Bozza vettura di Formula 1 in configurazione 2014 - FUNOANALISITECNICA F1ANALISITECNICA
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Bozza vettura di Formula 1 in configurazione 2014

La prossima stagione rappresenterà per gli ingegneri di Formula 1 una sfida molto interessante sia a livello motoristico (introduzione del turbo) sia a livello aerodinamico in quanto sono state introdotte delle regole che andranno a limitare il carico deportante generale delle vetture.

All'avantreno le vetture cambieranno sensibilmente rispetto a quelle che siamo stati abituati a vedere in queste ultime stagioni in quanto sono state modificati alcuni parametri:

- la centina del telaio (vale a dire a 1800 mm verso il muso dall'apertura posteriore dell'abitacolo) dovrà avere un altezza massima rispetto al Piano di Riferimento di 525 mm. Fino alla scorsa stagione l'altezza massima prevista delle centina era di 625 mm che doveva scendere a 550 mm in soli 150 mm (motivo per cui c'era lo scalino che è poi stato coperto dal vanity pannel);
- il musetto, nella parte terminale, dovrà avere un'altezza massima di 185 mm;
- l'ala anteriore dovrà avere una larghezza massima di 1650 mm. Fino alla scorsa stagione la larghezza massima consentita era di 1800 mm

Al retrotreno sono state apportate, dal regolamento tecnico, le seguenti modifiche:
- L’altezza dell’ala posteriore è stata limitata a 220 mm. Lo scorso anno si poteva arrivare a 220 mm.
- abolito il profilo inferiore dell'ala;
- si potranno utilizzare i supporti verticali all'ala;
- è stato incrementata l'apertura del DRS. Si passerà dai 50 mm fino ai 70 mm.

Anche la zona degli scarichi ha subito un grosso stravolgimento a livello regolamentare in quanto si potrà utilizzare soltanto un terminale di scarico che potrà oltrepassare l'asse posteriore di una misura compresa tra fra i 175 mm e gli 185 mm. Gli ultimi 150 mm del tubo dovranno essere rettilinei e con un’inclinazione massima di 5 gradi. Il diametro del terminale potrà variare da 7.500 a 14.000 mm2.


In basso potete vedere un mio personale schizzo su come potranno essere le vetture della prossima stagione.




A livello meccanico credo che tutti i team utilizzeranno all'anteriore una configurazione sospensiva push rod mentre continueranno ad utilizzare la pull rod al retrotreno. La Pull rod all'avantreno, utilizzata nell'ultima stagione da Ferrari e McLaren, sarà abbandonata in quanto ha creato parecchi problemi ai team che l'hanno utilizzata soprattutto nella gestione del trasferimento di carico tra l'asse anteriore e quello posteriore.
Nella prossima stagione, inoltre, con l'abbassamento del muso, gli aerodinamici potrebbero avere problemi nella gestione dei flussi verso le bocche dei radiatori che saranno fondamentali per il coretto funzionamento della Power Unit..Per questi motivi credo che verrà utilizzato il push rod che permetterà, inoltre, l'utilizzo di assetto meno rigidi rispetto alla sospensione a tirante.

Al posteriore la scelta del pull rod è stata fatta da Adrian Newey nella stagione 2009 esclusivamente per ragioni aerodinamiche (doppi diffusori, scarichi soffiati, ecc). Con il nuovo regolamento le ragioni dell'impiego della pull rod sembrerebbero venire meno in quanto non si potranno utilizzare né gli scarichi soffiati e nemmeno i doppi/tripli diffusori che erano stati utilizzati nelle stagioni 2099 e 2010.
Per questo mi sono confrontato con l'ing. Paolo Filisetti per sentire cosa ne pensava lui su questo tema. Insieme abbiamo dedotto che, nella stagione 2014, sarebbe difficile adottare una sospensione posteriore push rod in quanto il il terminale di scarico passerà esattamente sopra il cambio, dunque di fatto da un lato occupando una zona dove ad esempio terzi damper o similari non avranno più spazio e nello stesso tempo dove il calore generato non sarebbe certamente un toccasana per ammortizzatori eventualmente posti orizzontalmente accanto al terminale.
La sospensione che tutti i team adoreranno sarà di tipo pull rod con elementi ovviamente molto piccoli, tipo ammortizzatori rotanti del tipo Sachs che per anni erano stati di esclusivo utilizzo Ferrari ma che nella scorsa stagione sono stati utilizzati anche dalla Lotus.  

Sospensione rotante Lotus
Il puntone ancorato in basso sull'ammortizzatore. Questo componente è di tipo rotante con barra di torsione collegata tramite una biella orizzontale. Questo tipo di soluzione permette di compattare gli ingombri spostando, inoltre, i pesi verso il basso, abbassando in questo modo il baricentro globale della monoposto.
La scatola del cambio è predisposta per il collegamento dell'ammortizzatore che , quando viene sollecitato dal puntone, attiva la rotazione verso l'esterno assorbendo le asperità del tracciato.
L'ammortizzatore al suo interno è composto da una serie di lamelle equidistanti tra di loro e fissate allo stelo. L'azione frenante, all'interno dell'ammortizzatore, è garantita dall'attrito progressivo delle lamelle con il fluido ad alta densità presente all'interno.
Molto probabilmente si continuerà ad utilizzare delle carenature nel gruppo sospensivo posteriore per migliorare l'effetto aerodinamico del diffusore e dei gas soffiati dagli scarichi. Questa soluzione è stata utilizzata nella passata stagione da veri team che hanno  raggruppato il semiasse, il track-rod (braccetto che regola la convergenza) e metà del triangolo inferiore della sospensione all'interno di una carenatura (vedi disegno). 

Il motivo di questa scelta è che la rotazione del semiasse produce carico aerodinamico, grazie all'effetto Magnus, che produrrebbe quindi dei vantaggi, ma con l'utilizzo dei gas di scarico orientati verso questa zona, l'effetto risulta instabile e dipendente dal flusso d'aria in uscita dai motori. Si è preferito quindi fare a meno del piccolo contributo di downforce generato dal semiasse a favore di una maggiore pulizia dei flussi aerodinamici al retrotreno, per migliorare l'interazione tra gas di scarico e diffusore.

Zona anteriore
All'avantreno, vista la riduzione in altezza dei musi che comporta una diminuzione della porta d'aria verso la zona posteriore si potrebbero usare dei piloni di sostegno molto generosi come dimensione in modo da massimizzare il flusso d'aria verso il fondo della monoposto. 
Con la riduzione in larghezza per regolamento dell’ala anteriore il carico aerodinamico viene ridotto.
Nello studio aerodinamico dell'ala anteriore gli ingegneri dovranno scegliere una determinata filosofia: realizzare delle derive dell'ala per deviare il flusso all'esterno delle ruote oppure convogliare questo determinato flusso verso la zona interna sfruttando poi le prese d'aria dei freni per indirizzarlo verso le fiancate e il fondo. 

Zona posteriore
Credo peraltro, che anche con le pesanti limitazioni aerodinamiche del prossimo anno il posteriore dovrà restare molto pulito. Secondo me sarà molto avvantaggiato chi riuscirà a sfruttare per fini aerodinamici il gran volume di aria calda che viene generarsi negli scambiatori di calore per il turbo, e dai due sistemi di recupero dell'energia, Non credo, infatti, che vedremo delle fiancate gigantesche per migliorare il raffreddamento.
La tendenza di queste ultime stagioni è quella della miniaturizzazione e credo che continuerà ad essere seguita anche nella prossima stagione.

Ho ipotizzato che gli ingegneri, per massimizzare il carico, faranno soffiare il terminale di scarico sul monkey seat. I gas in uscita dallo scarico saranno molto meno energizzati rispetto alle scorse stagioni in quanto gran parte della loro energia sarà assorbita dalla turbina del compressore.

Sarò, inoltre, interessante, capire se team come la Red Bull riusciranno ad utilizzare assetti rake anche con il nuovo regolamento tecnico. La Red Bull sfruttava alla perfezione il sistema di scarico per  creare una sorta di barriera virtuale nella zona esterna del diffusore. Senza questa "barriera" l'assetto a rastrello potrebbe essere nocivo per le nuove vetture in quanto un distacco eccessivo del fondo vettura da suolo potrebbe comportare una perdita di effetto suolo in quanto si va ad ampliare eccessivamente la sezione di passaggio dell'aria tra il suolo e il fondo. Tutto questo comporta: aria più lenta, flussi laterali penetranti dall'esterno, minor depressione.

Per cercare di creare una sorta di barriera virtuale nella zona esterna del diffusore riporto un'interessante soluzione che mi ha inviato Alfonso Di Filippo. Realizzare un doppio fondo ad effetto Venturi alla cui fine aggiungere un condotto che, in maniera del tutto similare a quella degli scarichi 2011, porta aria nella zona tra diffusore e ruota posteriore per pulire l’estrattore dai vortici di rotolamento degli pneumatici. Ovviamente, a causa della differenza di velocità tra un gas di scarico e un flusso comunque aumentato di velocità grazie all'effetto Venturi delle pance, l’effetto aerodinamico non sarà lo stesso, ma comunque percettibile.
disegno Alfonso Di Filippo








 










Cristiano Sponton

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