La SF90 sforava livello di flessione del fondo

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La SF90 il sforava il livello di flessione del fondo

La scienza della fluidodinamica è oramai da tempo al centro dei progetti investigativi, capace di garantire una considerevole riduzione della resistenza all’avanzamento (Drag) migliorando la deviazione dei flussi, offrendo al contempo un “controllo” delle turbolenze generate che investono la vettura. Sebbene come velocità massime raggiunte queste monoposto non ottengano gli altissimi livelli conseguiti nella prima decade del nuovo millennio, riescono a compensare la carenza in curva grazie a una spinta verticale considerevole, che assicura una velocità di percorrenza elevatissima conferendo un’andatura nell’apice della stessa di molto superiore. 

Dopo quest’analisi risulta facile intendere come attualmente, con il livello di carico raggiunto, nella totalità di una tornata, essendo un tracciato mediamente composto da più zone miste, “paga” di più a livello cronometrico il downforce che la velocità di punta. Se nelle passate decadi la carica aerodinamica delle vetture di Formula Uno proveniva in gran parte dai profili alari, ai giorni oggi la spinta verticale generata da una monoposto si basa per un 55% sull’azione del fondo scalinato. Quest’ultimo infatti è in grado di sviluppare un effetto downforce fondamentale per le vetture odierne, capace di trasformare questi veicoli nei più rapidi della storia della massima categoria del Motorsport.

Fondo scalinato Renault RS19

Sotto questo aspetto è interessante analizzare il fondo scalinato nella sua totalità, pensandolo come una componente in grado di assicurare, in molti punti di un tracciato, più velocità alla monoposto. Dobbiamo però in questa situazione tenere presente una variabile: se questa spinta, “messa a terra” attraverso la forza applicata sugli pneumatici, venisse ipoteticamente garantita da aumento del peso, sarebbe sì in grado di generare carico aerodinamico, ma analogamente favorirebbe un ovvio peggioramento nella maneggevolezza del veicolo, necessitando peraltro un impulso superiore da parte del propulsore.

Per questa semplice ragione, utilizzando i flussi d’aria che investono la vettura, si genera carico senza incorrere negli svantaggi sopracitati. In questo senso uno dei migliori interpreti del downforce risulta senza dubbio il fondo scalinato, fondamentale nella progettazione di una vettura moderna di Formula Uno.

Congiunzione metallica fondo scalinato Ferrari SF90

Prendendo in esame il fondo scalinato della SF90 notiamo diverse zone in cui sono presenti delle congiunzioni metalliche, incaricate di gestire la flessione eccessiva. In questa specifica parte della monoposto il carico aerodinamico viene distribuito in modo da generare una quantità di spostamento che strutturalmente possiamo veder divisa in due parti: una dovuta al taglio mentre l’altra è riferita alla flessione (momento flettente) della parte in questione per la presenza del carico di pressione distribuito “top-to-bottom”. Il primo spostamento è generalmente trascurabile in prima approssimazione, in quanto risulta abbastanza limitato rispetto al secondo a causa delle rigidezza della struttura, mentre tenendo in conto le differenti congiunzioni create ad hoc possiamo ipotizzare che il momento flettente di base generi uno spostamento maggiore.

Pensando alla fatto che la FIA regolamenta questo spostamento entro certi parametri, possiamo ipotizzare con convinzione che il fondo della SF90 sforava il livello concesso in specifici punti, per la presenza di scanalature che riducevano l’effetto di rigidezza. Per questa ragione, anteriormente a un possibile controllo della federazione internazionale, il team di Maranello ha dovuto rinforzare la zona, con un materiale che, godendo di una rigidezza differente, potesse collegare le due parti della struttura di carbonio nel punto in quale la flessione generata produceva il livello più alto. Con questa semplice ma efficace operazione lo spostamento ottenuto rientra così nei parametri consentiti dalla FIA, e per tanto non è passibile di punizione.

Congiunzione metallica fondo scalinato Ferrari SF90

Il procedimento per ottenere questa particolare componente risulta molto interessante, in quanto la macro soluzione del fondo comprende in questo caso alcune parti metalliche inserite tra le lamine di carbonio che vanno applicate, posizionate ed incollate. In ogni caso per ottenere la polimerizzazione del laminato si inseriscono le lamine all’interno l’autoclave, per un quantitativo di tempo esatto calcolato in base alle densità dei materiali e del risultato da ottenere. Ovviamente garantire la corretta adesione è necessario che le due parti siano già coese, ricordando che in questo procedimento la temperatura ha un’importanza basilare nel buon esito del risultato. 

Una volta creato il legame “adesivo” tra le due componenti in questione bisogna poi tenere in conto differenti variabili. Il metallo, essendo di per sé una lega con un peso specifico superiore, andrà ad appesantire la struttura, generando tra le altre cose possibili problematiche legate all’usura, che a loro volta potrebbero creare delle “cricche” nell’assemblaggio tra le parti. Bisogna ricordare infatti che in qualsiasi tipo di giunzione continua per “incollaggio” quest’ultimo risulta come punto debole della giunzione stessa. È da ribadire però, che sebbene agenti esterni e comportamento a fatica complicano e riducano la vita utile di queste parti, quest’ultima sarà sempre (nella speranza dei i team) superiore all’effettiva durata di utilizzo. Non dimentichiamo poi che questa soluzione annovera tra i possibili effetti rilevanti un decadimento delle proprietà del materiale metallico, visto che dentro l’autoclave quest’ultimo può veder modificate le specifiche proprietà elastiche, essendo un vero e proprio trattamento termico.

Fondo scalinato Haas VF19

In realtà il fondo scalinato potrebbe anche esse concepito come pezzo unico, sempre che il progetto non abbia specifiche richieste di suddivisioni a partire dalla progettazione aerodinamica del componente.

Ecco spiegati i possibili effetti negativi generati da questa procedura, in quanto l’inserimento di questi raccordi metallici, necessari per gestire la flessione eccessiva, hanno, come spesso capita nelle soluzioni portate in Formula Uno un prezzo da pagare in quanto montati sulla vettura. Al conseguente aumento del peso dovuto all’aggiunta del materiale, che inevitabilmente, “rallenta” sebbene in modo molto limitato il veicolo, dobbiamo quindi sommare la problematica legata alla creazione del componenti.

E l’aerodinamica? 

È abbastanza chiaro come l’assenza di un unico componente, continuo, senza “salti” e perfettamente modellato sia una soluzione sicuramente più vantaggiosa, oltre a sembrare meno “rattoppata” rispetto a quanto portato da Ferrari. Ma per fortuna, dove quei componenti vengono usati, la generazione di vortici non ha molto effetto sulla resistenza dell’auto. E comunque, come detto, trattasi di un prezzo da pagare per evitare di veder bocciata una soluzione che nei prossimi Gran Premi potrebbe vedere nuovi importanti sviluppi.

Autore e foto: Alessandro Arcari @BerrageizF1

4 Commenti

  1. io invece ho un’idea diversa degli inserti di rinforzo. Non si tratta di prevenire un intervento della FIA, ma di eccessive distorsioni non programmate. Mi spiego, vi ricordate che si era di nuovo ipotizzato un problema di correlazione dei dati della galleria del vento con quelli della pista. Guarda caso come sono apparsi quei rinforzi la Ferrari sta iniziando a migliorare nelle curve lente. Ricollego questo anche alle parole di Binotto sul fatto di aver capito la macchina, forse che quelle eccessive deformazioni fossero la causa dei dati sballati?

  2. Ma non potevano irrigidire il fondo aumentando le pelli di carbonio, pesava meno e evitavano i problemi di incollaggio tra metallo e carbonio…oppure con il metallo riescono a passare le prove statiche, ma poi in corsa proprio grazie al maggior peso del metallo riescono a flettere il fondo?

  3. Credo che l’unico motivo per cui abbiano usato parti in metallo, materiale diverso dalla fibra di carbonio e meno efficace di questa in termini di rapporto rigidità/peso, sia probabilmente per la gestione di vibrazioni a frequenze vicine a quella di risonanza della struttura che potevano essere causa di cricche.
    La cosa più furba per limitare la deformazione sarebbe altrimenti stata irrobustire tramite aggiunta di fibra di carbonio.

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