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Novità Tecniche

Novità Tecniche

Siamo arrivati al primo Gran Premio Europeo, primo giro di boa del campionato. In questo articolo cercheremo di capire assieme alcune differenze tra i vari diffusori utilizzati dalle squadre.

Tutta la zona circostante al diffusore è utile a migliorare il lavoro dell’elemento stesso. Un qualunque diffusore, fuori dall’automobilismo, lavora al massimo con angoli di 8° o meno. I diffusori di F1, però, lavorano con angoli di incidenza ben superiori, proprio grazie a tutti gli elementi circostanti.

Un diffusore di F1, innanzitutto, è dotato di paratie laterali, utili a separare il flusso in arrivo dal fondo, da quello sporco generato dal rotolamento della gomma. Questi elementi verticali, tuttavia, non risolvono per intero il problema relativo al cosiddetto ‘tyre squirt’. Proprio qui andò ad agire Adrian Newey con gli scarichi soffianti, e tutti i team, prima o poi, andarono dietro.

Queste paratie, poi, si estendono per tutta la larghezza del dispositivo e sono utili poiché creano dei vortici. Questi vortici che si vengono a creare, per via de loro angolo di incidenza rispetto al verso della corrente, sono di fondamentale importanza al fine di attirare una grossa quantità d’aria.

Appunto, un diffusore di F1 lavora meglio se gli viene garantito un grande apporto d’aria. Per questo tutta la zona dai bargeboards è molto studiata dai team per immettere sotto al fondo la maggior quantità d’aria possibile.

Un’altra caratteristica fondamentale è l’altezza da terra. Abbassandola si aumenta il carico poiché la velocità del flusso subisce un aumento di velocità, altra variabile importante, di cui parleremo successivamente. Ovviamente, però, il carico aumenta fino a raggiungere un picco, dopodiché diminuisce sensibilmente poiché il flusso di distacca. Per far sì che si riattacchi bisogna rialzare l’altezza da terra non più fino al punto in cui è avvenuto il distacco bensì oltre questo.

Come già anticipato, una variabile molto importante per generare un alto carico aerodinamico è, oltre alla quantità di flusso, anche la velocità di questo. La velocità poiché ad ogni aumento di velocità corrisponde, seguendo Bernoulli, una diminuzione di pressione. Chiaramente, una diminuzione di pressione conduce ad avere una maggior differenza tra la pressione sotto al fondo e quella esterna, che determina lo schiacciamento della vettura verso il basso.

Come fare, però, per aumentare la velocità de flusso? Qui intervengono gran parte delle appendici aerodinamiche che occupano quella zona, anche l’ala posteriore. L’ala posteriore, infatti, genera a terra una certa pressione negativa che non fa altro che attirare verso quella zona il flusso al fondo, che quindi aumenta la sua velocità. La zona rossa nell’immagine sottostante rappresenta a grandi linee (solo per rendere l’idea) la zona di bassa pressione generata dall’ala posteriore.

Altri elementi, come ad esempio le appendici estese per tutta la larghezza del diffusore, generano un carico verticale che fa il medesimo lavoro dell’ala posteriore. (immagine sotto, cerchio rosso)

Agli estremi del dispositivo, invece, le appendici sono dirette verso l’esterno (immagine sopra, cerchio verde) perché il flusso viene diretto dietro all’alla gomma posteriore, dove si sa esserci una area di bassa pressione. Anche qui la bassa pressione attira il flusso e ne aumenta la sua velocità. Grande lavoro è fatto in questa zona durante la stagione.

Lo stesso lavoro è compiuto anche dalle paratie laterali dell’ala posteriore che, come si può vedere, non sono parallele al verso della corrente, bensì divergono il flusso verso l’esterno.

Negli ultimi anni, inoltre, grande importanza hanno assunto le ‘carenature’ delle prese d’aria dei freni posteriori. Queste appendici servono sempre a generare a terra una bassa pressione per attirare del flusso utile a limitare l’entrata del ‘tyre squish’ sotto al fondo.

Nello schizzo in basso si può vedere più chiaramente di cosa stiamo parlando. La zona accanto allo penumatico è una zona vorticosa dovuta al rotolamento della gomma.

Passiamo ora all’analisi di alcuni diffusori dei team.

Innanzitutto Ferrari, che ha ben tre appendici orizzontali generatrici di carico, di cui si parlava prima, e un ricciolo molto squadrato a tre ‘strati’. Uno dei vantaggi che ogni team cerca di ottenere è un diffusore il meno sensibile alle variazioni di altezza, così da poter montare degli elementi sospensivi più morbidi. Per rendere poco ‘ride sensitive’ il diffusore, però il flusso deve rimanere sempre attaccato in ogni punto, non deve presentare delle zone di distacco. RedBull è notoriamente molto abile da questo punto di vista e anche da qui deriva l’alto grip della vettura sia in curve lente che in quelle veloci.

Importante è anche la posizione e l’orientamento dello scarico che incide sulla generazione del carico della ala posteriore. Infatti, a seconda di dov’è puntato, può accelerare il flusso sulla ‘faccia’ esterna dell’ala (estradosso), così da aumentare la differenza di pressione.


Inoltre, Ferrari è uno di quei team che ha una vettura con molto ‘Rake’, un concetto di cui parleremo adesso a proposito della RedBull.

Ecco quindi la RedBul, avente un disegno molto simile a quello di Ferrari, se non per la parte centrale, nella quale l’up-wash viene gestito in maniera leggermente differente. Come detto, la RB14 è dotata di un angolo di rake piuttosto elevato, quindi l’intero fondo possiede un certo angolo. Il team è stato uno dei primi ad adottare questa soluzione già alcuni anni fa. Il vantaggio consiste nel creare un effetto di up-wash non solo nel diffusore, ma per tutta la lunghezza del fondo. Sperimentalmente, hanno provato che questa soluzione crea un carico maggiore su tutto il fondo e, globalmente, è per loro più vantaggiosa rispetto ad un fondo più vicino al terreno.

Questi sono anche i team che hanno più problemi di gestione della zona esterna del diffusore. Infatti, con un posteriore più alto è più facile che entrino dei flussi laterali, non convenienti per il lavoro del diffusore. Grande importanza è quindi data nel cercare di sigillare il fondo.

Decisamente diverso è il diffusore della Haas che ha una forma ‘ondulata’ decisamente diversa e il ricciolo esterno è composto da più elementi per gestire meglio il flusso. Sdoppiando un elemento si cerca di far si che il flusso su di esso rimanga più stabile. In questo modo, teoricamente, si può anche aumentare la svergolatura dell’elemento.

Anche la Mercedes (sopra) si è recentemente avvicinata alle soluzioni utilizzate da Ferrari e RedBull, seppure abbiano un concetto aerodinamico completamente diverso, con molto meno rake e quindi con diversi requisiti. Avendo meno rake, l’altro anno hanno dovuto trovare una soluzione per aumentare il carico all’anteriore. Infatti, un vantaggio correlato ad un alto rake, è anche il maggior carico anteriore visto che il fondo è ‘puntato’ (immagine sotto, relativa al 2017). La soluzione trovata furono le interessanti ‘zanne’, che hanno aperto un nuovo orizzonte tecnico.

Seppur i diffusori possano sembrare molto simili, la grande differenza sta nella pulizia e nella portata di flusso che scorre su questo elemento e anche sulla sensibilità di questo.

 

Niccolò Arnerich