Macarena Ferrari: tutti i dettagli di un capolavoro di ingegneria

Quando durante le prove pre-stagionali la Ferrari fece debuttare per la prima volta la sua ala reversibile, tifosi e addetti sgranarono gli occhi, non ben sicuri di ciò che stessero vedendo: il flap superiore ruotava, ribaltandosi completamente.

L’avvento dell’aerodinamica attiva rappresentava un aspetto di enorme novità che, in qualche modo, era chiaro sarebbe andato ben oltre il concetto del DRS, ma nessuno era preparato a vedere un’interpretazione così estrema e fantasiosa del regolamento, caratterizzata non solo dalla diminuzione dell’incidenza del profilo, ma dalla sua completa inversione.

Dalle prime immagini era parso chiaro lo scopo principale: ridurre al massimo la resistenza aerodinamica, annullando l'incidenza del profilo e amplificando l'effetto di riduzione del drag grazie al gap creatosi tra i due profili contrapposti.

Data la forte interazione tra gli elementi aerodinamici, non è del tutto improprio immaginare che, in qualche modo, la soluzione possa addirittura trascendere il funzionamento puramente alare, lavorando in sinergia con tutto il particolarissimo retrotreno della vettura, corredato dal sistema FTM che sfrutta aerodinamicamente i gas di scarico.

Una soluzione geniale

Per capire la genialità della soluzione realizzata dai tecnici di Maranello sulla SF-26 dobbiamo anzitutto partire da ciò che impone il regolamento tecnico.

Il testo della FIA lascia notevole libertà, fissando il tempo di transizione tra la modalità “curva” e la modalità “rettilineo” in 400 ms (C3.11.6) e imponendo il rispetto dei volumi di controllo una volta che il flap è richiuso.

Nessuna restrizione è invece stata prevista in merito all’angolo di apertura o ad altri vincoli geometrici, se non che, una volta tornata in posizione “chiusa”, debba rispettare i volumi di controllo regolamentari.

Il regolamento stabilisce invece chiaramente che l’ala mobile posteriore deve essere comandata da un solo attuatore (C3.11.6).

In aggiunta, sono consentiti fino a tre Rear Wing Rotation Brackets (C3.11.7), elementi meccanici di supporto alla rotazione, mentre la posizione del flap deve essere verificata da un sensore meccanicamente collegato al flap mobile e calibrato sul movimento dell’attuatore.

Dovendo predisporre un attuatore idraulico che comanda l’apertura del flap mobile, la soluzione più intuitiva e meccanicamente semplice è posizionarlo al centro, proprio davanti all’ala posteriore, carenando il sistema con una copertura aerodinamicamente conveniente.

Si tratta della soluzione che abbiamo imparato a conoscere con il DRS, che ha tuttavia il risvolto negativo di interferire con l’ala posteriore e generare una certa resistenza aerodinamica che, nell’attuale scenario regolamentare, è indesiderata più che mai.

L’idea brillante avuta dai tecnici di Maranello è stata di eliminare definitivamente questo ingombro, posizionando l’attuatore in una delle due paratie laterali dell’ala posteriore, ed è questo il vero capolavoro che differenzia la “macarena” Ferrari dai sistemi adottati in seguito dagli altri team.

Come funziona, in dettaglio

Grazie alle foto circolate in rete, è stato possibile cercare di comprendere il funzionamento del sistema Ferrari localizzando, anzitutto, l'attuatore idraulico nella paratia sinistra, nascosto da una copertura in carbonio piuttosto ampia (Foto Mateusz Mróz).

L'attuatore idraulico è alloggiato con la testata posteriore verso l'avantreno della vettura, mentre lo stelo deve necessariamente essere diretto verso il retrotreno e verso l'alto.

In prossimità dell’estremità dello stelo vi è il centro di rotazione attorno al quale ruota il flap mobile e, chiaramente, vi sarà un corrispondente elemento nella paratia destra.

In quest'ultima è presente un pannello asportabile più piccolo e di forma sottile (Foto Vegetti), che copre un vano allungato in cui non è presente, ovviamente, l'attuatore, ma è possibile vedere un cablaggio.

Questo spazio deve essere quello dedicato al sensore di posizione che controlla la rotazione del flap.

Compreso questo, viene da chiedersi: quale è il meccanismo che fa ruotare il flap?
Considerando gli ingombri dei leverismi adottati da Red Bull e McLaren, a cosa è connesso l'attuatore in uno spazio così limitato?

L'ipotesi più plausibile, oltre che affascinante, è anche quella meccanicamente più semplice, diretta e compatta.

Il fulcro sinistro dell'ala "macarena" e lo stelo dell'attuatore costituiscono un sistema a cremagliera.

L'ala reversibile è solidale a una sorta di ingranaggio dentato che ingrana la dentatura lineare ricavata sullo stelo dell'attuatore.

Se così fosse, la posizione di riposo dell'attuatore che corrisponde all'ala chiusa in "Corner Mode" sarebbe con lo stelo estratto verso il retrotreno. Una volta dato il consenso, lo stelo si ritrarrebbe quanto basta per trasmettere il moto rotatorio all'ala mobile. Il fermo meccanico potrebbe essere imposto dallo stesso pistone idraulico giunto a fine corsa oppure integrato in un'altra posizione.

Con lo stesso sistema, in corrispondenza del centro di rotazione posto nella paratia di destra, i tecnici di Maranello potrebbero aver fissato solidalmente al profilo un disco sagomato in maniera opportuna per essere letto da un sensore induttivo di prossimità in grado di sentire la presenza di metallo a distanza ravvicinata.

Un sistema così costruito avrebbe il vantaggio di essere estremamente semplice, diretto, affidabile, compatto e leggero.
Lo svantaggio potrebbe risiedere nella maggiore spinta richiesta all'attuatore, aspetto probabilmente affrontabile aumentando la pressione di spinta dello stesso.

Va ricordato che in circuiti idraulici piuttosto semplici una pressione di 150 bar è un valore piuttosto comune e capace, per un cilindro di soli 15 mm di alesaggio, di corrispondere a una forza superiore a 2500 N (270 kgf).

Tra le varie versioni di ala rotante, la "macarena" non vince la palma dell'innovazione solo per essere stata la prima a scendere in pista, ma anche per la completa integrazione nella struttura dell'ala e per la raffinatezza costruttiva e il termine "capolavoro", per una volta, non è speso a caso.