Chi l’ha detto che l’aerodinamica avrà un ruolo secondario sulle monoposto 2014?

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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)

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