L’escursione in ghiaia di Charles Leclerc unitamente al lieve contatto con Oscar Piastri nelle prime fasi del gran premio d’Olanda hanno irrimediabilmente danneggiato il fondo vettura della SF-23 determinando una perdita di carico stimata in 60 punti, pari a circa il 20% per carico aerodinamico complessivo della monoposto.

A differenza delle monoposto delle precedenti generazioni, l’aerodinamica delle wing car è molto più complessa. Se le sbavature commesse dai piloti in passato raramente producevano un sensibile downgrade delle performance del mezzo, oggi possono determinare un danno enorme tale da costringere i driver al ritiro. Nello scritto cercheremo di descrivere, ad un livello di astrazione elevato, la funzione dei principali elementi aerodinamici delle monoposto. 

F1. Resistenza, portanza ed effetto suolo

Quando l’aria impatta su una monoposto, in relazione alla sua forma, cambierà direzione e velocità. La distribuzione della velocità ha un impatto significativo su due parametri: resistenza determinata dall’attrito e portanza. Le monoposto di nuova generazione sono caratterizzate dal ritorno dell’effetto suolo. Ma cosa è il “ground effect”? L'effetto suolo consiste in una modificazione del campo aerodinamico attorno ad un corpo, quando esso si muove in vicinanza del suolo, e nella corrispondente variazione delle forze aerodinamiche ad esso applicate. L'accelerazione del flusso incanalato sotto la vettura comporta la creazione di una zona di depressione proprio come conseguenza di Bernoulli: se la velocità aumenta, la pressione diminuisce e la macchina viene risucchiata verso il suolo, aumentando il carico verticale. 

Per ottenere dall'effetto suolo una deportanza occorre in sostanza progettare delle forme in modo che sotto alla vettura passi un flusso d'aria con una velocità maggiore di quello che passa sopra la vettura, per ottenere questo si sfruttano infatti le proprietà dei canali Venturi. 

F1.Principali elementi aerodinamici

Oltre alla importanza del fondo vettura quali sono le altre parti delle monoposto che hanno maggiore influenza sull’aerodinamica del veicolo? La principale componente che produce la resistenza aerodinamica delle vetture di Formula 1 è certamente rappresentata dagli penumatici (circa il 40% della resistenza complessiva della vettura). In particolar modo le gomme anteriori producono scie turbolenti che hanno un impatto su altre componenti della monoposto. L’ala anteriore sfrutta il concetto dell’effetto suolo e direziona il flusso d’aria sul resto del veicolo. Da alcuni anni i team adottano due filosofie opposte al fine di privilegiare determinati obiettivi aerodinamici. Il concetto dell’out-wash ha lo scopo di indirizzare il flusso d’aria esternamente alle ruote anteriori attraverso una particolare geometria dei profili superiori dell’ala anteriore. Uno dei principali obiettivi dell’out-wash è ridurre la resistenza all’avanzamento indotta dai pneumatici anteriori. La filosofia dell’in-wash ha lo scopo di indirizzare il flusso d’aria verso il fondo vettura, concetto che si sposa con le monoposto ad effetto suolo in quanto aumenta la portata d’aria diretta verso la zona centrale della vettura.

Direzione del flusso d’aria con ala anteriore in-wash vs out-wash – Credit @ScarbsTech

L’ala posteriore consente di generare carico verticale per ridurre l’effetto sovrasterzante che renderebbe la vettura inguidabile. Nelle vetture ad effetto suolo è stata introdotta la cosiddetta beam wing. Si tratta di piccoli profili aerodinamici posizionati nella zona dello scarico posteriore, sopra il diffusore e sotto l’ala posteriore. E’ un elemento molto utile in quanto agisce quasi come prolungamento del diffusore, aiutando a estrarre più aria dal fondo contribuendo a creare una zona di bassa pressione che aumenta il carico aerodinamico.

Beam wing di Red Bull, Ferrari e Mercedes

Non di minore importanza è l’aerodinamica intorno alla zona di raffreddamento delle unità di potenza. E’ fondamentale definire posizione e dimensionamento delle prese di raffreddamento della vettura cercando di minimizzare il drag (resistenza aerodinamica). Le uscite del sistema di alimentazione e raffreddamento possono influire sulle prestazioni del veicolo in termini di smaltimento del calore e energizzazione del flusso. Fino al 2021 l’aria calda interna al cofano motore veniva estratta attraverso lo sfogo aperto in coda, con un contributo minimo apportato dalle griglie aperte ai lati dell’abitacolo in prossimità degli attacchi dell’Halo. Sulle nuove wingcar è possibile aprire griglie sensibilmente più ampie, per una superficie massima di 150.000 mm2 per lato, con ulteriori 30.000 mm2 per le aperture non distanti lateralmente dall’asse centrale della monoposto più di 25 mm.

Griglie di estrazione dell’aria della F1-75 – Credit :@robertofunoat

Leggi anche: GP Olanda: anteprima tecnica, infografiche e analisi circuito

Leggi anche: La F1 che vorrei: ragionevoli misure per migliorare qualità e credibilità della categoria

Leggi anche: Perché l’abolizione del DRS in qualifica sarebbe l’ennesima toppa a un regolamento tecnico fallimentare

Foto interna x.com