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FERRARI: l'intercooler smontato contiene oltre 16000 microtubi

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Non è solito riuscire a trovare video o fotografie dettagliate dei macro pezzi che compongono le vetture di Formula 1 della nuova era turbo (dal 2014 in avanti...) ma questa volta, grazie alla bancarotta e quindi alla successiva vendita pubblica di alcuni beni dell'ex Marussia F1 Team, possiamo dare un'occhiata molto attenta all'intercooler Ferrari aria acqua montato proprio sulla Marussia MR03 2014.

L'intercooler utilizzato dalla Scuderia Ferrari nella stagione 2014
Prima di addentrarci in una analisi più dettagliata dell'intercooler utilizzato anche dal Team ufficiale Ferrari nel 2014  e 2015 è bene fare un piccolo passo indietro per capire a cosa serve questo interessante macro componente.

In tutti i motori turbo compressi, non solo quelli utilizzati dalle moderne Formula 1, una componente fondamentale per le prestazioni e il rendimento è sicuramente lo scambiatore di calore chiamato intercooler

Questo particolare scambiatore di calore svolge la funzione di raffreddare l'aria di alimentazione del motore appena compressa dal componente "compressore".

Power Unit Ferrari 2014 e 2015 | Immagine Alberto Rodriguez
Come si può ben vedere infatti dall'immagine poco più in alto, l'aria in ingresso dall'airscope della vettura (componente in grigio nell'illustrazione) viene portata all'interno del compressore centrifugo (componente in blu) dove viene compressa con lo scopo di aumentare il riempimento della camera di combustione grazie ad un aumento della densità dell’aria. E fin qui tutti effetti positivi per quanto riguarda l'incremento di potenza del nostro motore endotermico. Ma il vero problema è che, fisicamente, quando si comprime dell'aria, quest'ultima si riscalda perdendo quindi in parte quell'effetto positivo per il nostro ICE (Internal Combustion Engine) che è l'aumento della densità. Infatti più la temperatura dell'aria aumenta e più essa si espande ossia la densità diminuisce; ciò vuol dire che a parità di pressione si va immettere in aspirazione meno aria (aria meno densa: in metro cubo di volume è presente meno aria). Per farla breve, diminuendo la quantità di aria in aspirazione si riduce il rendimento del motore endotermico aumentando il maggior pericolo di un motore turbo ossia l'autoaccensione. E' proprio per questo che si è pensato di interporre tra l'uscita del compressore e l'ingresso del motore endotermico uno scambiatore di calore che abbassa la temperatura dell'aria. Stiamo proprio parlando dell'intercooler.

Per chiudere il discorso che riguarda il compressore, c'è da sottolineare come in un motore turbo "classico" questo componente venga messo in moto grazie ad un altro componente fondamentale che si chiama turbina. Il compressore e la turbina sono solitamente collegati mediante un albero di trasmissione coassiale. Per quanto riguarda la turbina, a sua volta, è azionata dall'energia cinetica dei gas di scarico. Nelle moderne Power Unit c'è però da sottolineare che, soprattutto nelle fasi di qualifica, quando il pacco batterie è a piena carica ad inizio giro, la gestione della rotazione del gruppo di sovralimentazione turbina-compressore viene reso indipendente (parzialmente) dalla portata di gas di scarico, venendo gestita invece dal componente elettrico MGU-H. In fase di assorbimento elettrico, quindi con l’MGU-H funzionante da motore, la rotazione del gruppo turbocompressore può essere gestita per generare pressioni dell’aria comburente superiori al funzionamento standard a pari regime di rotazione del motore termico (dunque con portate di gas di scarico che da sole non consentirebbero di raggiungere il regime di rotazione del TC ottenibile in questa configurazione). Il tutto si traduce in un incremento di potenza erogata dal motore a combustione interna a pari numero di giri, ottenendo una curva di erogazione spostata su un livello di potenza superiore a quella standard.

Tornando a soffermarci sul componente intercooler, esistono principalmente due macro tipologie:
  • aria - aria 
  • aria - acqua
Quello all'interno della Power Unit Ferrari 2014 e 2015, e in parte anche nelle unità motrici degli anni successivi (2016 e 2017), è della seconda famiglia. L'intercooler aria - acqua è uno scambiatore termico che utilizza un fluido, l'acqua, per raffreddare l'aria "riscaldata" dal compressore prima di essere immessa nella camera di combustione tramite l'aspirazione. Ma c'è un problema in più rispetto alla semplice versione di IC aria-aria, nel senso che il liquido di raffreddamento a sua volta viene riscaldato dall'aria e quindi necessità di un ulteriore scambiatore posizionato solitamente nella pance delle monoposto di Formula 1. Il liquido di raffreddamento viene quindi raffreddata con l'aria esterna. I vantaggi sono: dimensioni ridotte rispetto alla versione aria-aria per via del fatto che l'acqua ha una capacità di scambio termico molto maggiore rispetto all'aria; può essere montato in qualsiasi posizione; l'influenza delle condizioni esterne sull'efficienza dell'intercooler è nettamente minore rispetto alla versione aria-aria.

Facendo riferimento all'intercooler della Power Unit Ferrari 2014, una unità motrice che era costato il ruolo alla sua "mente" ossia l'ingegnere italiano Luca Marmorini, il lato aria è molto semplice. L'aria calda (freccia rossa) in uscita del compressore viene raffreddata all'interno dello scambiatore e se ne va verso l'aspirazione del motore endotermico tramite due condotti (frecce azzurre) in materiali compositi. 


Ecco altre immagini che ci mostrano i condotti di uscita del molto miniaturizzato intercooler Ferrari:





Ma la parte più interessante dello scambiatore posizionato tra la V del motore endotermico Ferrari 2014 e 2015 è sicuramente il lato acqua. Per poter garantire un migliore coefficiente di scambio termico, una maggiore leggerezza (lo carcassa dello scambiatore è in alluminio), e una sensibile riduzione dei volumi interni con conseguente riduzione di acqua da utilizzare (e quindi un minor peso posto in una posizione che potrebbe avere degli effetti deleteri sul baricentro della vettura) gli ingegneri del Team italiano avevano pensato di utilizzare le tecnologia dei "micro tubi".


Nelle due prossime due fotografie sono ben evidenti questi microtubi, oltre 16000, che garantiscono elevati coefficienti di scambio termico, fino a 60 volte superiore rispetto agli scambiatori di calore convenzionali.



Nelle successive due immagini sono ben evidenti le sezioni di imbocco dei microcanali veramente miniaturizzate



Per concludere una immagine che ci mostra anche l'ingresso dell'acqua refrigerante (freccia azzurra) e l'uscita (freccia rossa) con il percorso obbligato che il fluido è obbligato a percorrere all'interno dello scambiatore. Come si può ben vedere dalla freccia gialla, l'intercooler Ferrari 2014 e 2015 aveva per l'acqua ben quattro giri interni controcorrenti all'aria per massimizzare il coefficiente di scambio termico.


Concludendo, ecco il link per chi volesse vedersi il video da cui sono state prese le immagini dell'articolo. Interessante poiché nella parte finale viene anche mostrato un altro componente importante di un motore turbo compresso che è la valvola wastegate.

di @smilextech

GP SPAGNA: Lotus E23 con una nuova ala posteriore

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In casa Lotus, nonostante, non siano riuscita a portare per questo appuntamento il nuovo muso, per alcuni problemi al crash test, sono state introdotte, sulla vettura, qualche piccola novità aerodinamica.
All'anteriore, durante le prove libere, verranno testa due differenti versioni di ala anteriore. Come potete vedere dalla foto in alto, le due versioni, si contraddistinguono per la lunghezza della corda dell'ultimo flap supplementare (freccia verde). In quella in basso la corda è maggiore ed è un'ala che va a sviluppare un maggior carico verticale rispetto alla versione in alto. In entrambe le versioni, sul bordo d'uscita dell'ultimo flap supplementare viene usato il nolder per massimizzare ulteriormente il carico e non penalizzare eccessivamente la resistenza all'avanzamento.  

Al posteriore, per la prima volta in stagione, è stata utilizzata un'ala posteriore che presenta una vistoso slot sulla parte bassa delle derive verticali. Questa soluzione va ad incrementare la portata d'aria nella zona interna dell'ala prelevando parte del flusso dalla zona esterna. Sulla Lotus, a differenza di quanto visto sulla Mercedes, si continua ad utilizzare il monkey seat al posteriore per incrementare ulteriormente il carico al retrotreno. 

La mano di Prodromou: quante analogie tra Mclaren MP4-30 e Red Bull RB10

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Una delle vetture più attese in questo inizio di 2015 è senza dubbio la McLaren. Questa attesa deriva innanzitutto dall'entrata in F1, dopo sette anni di assenza, della Honda che ha deciso di legarsi alla McLaren con la quale sul finire degli anni 80 e gli inizi degli anni 90 aveva dominato per svariate stagioni. Oltre a questo la nuova vettura era molto attesa anche per vedere il lavoro fatto, in pochi mesi di servizio, del nuovo aerodinamico Peter Prodromou proveniente dalla RedBull Racing. La nostra curiosità era nel capire quali concetti aerodinamici, il progettista di origine cipriota, delfino per svariati anni di Adrian Newey, avrebbe portato in McLaren nel disegno della MP4-30.

Analizzando dettagliatamente la nuova vettura di Woking i punti di contatto con la Red Bull sono veramente tanti. Questo sta a significare che Prodromou in questi anni non è stato solo un "tira linea" (come molti affermano, sbagliando) a Milton Keynes ma ha contribuito parecchio, con le sue idee, nella creazione e nello sviluppo delle monoposto che  hanno dominato i mondiali 2010, 2011, 2012 e 2013.

1. ALA ANTERIORE
L'ala anteriore, introdotta per la prima volta, durante le prove libere dell'ultimo Gp stagionale, disputato ad Abu Dhabi è un vero "copia-incolla" di quella utilizzata sulla RB10. Con molta probabilità, già a partire dai prossimi test, ci saranno delle evoluzioni in quest'area.


2. T-TRAY A BALESTRA
Questa soluzione utilizzata sulla RB9 era già stata applicata nella scorsa stagione sulla McLaren MP4-29  ed è stata conservata anche sulla nuova monoposto. Viene utilizzata una sorta di "balestra" montata fra lo skid-block e il T-Tray. Questo particolare stratagemma permette alle vetture che lo utilizzano di poter alzare di qualche mm lo splitter mentre la vettura è in movimento e permette di utilizzare un assetto picchiato molto più esasperato rispetto alle altre vetture.
Gli ingegneri grazie a questo sistema, riescono a farlo ruotare di qualche mm verso l’alto nella parte anteriore grazie alla "balestra", realizzata in  materiali compositi, che agisce proprio come una vera e propria molla. Possiamo enunciare, anche in base alle esperienze degli scorsi anni che il T-Tray studiato con questo sistema si va a deformare verso l'alto a valori di carico superiori ai 200 kg per cui l'ala anteriore e tutta la parte anteriore della monoposto può viaggiare molto vicina al suolo con un netto incremento di carico aerodinamico della vettura.

3. PINZE FRENO ORIZZONTALI
Questa soluzione utilizzata dalla RedBull già da un paio di stagioni è stata ripresa su altre vetture tra cui la McLaren MP4-30. Questa soluzione garantisce un abbassamento del baricentro della monoposto in una zona molto sensibile della vettura (masse non sospese), ottenendo una macchina reattiva nei cambi di direzione.

4. DIFFUSORE E ASSETTO RAKE
La forma del diffusore della MP4-30 concettualmente è molto simile a quello utilizzato sulla Red Bull. I canali esterni presentano delle derive tagliate a 45 gradi utili a poter sfruttare un assetto picchiato. Per l'utilizzo di questa tipologia di assetto, la zona esterna del diffusore, diventa fondamentale, in quanto, una delle problematiche che si riscontrano su vetture che usano un assetto rialzato al posteriore è che un distacco eccessivo del fondo dal suolo comporta una perdita di effetto suolo in quanto si va ad ampliare eccessivamente la sezione di passaggio dell'aria tra il suolo e il fondo. Questo comporta un flusso d'aria più lento, minor depressione e ci può essere l'entrata di flussi laterali dall'esterno. Per energizzare il flusso in uscita dal diffusore e ovviare ai problemi sopra descritti viene utilizzato un estrattore con il canale esterno tagliato.




5. SFOGO POSTERIORE

Lo sfogo posteriore, come potete vedere dal confronto fotografico in basso, è molto simile e va a sfogare l'aria calda che si viene a generare all'interno del cofano motore nella zona alta del diffusore. Anche lo sfogo centrale, dove è collocato il terminale di scarico, presenta tantissime analogie con quello della RB10.
Prodromou è stato l'ideatore degli scarichi soffiati sulle vetture vincenti di Milton Keynes è non ha mai smesso di lavorare a questo concetto anche se, il nuovo regolamento della FIA, introdotto a partire dalla scorsa stagione, lo limita e di molto. Il progettista cipriota, insieme al suo staff, sta lavorando per cercare di sfruttare sia l'estrazione dei gas, sia l'aria calda dai radiatori in modo interessante per cercare di incrementare il carico aerodinamico al posteriore.


6. COCA-COLA MOLTO RASTREMATA
Il posteriore della MP4-30 è molto rastremato come  sulla RB10. L'andamento delle fiancate, soprattutto nella parte iniziale, è differente in quanto le due vetture utilizzano Power Unit completamente diverse nel posizionamento delle componenti interne.

7. DERIVA VERTICALE CON SLOT
Sull'ala posteriore della McLaren, sono state realizzati due slot sulle derive verticali con compito di ridurre la resistenza aerodinamica, andando a limitare i vortici di estremità e alimentare la zona in depressione dell'ala per aumentare il carico aerodinamico. Tale soluzione era stata utilizzata, come potete vedere dall'immagine in basso, anche dalla Red Bull all'inizio della scorsa stagione. 



8. SLOT AD "L" SUL FONDO
In prossimità delle ruote posteriori, sul fondo è stato realizzato  uno slot a "L" seguendo la linea dettata, nella scorsa stagione da Red Bull e poi ripresa da Mercedes, Sauber e la stessa Mclaren.
In questi ultimi anni, gli aerodinamici di tutte le scuderie di Formula 1, hanno collocato sulle proprie vetture dei piccoli slot, di forma e dimensione diversa, davanti agli pneumatici posteriori per limitare il fenomeno che gli inglesi descrivono come "Tyre-squirt" (turbolenze che crea il pneumatico con la sua rotazione). 
Questo particolare slot ha la funzionalità di ridurre l'effetto di alta pressione creato dagli pneumatici. Il flusso d'aria in prossimità degli pneumatici, subisce un forte rallentamento; in particolare davanti alle ruote si crea una zona di forte "ristagno" in quanto il flusso d'aria tende a fermarsi aumentando quindi la sua pressione. Questa zona di forte aumento di pressione si ripercuote anche sulle parti limitrofe della vettura. Lo slot ad "L" collocato davanti alle ruote posteriori consente quindi di aumentare la velocità del flusso d'aria in quella particolare zona e quindi ridurre la pressione nella parte inferiore del fondo.


E' l'idrogeno il segreto della Mercedes?

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E' notizia di questi giorni, che, secondo indiscrezioni la nuova Power Unit Mercedes sarebbe in gradi erogare una potenza superiore di oltre 50 CV rispetto a quella usata nella scorsa stagione. 

Le domanda immediate che sorgono sono, "da dove deriva questa potenza?" "Come è possibile riuscire ad avere un incremento di potenza del genere con tutte le limitazioni che il regolamento tecnico impone soprattutto nel consumo di carburante?"

Pubblichiamo con molto piacere una lettera che ci è giunta da un nostro lettore, Rosario Zorzi, che è riuscito a dare una spiegazione plausibile, nonché scientifica.

Ecco la lettera:

Sono rimasto colpito dai tanti rumors attorno agli sviluppi della Power Unit Mercedes per il 2015. In particolare, quello che mi ha più colpito è che la casa tedesca potrà contare su ulteriori 50-70 CV a parità di carburante imbarcato rispetto alla Power Unit 2014. Mi sembra un'enormità. Così come mi sembra un controsenso la notizia circa le maggiori necessità di smaltimento di calore della Power Unit del prossimo anno. Mi spiego meglio.

A parità di carburante come si può contemporaneamente aumentare la potenza ed il calore prodotto? Solo un drastico miglioramento della combustione, recuperando idrocarburi altrimenti incombusti, potrebbe permettere ciò. Ma stiamo parlando di un miglioramento del 7-8% sulla potenza fornita dal motore endotermico (ICE) del 2014. 

Esiste questo margine dal perfezionamento convenzionale della combustione? Tutto questo miglioramento in un solo step evolutivo?
Mi aspettavo una Power Unit Mercedes sì più evoluta, ma anche più vicina al limite di plafonamento, In termini percentuali mi aspettavo in prospettiva un riavvicinamento tra i motoristi concorrenti, invece sembra che non sarà così.

Oltretutto sembra che (FONTE SportBild), la Stella a tre punte, si sarebbe decisa ad aprire al dialogo, dicendosi pronta a fornire il proprio sistema ibrido, completo di tutto l’ERS. Evidentemente non considera il proprio sistema ibrido quale maggior responsabile della straordinaria superiorità dimostrata nel 2014 e quindi strategico per il futuro.


C'è qualche cosa che non mi torna. A questo punto bisogna comprendere meglio, un probabile, grosso segreto che sta all'interno della camere di combustione della Power Unit Mercedes.  Sono tentato di abbracciare tout court la tesi dell'ing. Benzing circa il flussometro truccato attraverso la manipolazione del parametro densità, ma poi penso: "E' troppo semplice!"

Sarebbe solo una battaglia politica senza alcun contenuto tecnico da "combattere" tra tecnocrati della FIA e  i"potenti" delle varie scuderie. E tutto il nervosismo di Ecclestone? Non avrebbe lui in mano il comando per concedere più o meno carburante a questa o quella scuderia rendendo il campionato incerto fino alla fine? Se fosse veramente così Ferrari e Renault avrebbero un'arma micidiale da brandire nei gruppi di discussione dei Motoristi piuttosto che cercare di imporre lo sviluppo libero. Di contro non avrebbe alcun senso dire che le Power Unit Renault e Ferrari sono inadeguate rispetto alla prorompente potenza ed efficienza della PU tedesca.  Perchè rimuovere Marmorini dalla Direzione Motori Ferrari o richiamare Abiteboul e Mario Illien alla Renault se non ci fosse la convinzione di inferiorità tecnica?

D'altronde i calcoli parlano chiaro; per erogare la potenza installata calcolata la PU Mercedes dovrebbe consumare di più.  Peraltro ciò coincide con la possibilità del motore termico Mercedes di girare a 13.000 giri contro i 12.000 della concorrenza senza accusare consumi eccessivi.

Io però penso ci sia dell'altro! Ci deve essere qualche parametro che sino ad ora non è stato ancora preso in considerazione. Ho pensato e ripensato leggendo e rileggendo il regolamento tecnico e.....ritengo di aver trovato un buco regolamentare nell'attuale regolamento di Formula 1 che potrebbe essere usato per potenziare significativamente le Power Unit attuali.

Come si può aggirare il regolamento ovvero, come si dice oggi, come può essere interpretato in modo più "creativo"?


In particolare l'articolo 5.14.2 del regolamento tecnico recita: 
5.14.2 Other than engine sump breather gases, exhaust gas recirculation, and fuel for the normal purpose of combustion in the engine, the spraying of any substance into the engine intake air is forbidden.
Quindi non è possibile additivare il motore con spray di sostanze esterne quali acqua, perossido etc.. ma, eventuali sostanze provenienti da "engine sump breather gases" sarebbero considerate regolari. Ok, ma quali sostanze e come si possono trovare nel carter/serbatoio dell'olio? Ebbene, se esiste un piccolo universo non sfiorato dagli artigli regolamentari quello è proprio il settore della lubrificazione.  Il Regolamento, contrariamente al carburante, normato secondo regole internazionali ben precise, non include alcun articolo circa la composizione dei liquidi lubrificanti.

Ora, l'idea (non per forza verità!) è questa:

Ipotesi di additivazione ad idrogeno per le PU di F1

Nei primi anni settanta il Jet Propulsion Laboratory della NASA ha pubblicato una serie di articoli sui benefici dell'aggiunta di idrogeno nella combustione di idrocarburi in motori termici convenzionali. E', a mio avviso, possibile realizzare un lubrificante contenente molecole che, all'interno del motore termico opportunamente dotato di elemento catalizzatore, attraverso un processo di reforming catalitico, rilasci idrogeno. Da notare che il processo di reforming catalitico è fortemente endotermico, quindi, qualora impiegato, assorbirebbe calore all'interno del motore termico aiutando il raffreddamento complessivo.

Ho chiesto all'ing. Benzing, per confermare alcune mie idee, un grafico riepilogativo della "potenza installata" rispettivamente di Mercedes, Williams, Force India e della McLaren nell'arco del campionato. E guarda un po: sorpresa. I motori mercedes Petronas, lubrificati sempre dalla casa malese, risultano essere più prestanti dei tedeschi lubrificati Mobil (carburante Esso) a parità di sistema ibrido.

Sarà un caso?

A motore freddo l'idrogeno sarebbe conservato in maniera stabile nel lubrificante ovvero nell'idruro metallico o nella struttura in carbonio; a motore caldo, viceversa, l'idrogeno verrebbe rilasciato e fluirebbe dal carter al sopracitato "engine sump breather gases". Da questo, proseguirebbe al compressore seguendo il percorso previsto dal regolamento.

L'opportuno dosaggio dell'idrogeno prodotto, sarebbe realizzato attraverso un'opportuna elettrovalvola come la valvola Moog o servovalvola nozzle-flapper (a cerniera) in ingresso al compressore. Da notare che in questa configurazione la separazione del Compressore dalla turbina si renderebbe quasi necessaria al fine di limitare al massimo i rischi di auto-innesco dell'idrogeno.
Questa additivazione (viste le contenute quantità di idrogeno necessarie rispetto al volume di carburante) permetterebbe di migliorare la combustione eliminando praticamente gli idrocarburi incombusti, e di aumentare virtualmente il numero di ottani del carburante. Quindi la Mercedes (cosi come la Williams) potrebbero ricorrere a miscele più magre, potrebbero aumentare la velocità di propagazione di fiamma e la pressione di sovralimentazione minimizzando i rischi di detonazioni catastrofiche per l'unità termica da cui minori consumi e, inoltre, avrebbero maggiore potenza a disposizione a parità di carburante imbarcato (e, forse, anche maggior calore da dissipare visto l'uso di miscele magre).

In poche parole: migliore efficienza complessiva dell'unità termica tedesca accoppiata a lubrificanti malesi.

Da notare che Mercedes dispone ampiamente del Know-How necessario (dispone anche di brevetti legati a queste soluzioni):

"Mercedes-Benz has awarded its fourth BlueEFFICIENCY award to HyGear for its small-scale natural-gas-fed hydrogen generation system. The BlueEFFICIENCY award credits innovations in sustainable mobility. HyGear’s system creates hydrogen vehicle fuel via the steam reformation of natural gas from the grid on site and on demand in a downscaled version of the industrial process that creates most of the world’s hydrogen at present. HyGear claims that its downscaled process does not incur a loss in efficiency." (fonte fuelcelltoday.com di giugno 2013)

Considerate che la casa tedesca ha iniziato la ricerca e le sperimentazioni necessarie nel campo dello stoccaggio, reforming e utilizzo dell'idrogeno sui propri motori termici per vetture stradali attorno all'inizio dello scorso decennio.

E' questo il vero o più importante segreto delle Power Unit di F1 attualmente più efficiente e prestante? 


Download brevetto Mercedes -Benz

Una breve analisi dei musi delle F1 degli ultimi anni.

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In attesa di vedere le prime vetture di questa stagione e visto il proliferarsi in rete di varie versioni di muso delle future monoposto di Formula 1, andiamo, attraverso questo post, ad analizzare alcune soluzioni di muso che si sono viste nel mondiale di F.1 negli ultimi anni. 

Il regolamento varato per la stagione 2009, è stato, come più volte rimarcato, una delle più grandi  rivoluzioni in termini regolamentari che ha riguardato la Formula 1, degli ultimi 30 anni, cioè dall'imposizione del fondo piatto al posto delle minigonne e dei fondi ad ala rovesciata.
Più volte nei nostri post abbiamo ricordato la “rivoluzione” imposta dal regolamento tecnico all'ala anteriore ed oggi volevamo soffermarci, invece, sulla forma dei musi, che hanno caratterizzato le vetture nel corso degli ultimi anni, sia nella parte superiore, sia nella parte inferiore.

Il muso ha principalmente 3 funzioni:
1)                 Sostenere l'ala anteriore, sopportandone i carichi aerodinamici e trasmetterli al telaio
2)                 Fungere da struttura deformabile di sicurezza al telaio in caso di urto frontale o diagonale
3)                 Incanalare l'aria al di sotto della vettura nella maniera più opportuna, disturbando il flusso d'aria il meno possibile.


Il regolamento pre 2009, prevedeva moltissima libertà per il muso, rispettando i limiti della centina del telaio anteriore aveva una larghezza massima di 50 cm e uno sbalzo di 120 cm massimi dall'asse anteriore.

L'ala anteriore a sua volta doveva essere inglobata in 3 semplicissime forme: una zona centrale che andava verticalmente dal piano di riferimento fino a un'altezza di +25 (fino al 2000), +30 (dal 2001 al 2004), +35 (dal 2005 fino al 2008), larga 50 cm e profonda massimo 85 cm, e due volumi laterali, simmetrici di 20 cm di altezza )posizionati tra +5,+10,+15 e +25,+30+35 dal piano di riferimento, larghi da +25 a +70 cm dal piano di mezzeria, e profondi 55 cm. Dentro questi volumi le forme erano completamente libere.

L'aspetto più importante che intendo sottolineare è però la zona centrale: per l'ennesimo buco regolamentare, la zona dell'ala a 25 cm dal piano di mezzeria (quindi da entrambe le parti) era stato lasciato libero in altezza, per cui si poteva posizionare l'ala in basso fino al piano di riferimento, e per di più poteva anche essere estesa in avanti fino ai 120 cm di sbalzo concessi per il muso.

Si sono così avute le forme più estreme per sfruttare al massimo questa concessione regolamentare, man mano che nel corso degli anni si è alzata sempre più l'ala dal suolo, vediamo nelle prossime immagini, degli esempi di esasperazioni dell'ala anteriore tutti appartenenti alla stagione 2008.

La Renault 2008 con una zona centrale molto squadrata, con addirittura i piloni di supporto spostati orizzontalmente, a dimostrazione anche di quanto questo muso fosse basso rispetto al suolo:
Ferrari: con un'ala molto a V nella parte centrale allungata in avanti, si noti anche lo scavo della parte di muso sotto la scritta ABU DHABI a dimostrazione di quanto fosse a U la parete inferiore di questo muso, che successivamente ospitò il famoso “buco” che altro non era che una presa per “usare” un flusso d'aria ad alta pressione:
Non ultima la Mp4/23 dal muso abbastanza alto, che in alcune gare (quelle su piste da massimo carico aerodinamico come Budapest e Singapore da cui sono tratte le foto) ha sfoderato un alettone anteriore a ben 4 profili con corda considerevole con in più un 5° flap centrale, esattamente sotto il cono del muso:


Si nota che il muso su queste monoposto sebbene non ci fosse nessun limite in altezza (neppure i 65 cm imposti per la prima volta nel 2011) era relativamente in basso, diciamo ad un altezza che nel caso della McLaren si può stimare (dalle precedenti foto) a 25-30 cm dal piano di riferimento, mentre per la Renault è stimabile in 20-25 cm infine per la Ferrari si può stimare un'altezza di 30-35 cm sempre dal piano di riferimento.

Ricordiamo, che la maggior parte delle monoposto 2012 e 2013 aveva questa altezza in circa 55 cm concessi dal regolamento, mentre nel 2011 si poteva stimare anche 60 cm dal piano di riferimento, con il limite fissato a 65 cm. Ci si potrebbe perciò chiedere che cosa abbia causato questo considerevole innalzamento dei musi; cercheremo qui di seguito dare qualche spiegazione al riguardo.

La zona centrale dell'ala, quando era libera, essendo molto vicina al suolo e di dimensioni molto generose veniva sfruttata moltissimo per posizionare profili alari con corde alari molto grandi, come è evidente dalle foto appena presentate. Addirittura è capitato, (Monza 2008), che la ferrari usasse un flap che nella parte centrale dell'ala possedeva una corda molto maggiore delle altre pari del flap, come appare evidente nella seguente figura:
Foto Ferrari by Ercole Colombo
L'uso, nella parte centrale dell'ala, di ali e profili alari molto grandi ha delle conseguenze evidenti sulla forma del muso, che si cercherà di analizzare nelle prossime figure:

I musi fino al 2008 dovevano perciò essere bassi e con andamento a salire nella parte in corrispondenza del bordo di uscita del flap; questo per evitare che il flusso d'aria uscente dell'ala, costretto a deviare direzione rapidamente, impattasse violentemente contro la parte inferiore del cono del muso creando una zona di forte pressione sotto il muso stesso creando un effetto di sollevamento non voluto. Questa zona a pressione elevate avrebbe avuto inoltre un' altra importante conseguenza sull' ala stessa: con tutta probabilità si verrebbe a creare una separazione dello strato limite che lambisce la parte terminale dei flap, con conseguente riduzione del carico generato dall'intera ala.
Con una forma invece a salire o comunque piatta ma con una sezione a U o a V del cono del muso nella parte inferiore, come evidenziato nell'immagine del muso della f2008, questo effetto veniva in parte mitigato, così anche l'uso di un foro sotto al cono del muso (Ferrari 2008).


Negli ultimi anni invece essendo variata, per regolamento, la parte di ala in corrispondenza del muso (cioè nei 50 cm centrali) il flusso d'aria non è più così inclinato verso l'alto come in passato per la mancanza dei flap, per cui non vi è l'esigenza di avere dei musi bassi con andamento a salire come in passato.
In compenso, per allontanare (e quindi disturbare di meno l'andamento del flusso d'aria che investe l'ala anteriore)  il muso dall'ala ci si è spinti molto in là con musi molto alti, fino al limite di 65 cm come nel 2011.

Cosa succederebbe se si usasse un muso 2013 con un'ala tipo 2008? Lo vediamo illustrato nella seguente figura:



Come si vede da questa figura, l'uso di un'ala 2008 con un muso 2013 creerebbe una zona di forte pressione sotto il muso stesso, con un effetto di sollevamento assolutamente dannoso. In più la presenza di una zona a forte pressione a valle dell'ala indurrebbe una separazione dello strato limite che lambisce la parte terminale dei flap dell'ala, causando una forte riduzione di carico come detto anche in precedenza.
Basterebbe quindi, per limitare “spontaneamente” l'altezza dei musi, tornare ad avere una zona centrale dell'ala dotata di uno o due flap, magari di altezza e corda ridotta e limitata.
Sempre alla ricerca di carico aerodinamico, da qualsiasi cm di superficie di carrozzeria, i tecnici di F1 hanno trovato un modo anche per recuperare un po' di carico aerodinamico anche dalla parte centrale dell'ala. Il primo metodo è stato quello di posizionare le telecamere in quella zona, con la scusa che questi oggetti potevano essere posizionati liberamente su tutto il muso, molte team hanno scelto di posizionare le telecamere all'interno dei 50 cm centrali dell'ala con lo scopo di rendere asimmetrico il cammino delle particelle di aria che investono l'ala.
Un'altra soluzione tentata per recuperare ancora più carico, è stata quella di usare una specie di splitter nella parte inferiore del muso, (Mclaren 2010-2011-2012, e Williams 2009). Questa soluzione, si vede bene dalla seguenti foto, ha una conformazione tale da far “risalire” il flusso d'aria che investe la parte centrale dell'ala, in modo da creare un percorso differente per le particelle di fluido che passano superiormente e inferiormente alla parte centrale dell'ala. L'effetto come detto è un lieve incremento di carico, a fronte però probabilmente di un po' di resistenza aggiuntiva dovuto all'effetto bloccaggio in una zona delicata all'interno delle ruote anteriori. La soluzione è stata poi abbandonata definitivamente all'inizio del 2012, non ha neppure prodotto proseliti, per cui evidentemente non produce così tanti vantaggi.




 Una soluzione altrettanto interessante prodotta negli ultimi anni, è stata quella porre sotto al muso una protuberanza, a forma di marsupio. Questa soluzione è nata nel lontano 2001, ad opera della BAR Honda, e successivamente ripresa dalla Ferrari nella poco fortunata F 2005. Nel seguito qualche foto di queste due monoposto:

foto Ferrari by Ercole Colombo
In queste due monoposto si vede come la parte inferiore del muso appare ingrossata; lo scopo di tale soluzione è quella di “rompere” la zona di alta pressione che si forma sotto il cono centrale del muso e di deviare la traiettorie delle particelle d'aria che seguono il profilo inferiore del muso, facendole assumere una traiettoria con andamento verso l'alto.
Negli ultimi anni questa tendenza si è resa ancora più necessaria a causa della presenza di una zona molto ampia tra muso e ala. L'uso nel 2014 e per i prossimi anni (vedi stagione 2015), di musi molto più vicini al suolo, ha inoltre dato ancora molta più spinta a questa soluzione che ha alcuni vantaggi.
Cerchiamo adesso di capirne quindi il funzionamento.
Come si vede dalle prossime immagini, il flusso d'aria che investe la parte inferiore del muso dopo aver deviato verso il basso in prossimità della “gobba” devia successivamente verso l'alto allo scopo di seguire l'andamento del muso. Questa deviazione verso l'alto si ripercuote  anche più in basso, cioè in prossimità dell'ala anteriore; le particelle di fluido deviano così verso l'alto come si vede però in maniera non molto marcata nelle figure sottostanti:


Si vede (non in maniera rilevante a dir la verità) che queste linee di corrente appena uscite dal bordo d'uscita dell'ala nel caso di presenza della gobba, rimangono sostanzialmente stazionarie, mentre nel caso di assenza della gobba queste deviano immediatamente verso il basso.
In definitiva quindi questa soluzione ha lo scopo di creare un effetto di “up wash” del flusso d'aria dopo che questo ha attraversato l'ala anteriore. Questa deviazione crea un minimo di carico aerodinamico in più e consente all'ala di lavorare in maniera leggermente più efficiente. Inoltre la presenza di questa “gobba” consente di far “sfogare” lateralmente parte della sovrappressione creata dalla parte inferiore del muso.  

di Ing. Federico Basile

Saltato il congelamento delle Power Unit per la stagione 2015

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Ieri, si è riunito lo Stretegy Group per decidere, una volta per tutte, se congelare o meno lo sviluppo delle Power Unit. Naturalmente a Mercedes, visto il dominio dimostrato in questa stagione, le regole attuali stanno più che bene ma Ferrari, Renault e Honda hanno spinto tantissimo per poter rimuovere parte del congelamento.
Ancora la notizia non è stata resa ufficiale, ma leggendo la Gazzetta dello Sport, in edicola quest'oggi, sembra che la Mercedes abbia concesso agli altri motoristi qualche apertura. Infatti, sembra che, nel 2015, prima dell avvio della stagione (regolamento prevede entro il 28 febbraio) non ci sarà nessun  congelamento della Power Unit ed ogni motorista potrà utilizzare i 32 gettoni disponibili nell'arco della stagione
Portato, inoltre,  a cinque il numero di Power Unit che potranno essere usate nell'arco della stagione 2015 nel caso fosse inserito in  calendario il Gp di Corea (21 gare anziché 20). Se le gare saranno 20, invece, il numero di Power Unit che sarà possibile utilizzare saranno quattro. 

Le nostre analisi al CFD - Mozzi soffianti, DRS e Assetto Rake

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In questa fase di "stanca", in attesa delle presentazioni delle nuove vetture e l'inizio dei test invernali credo sia giusto riproporre alcuni post particolarmente interessanti che durante la stagione, visto il susseguirsi di novità, sono stati poco visibili. E' giusto dare, invece, il gusto spazio alle analisi al CFD che ha realizzato per F1Analisitecnica il nostro Federico Basile, neo ingegnere aerospaziale.


Analisi al CFD dei mozzi "soffianti"
La storia dei mozzi “soffianti” inizia nel 2012; una trovata del “Genio”, Adrian Newey.
In pratica Adrian aveva realizzato dei mozzi ruota anteriori forati, con una serie di fori assiali che riuscivano ad espellere l'aria parallelamente all'asse ruota anteriore.
In occasione del Gran Premio dei Canada 2012, venivano dichiarati illegali in quanto questi fori giravano insieme al mozzo, al dado e alla ruota. Il dispositivo veniva dichiarato illegale in quanto considerata appendice aerodinamica mobile, e pertanto bandita dal regolamento che appunto impedisce il movimento di qualsiasi appendice aerodinamica (escluso il flap per il DRS) dal 1969. [continua]
Analisi al CFD del sistema DRS - Drag Reduction System
Il DRS è come tutti sappiamo, un dispositivo introdotto dalla federazione internazionale nel 2011, per sopperire alla mancanza di sorpassi in Formula 1.
La parola DRS è acronimo di “Drag Reduction System” cioè sistema di riduzione della resistenza.
Il regolamento dal lontano 1969 proibisce dispositivi aerodinamici mobili (che sarebbero un incredibile impulso alle prestazioni di una F1), ma appunto c'è un'eccezione dal 2011 che è il DRS.
La FIA ha stabilito che il DRS debba applicarsi solo all'aletta aggiunta all'ala posteriore (il flap) che può ruotare con un asse di rotazione in prossimità del bordo di uscita, la rotazione inoltre è limitata in modo che ad ala “aperta” la sistanza tra i due profili alari non sia maggiore di 70mm. [continua]

Analisi al CFD dell'assetto picchiato - Rake
Il termine “Rake” negli ultimi anni è stato usato per definire la posizione del corpo vettura rispetto al suolo di alcune vetture di F1, specificatamente RedBull e Mercedes.
Ma come funziona realmente questa particolare configurazione di queste due vetture?
Innanzitutto va detto che per definizione, ogni vettura di Formula 1, e in generale ogni vettura da competizione che voglia sfruttare al meglio l'aerodinamica, ha bisogno di avere una certa angolazione rispetto al suolo, questo per aumentare l'incidenza di tutte le superfici alari e per riuscire ad ottenere un effetto maggiore di accelerazione del flusso nella parte inferiore dell'auto.
Bisogna inoltre premettere qualche considerazione su come funziona un fondo di una vettura di Formula 1.
Come prima cosa c'è da abolire il concetto di “effetto venturi”, almeno così come è stato definito da Venturi, che viene sempre richiamato per spiegare il funzionamento del fondo di una monoposto. Nel senso che il concetto a grandi linee rimane valido, ma non è sempre da prendere “alla lettera” per spiegare tutti i fenomeni che avvengono sul fondo, come spesso viene fatto.[continua]

Continuano i licenziamenti in casa Ferrari

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Tramite un comunicato stampa, diramato poco tempo fa, la Ferrari ha annunciato che a fine stagione lasceranno la scuderia di Maranello anche Hamashima e Clark. Hamashima, ingegnere giapponese ex Bridgestone era stato assunto nel 2012 e in Ferrari occupava il ruolo di responsabile dell'analisi delle performance degli pneumatici.
Steve Clark era stato assunto nel 2012 come responsabile degli ingegneri di pista del reparto corse Ferrari ma all'inizio della stagione 2014 era stato "punito" e spostato nel sotto-dipartimento Ferrari Coni. Per questo motivo, l'ingegnere inglese aveva avviato una battaglia legale contro la Ferrari ed era riuscito a spuntarla ottenendo il reintegro nel suo ruolo.
Non sono gli unici addii visto che pochi giorni fa era stato ufficializzato il licenziamento di Tombazis e Fry ed è stato affidato il ruolo di direttore tecnico a James Allison, mentre, come Chief Designer è stato promosso l'ingegnere italiano Simone Resta.
Le uscite non finiscono qui in quanto, a breve,  dovrebbe lasciare la Scuderia Ferrari anche il responsabile delle strategie, Neil Martin, che era stato assunto nei primi mesi del 2011 dopo il disastroso GP di Abu Dhabi del 2010 che è costato il titolo a Fernando Alonso.

Alcuni voci dalla fabbrica Ferrari

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Normalmente la pausa invernale aumenta la curiosità  sulle nuove vetture  e credo, mai come quest’anno,  la curiosità tocca non solo piloti e macchine ma anche team e tecnici.

Il prendere tempo della Mclaren per problemi ai vertici societari,  Dennis che vuole tenere Magnussen, ma gli altri soci della McLaren non vogliono Dennis.
Alonso vuole portare con se Briatore, tecnici di fiducia e comincia ad avere mal di pancia prima ancora di cominciare.
Ma chi tiene banco nel bene e nel male ( più male che bene ) è la Ferrari.

Un vero sciame sismico all'interno della Factory della Rossa.
L’arrivo di Vettel col suo basso profilo ha destato un’ottima impressione a tutti gli addetti ai lavori.
Raikkonen rimane molto quotato e molto ben voluto, anche per lui basso profilo, poche polemiche e poche parole, quest’anno è stato sì inguardabile ma dal reparto corse non ne sono preoccupati perchè sapevano il motivo di questa metamorfosi negativa: la F14t e l’ambiente Asturiano. Inoltre gli viene riconosciuta una grande sensibilità nella guida e capacità di informazioni ai tecnici per sviluppare la macchina.
Tutti ringraziano il cielo che Alonso se ne sia andato, mancherà il suo piede pesante ma non mancheranno i suoi mal di pancia , il suo non-uomo squadra, e il suo essere accentratore non per il team ma per se stesso.. Ora probabilmente saranno problemi degli anglo-japponesi .
Tombazis ha tutta la roba in valigia oramai anche se non è ufficiale non è più uomo Ferrari.
I tifosi, lettori di F1Analisitecnica appoggiano questa scelta, infatti, ben il 90% delle persone che hanno votato sono felici dell'allontanamento dell'aerodinamico greco.

A seguire Pat Fry..... nessuno sa, in Ferrari, cosa stia facendo.

Allison continua a rimanere, nonostante tutto, molto quotato all'interno dell'azienda sembra essere stato boicottato dal duo  Fry - Tombazis nonostante James li avesse fortemente voluti al suo fianco.
Tutti aspettano l’insediamento definitivo di Arrivabene e da li salteranno altre teste.
Interessante il fatto che circa 6 mesi fa la Ferrari era vicinissima a Newey ma da un momento all’altro non se ne è fatto più nulla e la trattativa non è più ripartita
Clima in Ferrari pessimo, tutti vogliono dire la loro e non ci sono persone guida. Il  clima è ,senza dubbio peggiorato, dall'entrata in scena di Marchionne che sta spolpando l’azienda.
Si “parla”, inoltre, di cifre astronomiche per la gestione sportiva ma senza risultati.(600mln anno)
Abbiamo la conferma che la vettura 2015 è uguale se non peggio della F14T ( allo stato attuale ovviamente)
Nel 2014 l’endotermico Ferrari era il più potente ma i sistemi ibridi non funzionavano a dovere., E' mancata, anche, la giusta iterazione tra motore e telaio e nonostante i ripetuti cambi di setup, la vettura non rendeva. 

Da voci che girano nell’ambiente l’Honda fa già molta paura essendo attualmente il più potente del  lotto e anche con un maggiore numero di giri di tutti le altre P.U., in Ferrari sperano vivamente che abbiamo problemi con l’ibrido… ma sono anni che i jap producono  e lavorano sui sistemi ibridi..


Pertanto la vedo molto molto dura

di Fabio Rossi

Sondaggio: La Ferrari ha fatto bene a "silurare" Tombazis?

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Come tutti sappiamo, questa mattina, sulle pagine del suo blog, Leo Turrini, ha dato la notizia del siluramento, da parte della Ferrari, di Nicholas Tombazis.
Il progettista greco era ritornato a lavorare a  Maranello nel marzo 2006. Dal 2003 al 2005 ha lavorato in McLaren dove aveva progettato l'ottima Mp4-20.


Sotto potete trovare un sondaggio per capire se, secondo voi, la dirigenza Ferrari ha fatto bene a prendere questa decisione in questo momento della stagione.


 

Qualche considerazione sulle ali anteriori di una F1.

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Nel corso egli ultimi anni in F1 abbiamo visto una crescente complessità dell'ala anteriore.
Cercheremo qui brevemente di analizzarne le cause, dando due possibili soluzioni.

Negli anni '90, diciamo dopo il 1994, il regolamento prevedeva che l'ala anteriore fosse larga massimo 1400 mm (700 dalla mezzerie del veicolo), doveva essere compresa in una finestra verticale di 200 mm; lateralmente doveva collocarsi tra +350 mm e +900 mm dall'asse anteriore. L'altezza dell'ala rispetto al suolo è stata poi cambiata nel corso degli anni, da  +50 mm dal piano di riferimento (come il fondo) a +100 nel 2001, che sono diventati +150 nel 2005.


Oggi invece l'ala deve stare verticalmente in una finestra tra +75 a +275 mm rispetto al piano di riferimento, è situata tra 450 e 1000 mm davanti l'asse anteriore e deve avere una larchezza massima si 825 mm rispetto al piano di mezzeria, cioè 1650 mm totali.
Fino al 2002 circa, la maggioranza delle auto di F1 aveva, sull'ala anteriore solo due profili alari, un profilo principale e un flap, di solito di grandi dimensioni e sagomato con corde e forme al fine di diminuire la resistenza oppure generare opportuni vortici concentrati allo scopo di incrementare la deportanza del fondo.
Nel 2002 (anche se qualche anteprima la si era avuta negli anni 95-98 sulle varie Ferrari) la McLaren con Adrian Newey, ha portato la “moda” di scomporre il grande flap dell'ala in almeno due profili (ovviamente di corda ridotta), mentre negli ultimi anni (diciamo dal 2011 in avanti) il numero di profili che compongono l'ala anteriore si è moltiplicato fino a giungere al numero di 5-6 con addirittura 6-7 soffiature nelle zone più di estremità collegate con le paratie lateriali.
In contemporanea vi è stata una forte riduzione delle corde dei vari profili e una “detronizzazione” del profilo principale dell'ala che è diventato molto più sottile e con una corda alare molto ridotta, quasi come gli altri profili dell'ala.
Attualmente all'anteriore quasi tutte le monoposto hanno da un minimo di 4 ad un massimo di 5-6 profili alari e alcuni di questi profili alari presentano una o addirittura due soffiature all'interno.
La domanda a cui cercherò di dare una spiegazione, è perchè nel corso degli anni si è aumentato a dismisura in numero dei profili dell'ala anteriore?
Innanzitutto, facciamo chiarezza sul motivo per cui serve avere diversi profili sull'ala.
Quando un flusso d'aria lambisce una superficie, esso tende di solito a “seguire” la superficie che incontra e qual' ora quest'ultima sia curva, il flusso d'aria viene incurvato anche lui. Questo comportamento viene disatteso nel momento in cui si “chiede” al flusso d'aria di deviare in maniera eccessiva dalla direzione di avanzamento del corpo.
Accade così che se un'ala ha una curvatura eccessiva, lo strato limite (la regione di fluido di spessore qualche millimetro al massimo, che lambisce direttamente il corpo) si stacca dalla superficie che si cerca di fargli seguire. Questo fenomeno si chiama separazione dello strato limite ed accade a causa della forza di attrito tangenziale che agisce tra il corpo e gli strati di fluido a contatto con la superficie; può inoltre essere influenzato (in maniera positiva o negativa) dalla pressione nelle vicinanze del corpo. In pratica la forza di attrito e la pressione esterna allo strato limite, agiscono rallentando le particelle di fluido fino a farle fermare in un punto, in cui il flusso si separa dalla superficie e se ne allontana in maniera normalmente definitiva.
La separazione dello strato limite, impedisce perciò di l'uso di superfici con elevate curvature (parliamo di forme convesse rispetto alla direzione del flusso), con evidenti effetti sulle limitate zone di depressione che possono essere create attorno ai corpi.
Per evitare questo fenomeno, si usa creare delle così dette “soffiature” che non sono altro che delle fessure che hanno lo scopo di mettere in contatto le zone di sovra-pressione del ventre dei profili alari, con il dorso. L'effetto di “spinta”, generato dal passaggio di una certa quantità di fluido da una zona di alta pressione del ventre dei profili ad una zona di bassa pressione sul dorso del profilo, consente di aumentare la velocità dello strato di fluido attaccato alla superficie nella parte ventrale e allontana quindi il pericolo della separazione dello strato limite dal corpo.

La soffiatura ovviamente va posta in una posizione opportuna, cioè dove il flusso d'aria risulta più “stanco” e prossimo alla separazione. Il “calcio” che riceve dalla soffiatura, consente al flusso sia di essere riaccelerato, sia di rimanere attaccato correttamente alla superficie.
Il fenomeno della separazione avviene con maggiore facilità, quando il flusso d'aria che lambisce un corpo è a contatto con quello che si chiama “gradiente di pressione avverso” cioè quando incontra una zona in cui la pressione tende ad aumentare man mano che le particelle avanzano lungo il contorno del corpo.
In un profilo alare, di uso automobilistico, la pressione sul dorso del profilo varia da una zona a elevata pressione nel punto del bordo di attacco, ad una zona di bassa pressione (in un punto circa situato nella zona del massimo spessore) per poi ri-aumentare lentamente verso il bordo di uscita; quest'ultimo aumento è quello che è responsabile di solito, della separazione dello strato limite.
La separazione può essere evitata o ritardata, con l'inserimento di una o più soffiature, cioè con queste piccole e sagomate fessure che collegano il dorso del profilo alare con il ventre.
Negli ultimi anni in F1 si è diffusa la “moda” di spezzettare l'ala anteriore in diversi profili, sottili e di corda ridotta, il motivo è da ricercarsi in diversi fattori che andiamo adesso ad analizzare.
Mentre fino alla stagione 2008 compresa, l'ala anteriore si trovava dentro la sagomatura delle ruote anteriori, dal 2009 in avanti questa viene a trovarsi davanti alle ruote stesse, come appare evidente dalle seguenti figure o immagini.


Questo allargamento dell'ala anteriore ha comportato che, come si vede dalla figura seguente, la pressione derivante dalla presenza della ruota anteriore, si propaga anteriormente sull'ala anteriore stessa, creando appunto un campo di pressione caratterizzato dalla presenta di un “gradiente di pressione avverso” cioè muovendoci da sinistra a destra (direzione delle particelle d'aria) verso la ruota anteriore, aumenta, (passando da un colore giallo-arancio verso il rosso, come evidenziato nella seguente figura.

Per contrastare questo fenomeno, ed evitare la separazione del flusso d'aria nella parte dorsale dell'ala, si sono moltiplicati i profili all'anteriore, fino ai 5 profili di oggi.
L'effetto della zona a pressione elevata viene quindi limitato, a causa della presenza delle varie soffiature dell'ala che praticamente forniscono “un calcio” allo strato limite attaccato al dorso ogni qual volta il flusso transita all'altezza della soffiatura stessa.
Inoltre l'aumento di profili alari e delle relative soffiature, rende la velocità del flusso d'aria sul dorso dell'ala più costante e mediamente più elevata rispetto ad una soluzione a due profili, perchè per 4-6 volte il flusso viene riaccelerato a distanza di pochi centimetri: la deportanza dell'ala stessa così aumenta perchè una zona di bassa pressione viene ripartita su una superficie maggiore.
Le prossime due figure illustrano quanto appena detto, nella prima figura vediamo quanto il flusso d'aria, dopo aver accelerato all'altezza del bordo di attacco rallenti nella zona del bordo di uscita, e venga successivamente leggermente riaccelerato dall'unica soffiatura dell'ala presente, in un ala semplice con profilo principale e un solo flap:



Appare evidente l'aumento della pressione mano mano che ci si avvicina alla ruota anteriore, e si nota come la pressione tenda ad aumentare (e quindi la velocità a a diminuire) verso il bordo di uscita del flap.
Nelle prossime immagini invece si evidenzia come l'uso di più profili alari consente un aumento di velocità ogni qual volta si incontra una soffiatura e come la pressione tenda ade essere mediamente più bassa (cioè più verde/azzurra)



di Ing. Federico Basile