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Le caratteristiche della Red Bull: ala flessibile ed assetto rake

L'ala anteriore flessibile e' uno dei tanti vantaggi che la Red Bull ha dimostrato di avere rispetto ai proprio avversari. Ma la Red Bull RB7 e' la miglior macchina del circus grazie ad un elevata efficienza aerodinamica e non solo per le ali che si muovono.


La scienza
La chiave per creare deportanza in un auto da corsa è quella di gestire nel miglior modo possibile l'aria che viene disturbata dall'ala anteriore. L'ala anteriore e' il primo componente della monoposto che va ad influenzare il flusso d'aria e se questo e' mal gestito ne risentirà tutta la vettura. Questo diventa più facile quanto più l'ala e' vicina alla pista in quanto l'ala genera un effetto suolo maggiore.
Naturalmente, per impedire tale effetto, la FIA ha imposto un altezza minima relativa al piano di riferimento (fondo scalinato) ed ha introdotto test severi sulle ali per evitare che queste siano troppo flessibili. Ma se una squadra riesce a realizzare un ala flessibile che passi tutti i test imposti dalla FIA piegandosi verso il basso con l'aumentare della velocità la separazione dell'aria e' più' efficiente. Questo è ciò che aiuta a creare quella deportanza supplementare.
La Red Bull e' riuscita a lavorare meglio di tutti gli altri team sia nella zona dell'ala anteriore che in quella intorno ai pneumatici. Questa, in auto a ruote scoperte, e' un altra zona critica che va gestita e studiata nel migliore dei modi. Non basta avvicinare il più possibile, grazie alla flessione, il profilo alare al suolo. Bisogna anche creare una buona separazione del flusso(l’aria che investe l’alettone) nella zona più esterna dell’ala, quella che si trova direttamente davanti alle ruote anteriori. Se questa separazione avviene correttamente, si genera carico aggiuntivo e si indirizza un flusso particolarmente pulito verso il resto della vettura. Se, viceversa, qualcosa non funziona, il comportamento diviene incostante e può dar luogo ad un fenomeno chiamato ”porpoising”, per cui la vettura si comporta stranamente abbassandosi e rialzandosi continuamente.
L'ala
I tecnici, dicono che l’aerodinamica nelle vetture moderne è la cosa fondamentale e determina il 90 % delle prestazioni globali di un auto di Formula 1. L’alettone anteriore,quindi, influisce al 60/70% dell’aerodinamica in quanto è la prima parte della vettura che il flusso d’aria colpisce quando l’auto è in movimento ed è, inoltre, molto importante perché determina anche il modo di scorrimento dell’aria sul resto della monoposto. Se l’ala anteriore genera una scia turbolenta, poi ogni componente a valle dell’alettone deve lavorare e deve essere ottimizzato per lavorare in quel particolare ambiente. Tuttavia, se la scia generata dall’ala è buona, allora le superfici aerodinamiche a valle possono essere progettate per lavorare nel migliore dei modi in modo da aumentare la deportanza complessiva della monoposto. Lo sviluppo di qualsiasi vettura da corsa inizia dalla zona anteriore per poi espandersi verso il posteriore. Se l’ala anteriore lavora in modo non ottimale tutte le modifiche introdotte nella zona posteriore non funzioneranno sicuramente nel migliore dei modi. Per questo, la Ferrari, dopo aver riscontrato grossi problemi nella zona anteriore, sta cercando di risolverli prima di appartare modifiche al posteriore con nuovi scarichi e il nuovo diffusore.


Red Bull ha ottimizzato la tecnologia per la realizzazione della fibra di carbonio. Immaginiamo che la fibra di carbonio sia come una corda; più è il carico a cui deve resistere più grosso sarà lo spessore della corda . La fibra di carbonio si può realizzare in molte forme e può essere stratificata in qualsiasi modo desiderato. Se le fibre vengono stratificate seguendo una linea retta il pezzo risulterà molto resistente ma estremamente flessibile ad un determinato carico ai lati.
Ottenere il giusto grado di resistenza e la giusta flessione per consentire di superare i test FIA è estremamente complicato anche perché bisogna tenere conto che la deformazione deve aumentare con l’aumentare della velocità.

Se avete osservato le foto di una Red Bull, soprattutto in una vista laterale, si nota chiaramente che l’ala anteriore è molto vicina e in alcune occasione lo sfiora. Gli avversari hanno, a partire dallo scorso anno, accusato la Red Bull di usare ali destramente flessibili. La Red Bull, invece, ha sempre sostenuto che tale effetto riescono ad ottenerlo grazie ad un assetto a “rastrello”, ossia la Rb7 è leggermente più bassa all’anteriore rispetto agli avversari ma che la parte posteriore della vettura è molto più alta al fine di massimizzare l'efficienza aerodinamica.
Tale assetto particolare, sviluppato da Adrian Newey è fondamentale in fase di progettazione per disciplinare l’ aerodinamica di una vettura. Con una macchina che è più alta nella parte posteriore, il centro di pressione aerodinamica si sposterà verso l’avantreno a basse velocità contribuendo a ridurre il sottosterzo nelle curve lente. Quando l’auto aumenta la velocità, se il diffusore funziona correttamente, il centro di pressione si sposterà verso il posteriore, rendendo la vettura più stabile nelle curve veloci. L’assetto a rastrello “rake” ottimale varia da circuito a circuito, ma il migliore sembra essere quello in cui il rapporto di cambio di inclinazione tra anteriore e posteriore sia leggermente inferiore a 3:1 (in altre parole, se la sospensione anteriore viene abbassata di 10 mm, il posteriore dovrebbe essere alto massimo 30mm).


Se l'altezza da terra anteriore delle Red Bull e delle McLaren in questi primi gp era di circa 25mm, la Red Bull aveva un altezza posteriore di 75 mm contro i 50 mm della McLaren. Quindi la differenza di rake tra le due era di 25 mm. Considerando che l'interasse delle monoposto è di circa tre metri e che il bordo anteriore dell'ala principale è circa un metro davanti alla linea delle ruote anteriori, questo significa che l'alettone anteriore della Red Bull è 8 mm più basso rispetto a quello McLaren (formula della retta y(X)=mx+q) .Tale principio creerà più carico aerodinamico anteriore a velocità basse. Considerando il fatto che sulla Red Bull il rake è di 3:1 e sulla McLaren è di 2:1ad alte velocità l’ala anteriore avrà più o meno la stessa altezza da terra.
Non sarà facile per i team rivali copiare l’ala della Red Bull e trovare subito decimi utili a migliorare le prestazioni. Se mettiamo l’ala della Red Bull su qualsiasi altra monoposto i risultati in galleria del vento sarebbero sicuramente disastrosi. Questo perché non è solo l'ala che fa della Red Bull la migliore auto a livello aerodinamico ma è la filosofia realizzativa dell’intera vettura con tutti i componenti che lavorano in sincronia uno con l’altro. I progettisti e gli ingegneri sanno benissimo tutto questo ed è questa la ragione per cui, fino ad ora, nessuno ha provato a copiare la Red Bull.

Cristiano Sponton

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3 commenti

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Gabriele79
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4 maggio 2011 23:28 delete

Buonasera,
Dopo aver letto questo articolo e quello ultimo sui cambiamenti apportati dai tecnici della Ferrari, ti chiedo cortesemente di chiarirmi alcuni dubbi.
L'assetto rake è dinamico o statico? In sostanza la RedBull (come ho visto da uno schema sul tuo sito) "cambia" assetto e progressivamente diventa più "picchiato" all'aumentare della velocità , corretto? Da ferma quindi ha la stessa altezza dal suolo all'anteriore come al posteriore? Se venisse ipoteticamente misurata l'altezza dell'anteriore dal suolo ad alte velocità potrebbe essere al di sotto del minimo regolamentare consentito?
Inoltre vorrei chiederti una curiosità regolamentare riguardo agli scarichi soffiati. E' vero che è proibito dal regolamento far uscire i tubi di scarico sotto l'estrattore, ma devono rimanere a filo appena sopra? Mi pare di capire che la RedBull abbia poi sfruttato il "buco" regolamentare aprendo una fessura nella parte esterna dell'estrattore stesso per far incanalare i gas di scarico sotto l'estrattore, è vero? La McLaren ho visto dalle foto che fà soffiare i gas di scarico sulla parte esterna dell'estrattore, ma sopra non sotto l'estrattore.... La Ferrari, che soluzione porterà in pista nelle prox gare?
Grazie mille in anticipo per la tua collaborazione!
Gabriele79

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csponton
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5 maggio 2011 14:56 delete

Da quanto dicono gli addetti ai lavori l'assetto picchiato è variabile. La macchina si impunta in avanti all'aumentare della velocità anche se vista da ferma si vede che è leggermente più alta dietro rispetto al davanti. Il regolamento dice che la misura dell'ala anteriore va fatta rispetto al piano di riferimento che in una F1 non è considerato l'asfalto della pista bensi il fondo scalinato. Secondo me anche in movimento la macchina risulterebbe regolare perché il fondo rispetta l'inclinazione dell'auto. Per gli estrattori confermo tutto quello che hai scritto. Per la soluzione Ferrari che verrà introdotta a Barcellona non ho nessuna anticipazione. Appena saprò qualcosa lo scriverò sicuramente.

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Gabriele79
AUTHOR
5 maggio 2011 16:16 delete

Grazie per le info! Sempre preziose!

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