazione di macchine sempre più lunghe (anche a causa del motore posteriore), e sottili, con la posizione del pilota sempre più sdraiata, tanto da rendere celebre la loro forma a "sigaro".






Ma nel '67 su molte vetture comparvero delle appendici che avrebbero stravolto la forma delle monoposto negli anni a venire: le ali. L'introduzione delle appendici alari, sfruttando la notevole spinta in basso prodotta, permise di incrementare notevolmente le velocità di percorrenza delle curve e il problema derivante dalla notevole resistenza all'aria che tali appendici generavano venne quasi subito superata introducendo gli alettoni mobili.Queste appendici evolute venivano regolate direttamente dal pilota in corsa, il quale, agendo su una leva, le inclinava prima della frenata per rallentare più efficacemente, percorreva la curva velocemente, sfruttando la maggior aderenza sull'asfalto e una volta nel rettilineo posizionava l'ala in orizzontale, così da minimizzare il freno aerodinamico e sfruttare appieno la potenza del motore. Tuttavia lo scarso livello della tecnologia dell'epoca e anche l'impossibilità di evitare guasti ad un così delicato meccanismo, causarono numerosi tragici eventi, che culminarono con un drammatico incidente nel GP di Spagna del '69, dove cedettero le ali sulle Lotus di Rindt e Hill. Per la prima volta il potere sportivo impose dei limiti sull'aerodinamica delle vetture imponendo delle ali fisse.




Gli anni '70

Gli anni '70 hanno rappresentato a mio avviso il decennio più fertile e generoso di idee per la F1, perlomeno nel campo delle innovazioni aerodinamiche delle vetture, con l'introduzione e l'affermazione di nuovi concetti alla base della progettazione dei telai e delle appendici.  Nei primi anni del decennio le vetture erano caratterizzate dalle ali, obbligatoriamente fisse, agganciate al corpo vettura in posizione più bassa rispetto alle prime apparizioni nelle auto degli anni '60 (che avevano appendici rialzate rispetto alla scocca). L'aumento delle dimensioni delle ruote, l'introduzione dell'airscoop (la presa d'aria per l'alimentazione del motore) e lo spostamento dei radiatori nelle fiancate fecero mutare radicalmente l'aspetto delle monoposto, che apparivano ora più larghe e schiacciate al suolo, con varie estremità che rendevano vario e spigoloso l'andamento della carrozzeria.



Emerson Fittipaldi, iridato nel '72 con la Lotus





Era un periodo in cui era molto facile riconoscere una squadra dall'altra, per la grande diversità e varietà delle soluzioni adottate da ogni progettista, un periodo in cui anche una piccola squadra, come la Hesketh, poteva togliersi  la soddisfazione di stare davanti ai marchi più blasonati semplicemente sfruttando l'ingegno e l'intuito dei propri ingegneri. Forse fu proprio la nuova forma assunta dai telai, più bassi, larghi e schiacciati a terra, a suggerire a Colin Chapman di sfruttare un'altro principio della fluidodinamica, dopo l'introduzione delle ali, dando il via ad una nuova rivoluzione: l'effetto Venturi.

La prima macchina ad "effetto suolo", la Lotus 78 del '77, non passò certo alla storia per le sue poco esaltanti prestazioni, ma fornì la base per la vettura evoluzione, la Lotus 79, che vinse il mondiale nel '78 e dettò legge in fatto di progettazione delle monoposto degli anni a venire.



Lotus 79 campione del mondo con Andretti nel '78



Tanto era efficace la deportanza creata dall'effetto suolo che si ridussero sempre più, fin quasi a sparire, le "vecchie" appendici alari che ormai presentavano più svantaggi che vantaggi (quella anteriore "sporcava" il flusso d'aria in entrata nelle fiancate).





Lotus 80 nel '79 con minigonne sul muso. De Cesaris con la Lotus



Non solo, c'e chi esasperò questa ricerca dell'effetto suolo, come la Brabham nel 78 che portò ad un gran premio un macchina col fondo completamente sigillato ed un ventilatore sulla parte posteriore che toglieva aria dal fondo vettura, abbassandone la pressione. Un effetto suolo forzato! La squadra sostenne che il ventilatore serviva a raffreddare il motore, ma a fine gara l'irregolarità divenne palese e scattò la squalifica. Il carico deportante generato dalle fiancate ad ala rovesciata (da qui il nome di vetture-ala) abbinate alle minigonne, sorta di bandelle, strisce scorrevoli di materiale rigido, che sigillavano il fondo delle vetture, con l'aggiunta delle enormi potenze raggiunte con l'introduzione dei motori turbo proprio negli stessi anni, resero le Formula 1 dei mezzi difficilissimi da gestire da parte dei piloti. In curva si raggiungevano livelli di accelerazione laterale da pilota d'aereo, sottoponendo il fisico ad un grandissimo sforzo. Ne risentì moltissimo anche lo stile di guida, a causa delle sospensioni, che dovevano essere regolate più rigide per mantenere la vettura parallela all'asfalto, e le auto erano come poste su dei binari, era impossibile o quasi cambiare traiettoria in curva, una volta impostata. Le macchine erano difficilmente controllabili, spesso era difficile correggere un errore di guida, il controsterzo stava sparendo (Gilles Villeneuve era un'eccezione che però conferma la regola!!).
E c'è da dire anche che quando una vettura, urtando, alzava il musetto, in velocità, quasi sempre spiccava il volo, proprio per quella particolare forma alare, finendo a volte anche nelle tribune.



Questi fattori e anche altri, come i frequenti cedimenti delle minigonne, furono la causa di molti gravi incidenti, proprio per questo motivo nell'83 la federazione internazionale pose un'ulteriore, pesante limite sulle vetture di F1, bandendo l'uso delle minigonne e dell'effetto Venturi (tollerato solo limitatamente agli estrattori), mettendo fine ad un'era.



Proprio nel bel mezzo dell'epoca delle minigonne e dei fondi ad effetto suolo, si fece notare una squadra , la Tyrrel, che presentò una soluzione molto interessante che rappresentò però un episodio abbastanza isolato e quasi subito stroncato dalla federazione internazionale. Si tratta del progetto della monoposto a 6 ruote, finalizzato alla ricerca di una migliore penetrazione dell'aria, attraverso l'uso di quattro piccole ruote anteriori, anziché le consuete due più grandi. naturalmente gli inconvenienti tecnici non erano pochi, a cominciare dalla maggior forza centrifuga subita dal pneumatico (a parità di velocità della monoposto una ruota più piccola deve girare più velocemente) e anche il sistema di tiranti dello sterzo era decisamente complicato (dovendo garantire un'inclinazione diversa per ogni ruota). Nonostante ciò la monoposto si fece notare con alcune vittorie, prima di essere bandita per regolamento.





La Tyrrel P34-Ford nel '77






Gli anni  '80



Negli anni '80, a seguito della forte limitazione dell'effetto suolo, si vide un rifiorire di appendici alari, anche molto vistose, fatto che evidenzia il notevole sforzo dei progettisti per tenere a  terra quei mostri che avevano ormai raggiunto i 1400 cavalli di potenza (in qualifica). La monoposto più celebre e significativa del periodo è la Brabham dell'83, con la caratteristica forma a freccia.





Patrese con la Brabham BT 52 BMW Turbo



Ma ben presto si instaurò una nuova tendenza, la rastremazione delle fiancate ed in particolare della parte posteriore delle vetture, dando origine alla famosa forma a "coca-cola", il cui precursore è stato l'allora progettista della Mclaren, John Barnard.



Lauda con la Mp4/2 nell'85



In effetti non si tratta altro che della ricerca, ancora una volta, della miglior penetrazione aerodinamica, cercando di favorire il defluire dell'aria attraverso la vettura nel modo meno turbolento possibile, una ricerca necessaria, in quanto nella F1 moderna il freno aerodinamico non è più costituito solo dalle ruote scoperte, ma anche e soprattutto dagli alettoni!(Vedi: il Cx delle F1 moderne).








Gli anni '90



Allinizio degli anni '90 vide la luce, sulla Benetton progettata da Rory Byrne, un'altra soluzione che cambierà significativamente l'aspetto delle monoposto: il muso alto. Pur presentando lo svantaggio di innalzare il baricentro della vettura, il muso alto permette un maggiore afflusso di aria nel fondo scocca, il quale, nonostante l'assenza di sigilli e l'altezza minima da terra fissata per regolamento, presenta ancora un certo effetto suolo.

Durante gli anni '90 le forti restrizioni nelle misure delle appendici alari hanno reso le monoposto molto più simili fra loro ed è diventato molto più difficile per gli ingegneri inventarsi la scelta totalmente controtendenza che alla fine ripaghi in termini diprestazioni. L'unico vero cambiamento è stato l'uso generalizzato, dopo il '95, del muso alto stile Benetton.

Non a caso l'ultima "genialata" in ordine di tempo, che ha lasciato tutti a bocca aperta per l'azzardo mostrato e anche per il vantaggio effettivo ricavato, riguarda l'introduzione del muso "semi-basso" nella Mclaren di Newey del '98 (Vedi: muso alto o muso basso?).



Lo studio aerodinamico si è spostato oggi su dettagli come le carenature delle sospensioni , i deviatori i flusso, i nolder, le paratie degli alettoni, studio che necessita delle gallerie del vento, enormi, costosissimi impianti che riproducono le condizioni di gara.





La galleria del vento della Ferrari progettata da Renzo Piano, con schema.



Le ultime soluzioni riguardo le appendici aerodinamiche riguardano la ricerca di materiali elastici, con cui costruire ali "variabili" a seconda delle velocità. Un ritorno all'antico, ma molto al limite del regolamento, a discapito della sicurezza (vedi: ali che si flettono).




L'aerodinamica nella F1 moderna












"Aerodynamics is where the most performance gains can be made, but making these advances in order to be competitive is difficult"
Mike Gascoyne, Technical Director, Jordan GP




"L'aerodinamica è il settore dove può essere creato il miglior guadagno in termini di performance, ma ottenere questi progressi tanto da diventare competitivi è difficile". In questa frase del progettista della Jordan, Mike Gascoyne è sintetizzata l'importanza dell'aerodinamica nella F1 moderna, profondamente diversa dalla F1 di 30 anni fa, dove spesso la potenza e l'affidabilità di motori quali il Ford-Cosworth e il FerrariV12 sopperivano alle insufficienze aerodinamiche delle vetture che li montavano. Oggi molto spesso si può guadagnare, su una pista media, anche mezzo secondo al giro solo portando ad un gran premio un'evoluzione di un'ala provata per qualche giorno in galleria del vento con la spesa di poche migliaia di dollari, mentre per ottenere lo stesso vantaggio di prestazioni con un'evoluzione del motore occorrerebbero mesi e milioni di dollari, con lunghi test al banco ed in pista ed il pericolo di un guasto che si moltiplica con l'incrementare delle prestazioni.

Per questo è fondamentale oggi lo studio quasi maniacale dei dettagli di una monoposto, dalle paratie degli alettoni anteriori a quelle posteriori, dai deviatori di flusso, alle sospensioni col profilo alare (vedi: le sospensioni dell'Arrows A21), dalla zona "coca-cola" sempre più rastremata, alle alette davanti alle ruote posteriori, alla forma dell'airscoop, aldisegno delle protezioni ai lati del casco dei piloti, agli estrattori, al divergente posizionato sotto il muso, fra le ruote anteriori, alle prese d'aria, alla sezione del muso sempre più piccola (anche sfruttando stratagemmi al limite del regolamento).

Senza entrare troppo nella trattazione di ogni singola parte della monoposto che risulterebbe qui troppo ampia si possono fare alcuni esempi per rendersi conto del livello di sofisticazione raggiunto oggi

Il primo riguarda la galleria del vento della Benetton, costruita nel '98 e costata oltre 15 miliardi, che presenta ancora una volta una soluzione presa in prestito dall'aeronautica, la pressurizzazione.



Le gallerie del vento usate oggi dalle scuderie in F1 non sono in grado di ospitare modelli in scala 1:1, arrivando al massimo a modelli 1:2, con i conseguenti limiti di validità dei parametri riscontrati nelle prove. Attraverso la pressurizzazione a 2 atmosfere i valori registrati sono molto più simili alla realtà anche per modelli in scala.

L'importanza della corrispondenza fra i valori reali e quelli misurati in galleria del vento è evidente e spesso i limiti di queste pur costosissime strutture hanno giocato dei brutti scherzi ai teams, come alla Ferrari che l'anno scorso sviluppò un'aletta davanti alle route posteriori che in galleria (dove si raggiungono al massimo velocità relative del vento rispetto al modello di 250 Km/h) dava buoni valori di deportanza, ma in una successiva prova sul rettilineo di Vairano, superati i 330 Km/h, dava addirittura portanza!

A chi non vengono i brividi osservando la foto qui sotto?

I deviatori di flusso sono una delle componenti delle monoposto più studiate degli ultimi anni, ma sul loro reale valore ci sono molte perplessità (non solo dovute a presunte irregolarità...). Basti pensare alla bellissima gara di Schumacher in Austria nel '98, quando in un'uscita di pista perse completamente queste appendici, esibendosi in una rimonta che ha fatto venire il dubbio a molti se quelle alette non facciano andare più piano...



L'importanza delle ali come risorsa per garantire più grip alle ruote sull'asfalto è cresciuta in particolar modo dopo il '94, quando in seguito ai drammatici incidenti di Barrichello, Ratzenberger e Senna, la FIA introdusse in fondo scalinato, che impone alla vettura un limite minimo di altezza da terra di 5 cm, al di fuori di un canale centrale dove è normalmente posizionata la zavorra della vettura e dove la federazione ha imposto uno "scivolo" di legno che garantisca il rispetto delle norme (lo scivolo di legno non si può consumare oltre 1 mm!).



Nella F1 moderna il carico deportante è da attribuire in media per 2/3 alle ali (in particolare quella posteriore) e solo per 1/3 al fondo e all'estrattore posteriore.



Un' esempio sull'importanza dell'aria sui movimenti dei corpi, la caduta dei gravi:



La legge di Gravitazione Universale di Newton afferma che ogni corpo sulla terra è soggetto a questa forza:



con m1che rappresenta la massa del corpo, M  e R sono la massa e il raggio della terra e gè la costante di gravitazione universale. Possiamo scrivere la forza F che agisce sul corpo come prodotto della massa del corpo stesso per l'accelerazione che subisce (incognita).



Otteniamo:





vediamo quindi che l'accelerazione di un corpo sulla terra non dipende dalle caratteristiche del corpo!! Come mai allora una piuma cade a terra più lentamente di una pallina di piombo di ugual peso? Per il semplice motivo che la piuma offre più superficie a contatto con l'aria che frena il moto di caduta. Per ottenere un risultato più vicino a quello dedotto da Newton bisogna ripetere l'esperimento facendo il vuoto. In assenza di aria la piuma cadrà con la stessa velocità del piombino!

Il profilo a goccia dà una resistenza 7 volte inferiore alla sfera!!!

Esiste anche una formula per calcolare approssimativamente la resistenza F dell'aria rispetto ad un corpo:



dove D è la densitàdell'aria, A è l'area frontale del corpo e V è la velocità.






Basi di Fluidodinamica:



L'aerodinamica non è che un caso particolare della fluidodinamica, che è lo studio della dinamica, del movimento dei fluidi in generale. Il moto di un corpo in un fluido, quando è abbastanza lento, risulta "laminare", cioè il fluido si sposta come se fosse costituito da tante lamine sottili che scorrono l'una sull'altra. Quando il moto del corpo nel fluido è troppo veloce, si definisce "turbolento", in quanto si formano in modo caotico tanti piccoli vortici e le velocità differiscono notevolmente anche per punti molto vicini e cambiano rapidamente nel tempo. Una opportuna forma dell'oggetto può favorire il moto laminare: la forma a goccia: Il moto laminare è quello che garantisce la minor resistenza all'avanzamento, in più facilita notevolmente lo studio dei fenomeni che caratterizzano la fluidodinamica.



Moto turbolento                                 moto laminare



Se qualcuno avesse dubbi sui vantaggi aerodinamici della forma a goccia, notate bene i coefficienti scritti sotto ad ognuna delle seguenti figure:

Il profilo a goccia dà una resistenza 7 volte inferiore alla sfera!!!

Esiste anche una formula per calcolare approssimativamente la resistenza F dell'aria rispetto ad un corpo:

1/2DAV²


dove D è la densità dell'aria, A è l'area frontale del corpo e V è la velocità.








Come funzionano le ali:



Il principio di funzionamento delle ali può essere ricondotto al teorema di Bernoulli per la fluidodinamica, secondo il quale (per il moto laminare) lungo un alinea di flusso la pressione è inversamente proporzionale al quadrato della velocità. Nella figura in basso sono indicati due profili, uno curvilineo, ed uno piano. Facendo scorrere un fluido su queste superfici si nota che il la linea di fluido che scorre sul profilo superiore deve percorrere più strada, nello stesso tempo, rispetto al profilo inferiore. L'aria è quindi più veloce sopra l'ala ed è minore la pressione dell'aria.

Questa differenza di pressione fa sì che l'ala subisca una spinta verso l'alto detta PORTANZA (la freccia blu).



La freccia rossa indica la resistenza al mezzo.

Rovesciando il profilo (come si è fatto in F1)  si ottiene DEPORTANZA.



Inclinando il profilo aumenta la depressione ed aumenta di conseguenza la deportanza, ma aumenta anche il freno dell'aria (la sezione frontale è maggiore).



Inizialmente questo "inconveniente" venne superato con lo stratagemma delle ali mobili, ma nella F1 moderna, in tempi di ali fisse (o quasi, vedi: Ali che si flettono), è fondamentale trovare il miglior compromesso fra carico deportante e resistenza dell'aria. Dato che le ali servono fondamentalmente in curva, saranno i circuiti più tortuosi a richiedere un maggior carico alare, sacrificando la velocità massima in rettilineo, mentre nei circuiti con i rettifili più lunghi saranno utilizzate ali quasi orizzontali.



Configurazioni alari della F399 rispettivamente a Monte Carlo e a Monza.




Effetto Venturi:

Anche l'effetto Venturi è un'applicazione del teorema di Bernoulli che sfrutta l'accelerazione dell'aria in un condotto ricavato fra l'asfalto ed il fondo vettura.



Il condotto era sigillato perfettamente dalle "minigonne", le bandelle laterali che, scorrendo lungo le fiancate, impedivano all'aria di entrare nel fondo vettura dai lati.

Dato che la portata (quantità di aria al secondo) dell'aria sotto le fiancate non cambia, l'aria era costretta ad accelerare nel punto di restringimento del condotto, portando ad una diminuzione della pressione che determinava la deportanza.



Era fondamentale quindi garantire il massimo afflusso di aria con moto non turbolento (il teorema di Bernoulli non è più valido per il moto turbolento, si riduce l'efficienza del profilo alare) e il massimo deflusso nella parte posteriore, che avveniva per mezzo di opportuni "estrattori" (condotti a sezione via via più grande.

Nel tentativo di ridurre l'efficienza di tale soluzione la federazione internazionale impose ben presto delle minigonne fisse, non perfettamente aderenti al suolo ed arrivò nell'83 ad introdurre un nuovo fondo piatto in cui l'effetto Venturi era limitato ai soli diffusori (altro nome degli estrattori) posteriori.

Anche il fondo piatto tuttavia non è esente da rischi di "decolli", basti vedere queste immagini:



Monza '93



Le Mans '99




Il Cx delle F1 moderne:

Chi pensa alle F1 come fossero dei Jet con le ruote si sbaglia. Il coefficiente che quantifica la prestazione aerodinamica, il Cx appunto, è molto alto (cioè indica una prestazione pessima!), superiore a quello di una utilitaria, a causa delle ruote scoperte, ma anche delle superfici alari, che si presentano come vere e proprie barriere contro l'aria. Sotto questo aspetto sono eloquenti i 280 Km/h di velocità di punta dell'Hungaroring ed i 360 Km/h di Monza (vedi: Come funzionano le ali).






Perché non ci sono più sorpassi in F1?

E' la domanda-tormentone che si fa ogni appassionato di questo fantastico sport quando si ritrova a dover assistere ad un Gran Premio nel quale solo qualche fumata ogni tanto (si spera non delle rosse!) rompe la monotonia di un trenino di vetture che si rincorrono senza la possibilità (o la volontà?) di sorpassi da parte dei piloti. In realtà il problema è decisamente vecchio e si può ricondurre alla nascita delle ali, che incrementano la velocità di percorrenza delle curve da parte delle vetture, ma risentono molto della turbolenza di un'eventuale vettura che precede.

La turbolenza generata dalla vettura davanti fa perdere carico sull'ala anteriore della propria vettura, aumentando il sottosterzo in curva, ovvero, la macchina, a parità di velocità rispetto alla macchina davanti, non riesce a mantenersi in traiettoria, tendendo ad allargare con l'anteriore.



Di questo fatto si lamentavano già i piloti degli anni '70 e 80. Verrebbe allora da chiedersi perché proprio in quegli anni sono state scritte le pagine più belle della Formula 1,con gli epici duelli a suon di sorpassi di Gilles Villeneuve, Arnoux, Senna, Piquet, Alboreto, Mansell, Prost, etc...

In effetti si potrebbe arrivare alla conclusione che quei piloti erano fatti di un'altra pasta, ma in difesa dei piloti odierni, si può obiettare che le monoposto moderne sono molto più spinte, delicate, sono vetture "estreme", difficili da guidare e con le quali è difficile far risaltare le doti di ogni singolo pilota. La FIA poi, ci ha messo del suo prendendo dei provvedimenti, come la riduzione delle carreggiate e l'introduzione delle gomme scanalate, che di certo se hanno migliorato la situazione dal punto di vista della sicurezza, non hanno certo facilitato il lavoro dei piloti, aumentando l'instabilità delle vetture. I rifornimenti in gara costituiscono inoltre un ulteriore deterrente contro il tentativo di sorpasso, visto che qualche posizione la si può guadagnare al pit stop.

In realtà l'unica via possibile per tornare a vedere sorpassi in F1 su tutte le piste ed in tutte le condizioni sarebbe incrementare il grip (aderenza all'asfalto) meccanico (cioè quello dovuto al lavoro delle ruote, delle sospensioni e del telaio) che facilita i piloti nel controllo della vettura nelle manovre più ardite, e ridurre il grip aerodinamico (quello dovuto alle ali ed al fondo piatto) che  è disturbato dalla vettura che precede.

Magari gli sponsor non sarebbero molto contenti di veder tolti quegli enormi cartelloni pubblicitari che sono le ali odierne, ma probabilmente ritroveremo il gusto delle gare di 30 anni fa, dove era determinante il gioco delle scie e l'astuzia e la perizia dei piloti era esaltata ai massimi livelli.





Ecco cosa succedeva alle F1 senza ali...




Muso alto o muso basso? 

Una delle grandi questioni di fine secolo che hanno animato le menti dei progettisti in F1 è lo "scontro" fra i sostenitori del muso alto, con al primo posto la Ferrari, e quelli del muso basso, con il progettista Mclaren Adrian Newey il primo piano.

Ogni soluzione presenta sia dei vantaggi che degli svantaggi. Per esempio il muso alto, sviluppato all'estremo nella F1-2000 da Rory Byrne, l'ex progettista Benetton che per primo l'aveva introdotto, permette un maggior afflusso di aria "pulita" nel fondo scocca, favorendo l'effetto Venturi (molto limitato, a causa del fondo scalinato, vedi: Come funziona un F1 moderna). Per contro un muso più alto alza il baricentro della vettura, sfavorendone le prestazioni (aumentano il beccheggio ed il rollio), cosa che ha cercato di evitare il Adrian Newey nella Mp4/13 del '98, abbassando il musetto di molto rispetto alle vetture dello stesso anno e disegnandolo con una particolare sezione a V in modo da permettere comunque un discreto afflusso d'aria nella parte inferiore della vettura.

Nel '98 e '99 ha nettamente prevalso la scelta di Newey, con la duplice vittoria della sua monoposto e la tendenza da parte di molti teams ad adeguarsi al muso basso. La Ferrari, però ha proseguito per la sua strada e quest'anno ha con coraggio ulteriormente sviluppato il muso rialzato e scavato nella parte inferiore, in controtendenza rispetto alle altre squadre, riuscendo ad ottenere un netto salto di prestazioni (naturalmente dovuto anche ad altre componenti).






Le sospensioni dell'Arrows A21:

In tema di ricerca aerodinamica estrema, che dà un grande peso anche ai dettagli vale la pena di citare l'Arrows che quest'anno cha presentato la nuova vettura progettata dall'aerodinamico ex Williams Eghbal Hamidy con una soluzione vecchia, ma comunque interessante, dato che nessuna squadra la usava più da anni. si Tratta della sospensione anteriore "pull rod", ansiché "push rod", ovvero non c'é più il puntone che preme quando la ruota viene spinta verso l'alto, ma un tirante che svolge la stesa funzione di ammortizzamento appunto in tiraggio.

Senza entrare nel dettaglio basti sapere che un tirante a parità di forza, può essere costruito con un diametro minore rispetto ad un punto. In sostanza all'Arrows si sono messi a progettare una sospensione nuova, difficile da metter a punto con il muso semi-basso che va di moda oggi, solo per guadagnare qualcosa in penetrazione aerodinamica.

Sono impazziti? Le prestazioni, almeno quelle velocistiche, che hanno mostrato fin'ora suggerirebbero proprio di no (anche se ancora una volta, il complesso delle prestazioni dipende da molti fattori).








Ali che si flettono.

Il caso è scoppiato a Suzuka nel '97 e da allora praticamente non si è più chiuso. Anche in televisione era evidente la flessione dell'alettone anteriore della Ferrari di Michael Schumacher, flessione che avvicinava le paratie laterali dell'ala al suolo, migliorandone il rendimento (maggior effetto Venturi). Naturalmente l'alettone ritornava in posizione corretta a vettura ferma, consentendo alla monoposto di superare le verifiche post gara. Indiscrezioni parlarono di una soluzione simile, proprio nello stesso GP, anche sull'alettone posteriore della Williams di Jacques Villeneuve. Da allora, con l'aumentare delle prove di nuovi materiali deformabili da parte di molte squadre, sono diventate sempre più frequenti le rotture di ali sia durante i test privati che durante le gare, portando la FIA ad imporre dei test di elasticità delle appendici alari (in precedenza il regolamento diceva soltanto che queste dovevano essere rigidamente collegate al corpo vettura, ma non specificava il coefficiente di elasticità dei materiali di costruzione).

Il vantaggio fornito da un'ala deformabile è facilmente intuibile, dato che all'aumentare della velocità la resistenza dell'aria appiattisce l'ala, tendendo a renderla più orizzontale, quindi con una minor resistenza all'avanzamento.

La difficoltà da parte della FIA nel l'imporre dei parametri sta però nel fatto che le appendici alari devono avere una certa elasticità, in modo da assorbire le notevoli vibrazioni causate dagli alti regimi del motore, una eccessiva rigidità infatti causerebbe lo spezzarsi dei supporti degli alettoni.

Il problema della rigidità delle appendici alari è decisamente complesso e rappresenterà probabilmente uno degli sviluppi futuri della ricerca aerodinamica, che oggi si avvale di potenti software di cam-cad e simulazione, prospettando un futuro nel quale le gallerie del vento saranno sostiuite da potenti calcolatori.



p.s i disegni e le foto sono stati acquisiti da vecchie copie di autosprint
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