Chi l'ha detto che l'aerodinamica avrà un ruolo secondario sulle monoposto 2014? - FUNOANALISITECNICA F1ANALISITECNICA
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Chi l'ha detto che l'aerodinamica avrà un ruolo secondario sulle monoposto 2014?

Vogliamo fare un gioco? Vogliamo provare ad immaginare qualche novità tecnica interessante che caratterizzerà le monoposto di quest'anno? Fatevi avanti, io ci provo!!
Quest'anno, viste le novità regolamentari, sarà fondamentale l'efficienza aerodinamica piuttosto che i massimi livelli di carico verticale. Quindi difficilmente vedremo ali aggiuntive o molto cariche. Di conseguenza le estremizzazioni delle monoposto di Newey indirizzate al massimo carico ed agli sforzi di trazione a discapito della velocità massima (resistenza aerodinamica) che hanno caratterizzato la RB fino a metà dello scorso anno penso che non pagheranno. Penso, piuttosto, che la ricerca aerodinamica che in passato ha interessato gli scarichi sarà rivolta all'aspirazione. Mi aspetto cioè che l'aspirazione del turbocompressore, anche in virtù del nuovo sistema di recupero MGU-H, suggerisca implementazioni ardite. Non mi meraviglierebbe scoprire qualche monoposto (Ferrari??) senza l'airscope ma con la presa d'aria motore sotto al musetto (stile F16) per accelerare i flussi in quell'area critica e, a tal proposito a dispetto delle indiscrezioni circolate negli ultimi tempi, io penso che la Ferrari continuerà ad utilizzare uno schema sospensivo anteriore di tipo Pull-Rod a meno che i cinematismi non interferiscano con la suddetta presa d'aria. Questo in particolare se prevarranno forme quali quelle ipotizzate per la Force India.  In particolare penso che in Ferrari utilizzeranno parte della corrente di aspirazione per un sistema di aspirazione dello strato limite. Ma non mi meraviglierebbe nemmeno scoprire l'utilizzo di superfici deportanti (alettoni anteriori, posteriori e, eventualmente, scivolo estrattore) super tecnologiche realizzate, in parte, in materiale microporoso o dotate di microforatura realizzata al laser sul dorso della superficie alare e con complesse canalizzazioni interne allo scopo proprio di aspirare lo strato limite e realizzare così ali più efficienti (maggior carico con minore resistenza aerodinamica)
Una soluzione già testata in campo aeronautico:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b4/F-16XL_Ship_-2_-_GPN-2000-000170.jpg
Questo F-16XL della NASA installava sulla semiala sinistra un sistema di aspirazione dello strato limite
Si potrebbe obiettare che una presa sì fatta aspirerebbe aria a bassa pressione in controtendenza rispetto alle tradizionali applicazioni delle prese d'aria per i turbocompressori. Io, penso invece, che proprio le restrizioni regolamentari del turbo (legate alla massima pressione di sovralimentazione realmente utilizzabile senza penalizzare i consumi) permetteranno di utilizzare lo stesso ad uso aerodinamico ovvero non sarà necessario avere un'elevata pressione alla bocca di aspirazione proprio perché non sarà necessario raggiungere elevate pressioni in uscita del compressore. Viceversa l'utilizzo abbastanza "deregolamentato" del MGU-H permetterà di utilizzare la funzione di aspirazione in momenti particolari (frenata, curva e prime fasi di accelerazione ovvero proprio dove eccelleva la RB) indipendentemente dal regime di rotazione del motore.
Non escluderei, addirittura, che un'attento tuning della bocca di aspirazione e delle sezioni dei condotti dell'aria aspirata dal turbocompressore possa portare, da una prestabilita velocità in poi a causa di particolari fenomeni di risonanza, ad una inversione dei flussi e quindi al soffiaggio dalle superfici microforate che potrebbero favorire il distacco della vena fluida e quindi determinare una  netta diminuzione del Drag aerodinamico (resistenza all'avanzamento).
In altre parole, prendete i concetti vincenti di Newey (es tunnel sotto gli scarichi per portare flusso energizzato ad alta pressione sullo scivolo posteriore tramite lo starting hole al fine di accelerare lo strato limite) e ribaltateli usando la tecnica dell'aspirazione dello strato limite piuttosto che la soffiatura dello stesso e vedrete che tutto quadra. A proposito dei tunnel sotto gli scarichi della RB, avete notato come, da un certo momento in poi, la RB che sembrava avere una configurazione con elevato Drag di base ha cominciato ad avere velocità massime di tutto rilievo? Io penso che Newey abbia studiato un sistema perfettamente equilibrato per accelerare lo strato limite dell'estrattore alle basse/medie velocità ed ottenere quindi la massima efficienza dell'estrattore ma anche incentivando, di converso, il distacco della vena fluida alle alte velocità al fine di diminuire il Drag (altro che D-DRS o DRD passivo stile Mercedes o Lotus).
Si può fare di meglio con i nuovi regolamenti?
I rumors che girano in rete parlano di un fantomatico Intercooler della Ferrari posizionato nella V tra le due bancate con uno scambiatore aria/acqua..olio. possibile?
Con un po' di immaginazione direi di sì anche se immaginerei un dispositivo un po' diverso. Mi spiego: accettando la presa d'aria del turbocompressore in posizione alternativa rispetto al classico air-scope, il fantomatico scambiatore di calore potrebbe essere posizionato proprio nella V tra le bancate con la parte ad alta pressione di volume ridotto e raccordata direttamente al compressore ad ai collettori di aspirazione. Questa configurazione permetterebbe di diminuire i tempi di risposta del compressore (turbo-lag) ma sarebbe penalizzante in termini di raffreddamento del fluido immesso nei cilindri... Sarebbe..., a meno di non utilizzare un dispositivo a pompa di calore  che potrebbe avere la sua parte calda (radiatore/condensatore) proprio nello spazio liberato dall'air-scope all'interno della struttura di protezione obbligatoria. Quindi immaginate l'equivalente di un piccolo condizionatore o frigorifero senza ventole (perchè vietate) con il radiatore appositamente realizzato in funzione di condensatore con una forma stile resistenza dei Phon (vedi gli studi sui radiatori millimetrici della Ferrari) investito dall'aria che tradizionalmente entra nell'air-scope e l'evaporatore direttamente nella camera ad alta pressione tra il turbo-compressore ed i collettori di aspirazione del motore termico. Un piccolo compressore completerebbe il tutto.
Si potrebbe facilmente controllare temperatura ad umidità del gas in ingresso dei cilindri migliorando riempimento, affidabilità e consumi pagando un prezzo in termini di energia necessaria al funzionamento del compressore ampiamente ripagata dalla diminuzione delle sezioni delle fiancate e quindi dal Drag totale.
Inoltre, l'aria calda ad alta pressione in uscita dal radiatore/condensatore potrebbe essere convenientemente canalizzata per raccogliere ulteriore calore dal turbocompressore (contribuendo così al suo raffreddamento)  ed indirizzata (sparata), infine, verso lo starting-hole per accelerare lo strato limite dell'estrattore e, tarando opportunamente il sistema tramite riduzioni opportune di sezione,  favorire il distacco della vena fluida alle alte velocità al fine di diminuire la resistenza all'avanzamento. 
Il tutto senza ricorrere a soluzioni più estreme come collegare il compressore del sistema frigorifero alla trasmissione per recuperare ulteriore energia in frenata e, perché no, in accelerazione (guai a chiamarlo traction-control) sfruttando qualche piega regolamentare legata al “brake by wire” in uso da quest'anno visto che l'elettronica di controllo dei sistemi di recupero di energia dovrebbe essere libera e non sottoposta alla centralina MES a meno dei parametri fondamentali previsti dal regolamento.
O addirittura ricorrendo a soluzioni più “fantascientifiche” come sostituire il sistema frigorifero “convenzionale” con uno a celle di Peltier http://it.wikipedia.org/wiki/Cella_di_Peltier incrementando la miniaturizzazione e sfruttando, nel contempo, l'eventuale energia elettrica aggiuntiva derivante dal sistema MGU-H.


Questo per quanto riguarda la Ferrari, ma non mi meraviglierebbe nemmeno scoprire qualche monoposto (Lotus, RB ??) senza l'airscope ma con la presa d'aria del turbocompressore nel canale posteriore che porta allo "Start Hole", il foro previsto nello scivolo posteriore o dotata di presa d'aria tangenziale collegata al bordi di uscita dell'estrattore a livello di gurney-flap, al fine di incrementare la depressione nello scivolo stesso stile fan-car. A voi la palla!!
Si è spalancato un portone enorme alla ricerca, mostriamo la creatività italiana, forza chi aggiunge di più??


Testo scritto da RosZeta (Rosario Zorzi)

Cristiano Sponton

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3 commenti

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dario
AUTHOR
14 gennaio 2014 10:27 delete

quindi volendo fantasticare la presa d'aria che era comparsa sulla ferrari 2013 sotto il muso poteva essere un esperimento pro 2014?

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Anonimo
AUTHOR
14 gennaio 2014 11:29 delete

si ci avevo pensato anchio..ma a meno che non hanno escogitato una conformazione della scocca piu alta col gradino per me sarà difficile realizzare un sistema simile col muso piu basso..

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Anonimo
AUTHOR
14 gennaio 2014 12:22 delete

prima di scrivere un articolo bisognerebbe vedere se le idee rispettano il regolamento... e in questo articolo ci sono un po' di problemi :)
- presa d'aria per alimentare il motore sotto al musetto, o in qualunque altra posizione "strana" (la sua posizione è regolata dall'art. 5.14.1)
- aspirazione e/o soffiaggio dello strato limite tramite microfori (art 5.14.1 per quanto riguarda il numero e la posizione delle prese d'aspirazione, 5.8.1 per quanto riguarda l'inversione del flusso nel condotto di aspirazione e 3.15 per i dispositivi mobili con un'influenza aerodinamica)
- raffreddamento tramite pompa di calore (art 7.6 divieto di utilizzo di dispositivi che sfruttano il calore latente di vaporizzazione)
- recupero dell'energia tramite generatore termo-elettrico (il recupero dell'energia è regolato dall'art 5.2)

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