La Ferrari presenta alcune modifiche al fondo vettura che sono sfuggite all’occhio durante i test. In questo articolo cercheremo di analizzarne il funzionamento
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Abbiamo già parlato in un precedente articolo di come la Ferrari SF-25, la prima monoposto di Maranello guidata da Lewis Hamilton, sia una vettura da scoprire ancora, e su cui i tecnici del team italiano stiano lavorando tantissimo, pur di affinare i dati che hanno e potenziare al meglio la finestra di lavoro della macchina.
Tra i motivi ci sono sicuramente una nuova gestione della monoposto, che è passata al pull-rod come sappiamo già, e presenta una mappa aerodinamica completamente nuova, piena di novità.
La ragione dietro questo cambio sta nel potenziale di sviluppo, che a quanto pare sulla SF-24 era arrivato al limite, specialmente per via di qualche caratteristica di fabbrica (ad esempio il problema delle gomme in qualifica, Ferrari se l’è portato per un’intera stagione, confermando come sia stato proprio una volontà dei tecnici).
Per questo, la SF-25 ha fatto vedere ai test qualche novità, anche lavorando con dei sensori e delle misurazioni fatte in pista (per esempio tubi di Pitot e flow viz)
Il fondo sulla SF-25 è un evoluzione della SPEC portata a Las Vegas sulla SF-24
Uno degli elementi passati in secondo piano sulla SF-25, è anche l’elemento più importante sulle wing-car: il fondo. Ricordiamo come queste auto sviluppino il 50% del carico aerodinamico dal fondo, rendendolo un elemento importante nell’insieme della mappa aerodinamica della vettura.
Come funziona il fondo della nuova vettura di Maranello? Possiamo analizzarlo e capirne il funzionamento anche in base agli upgrade portati la scorsa stagione sulla SF-24 a Las Vegas.
Innanzitutto, ripassiamo ciò che Ferrari ha cambiato in funzione di quest’anno. Si è lavorato molto per far funzionare la piattaforma alle alte velocità, trovandone un compromesso con la maneggevolezza della vettura. Con un passo più lungo, è cambiata la distribuzione delle masse, e difatti pure la zona iniziale del fondo ha avuto un reshaping.
È stata bombata la zona del SIS, così da avere un rialzo, dove l’espansione dell’aria sarà maggiore, anche grazie a un vortice aggiuntivo che ne aumenta l’energia. Inoltre, lungo la zona del marciapiede, sono state modificate le fence al fine di ridurre l’azione del Vortex Edge, migliorando l’efficienza del flusso adiacente alle pance, così da evitare interferenze tra flusso a bassa e ad alta pressione.
Importante è lo scalino, volto a stimolare l’effetto downwash presente, ed energizzare il flusso proveniente dal sottosquadro. Ferrari ha lavorato sodo durante l’inverno al fine di intervenire sulla zona del fondo, questo anche per aumentare i valori di carico e far funzionare meglio la Ferrari SF-25 nelle curve a medio-alta velocità.
Durante i test si è potuto apprezzare il lavoro che hanno svolto i tecnici al fine di capire come la mappa aerodinamica della SF-25 lavori sul fondo vettura. Una cosa importante è, sicuramente, riuscire a lavorare su altezze diverse.
La piattaforma deve rimanere il più stabile possibile, al fine di generare il giusto campo di depressione che schiaccia la vettura verso l’asfalto, generando così carico aerodinamico. Importantissimo è pure evitare che vi siano distacchi di vena fluida sulla superficie del fondo, che possiamo considerare come un’area di espansione massima del fluido
Il diffusore della SF-25 riprende soluzioni del passato
Importante, per questo, capire in un certo senso l’interazione tra i filetti di aria e la zona terminale del fondo, ovvero il diffusore. In questa zona, infatti, l’espansione è massima, e il rischio di separazione del fluido dalla superficie pure. Per questo, in Ferrari hanno affinato alcuni concetti per far sì che il diffusore generi carico aerodinamico, senza essere troppo aggressivi nelle forme.
Possiamo analizzare meglio questo concetto prendendo l’immagine del diffusore della SF-25: notiamo in verde un design di chiglia (ovvero l’elemento in cui vengono ancorate le sospensioni) molto simile a quello della Ferrari F1-75, quindi una forma rastremata e abbastanza ristretta, che tra l’altro è stata implementata pure nella RB20 lo scorso anno nel weekend del GP di Baku.
Questa forma è più congeniale a delle esigenze di mantenere i valori di velocità e pressione costanti lungo tutta la chiglia, così da evitare distacchi di vena fluida e minimizzazioni del carico.
Inoltre, pure il bordo superiore del diffusore è meno aggressivo, e ha una lunghezza costante. Questo viene fatto al fine di controllare maggiormente le turbolenze presenti nella zona del retrotreno, così da aumentare l’efficienza aerodinamica. Il bordo superiore del diffusore serve pure per controllare la fase di espansione del flusso in uscita, ed è importante nell’interazione con il Vortex Edge, il che stabilizza la direzione del flusso d’aria
La SF-25 si differenzia da McLaren nelle geometrie del diffusore
Per massimizzare il carico aerodinamico, il diffusore ha una rampa (il cosiddetto diffuser kick) che ha un’angolazione tale da consentire un’espansione maggiore dell’aria.
Nel grafico vediamo un andamento della linea verde (segnata con -CL, che sarebbe il coefficiente di Lift negativo) che va a raggiungere un picco se il rapporto numerico tra altezza da terra della vettura e lunghezza del diffusore è minore dell’altezza h.
Per esempio, ponendo x=h/l, se x è un valore di 0,05 vuol dire che l’altezza da terra sarà circa il 5% della lunghezza del diffusore. Questo vuol significare che quando x (rapporto h/l) è molto basso, il coefficiente -CL sarà più alto, visto che l’aria sotto la vettura risentirà di una maggiore accelerazione (per via dell’effetto Venturi), generando una zona di depressione che risucchia la monoposto verso il basso (per lo appunto potenziando l’effetto suolo).
Quando invece x aumenta (quindi aumenta h, che è direttamente proporzionale a x), diminuirà la deportanza (ecco perché al crescere dei valori di h/l, la linea verde diminuisce). Nel grafico troviamo, inoltre, un’altra variabile, ovvero il coefficiente di resistenza CD (il drag), che in questo caso ha una linea più “costante” lungo tutto l’asse delle x. Questo vuol dire che la resistenza indotta è minore nella zona del fondo-diffusore.
La Ferrari SF-25, per potenziare questo effetto suolo utilizza delle alette anteriori (front fences) così da creare un effetto sigillo che isola il flusso presente nella zona del diffusore, andando a massimizzare la downforce presente.
Ovviamente, se si va ad abbassare troppo la vettura, vi ci sarebbe il rischio di intaccare in situazioni di stallo aerodinamico nella zona del diffusore, dove a un certo punto, anche per via della velocità dell’aria nell’istante di tempo in cui la vettura è a velocità sopra i 250 km/h, vi ci sarà una sorta di “ciclo” dove la vettura verrà risucchiata e allo stesso tempo perderà carico (parliamo di porpoising). Questo, poi, viene evitato anche giocando molto sulla meccanica e sui parametri di assetto della vettura.
La Ferrari si differenzia da McLaren anche per questo, per avere scelto un’angolazione maggiore della rampa, perciò maggiore carico aerodinamico per via di un’espansione maggiore dell’aria, senza essere troppi aggressivi. Una soluzione interessante, che vedremo sicuramente se funzionerà a Melbourne e nelle gare dopo
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