Nonostante si ritenesse che con la nuova generazione di monoposto ad effetto suolo ci saremmo trovati di fronte ad una maggiore standardizzazione delle componenti, anche a livello di fondo, Ferrari e Red Bull ci hanno dimostrato come il canale Venturi, parte fondamentale delle vetture ad effetto suolo, sia il “luogo” dove gli ingegneri possono dare sfogo a tutta la propria inventiva.
La Formula 1 ha da sempre nel suo DNA il ruolo di laboratorio tecnologico volto a sperimentare e sviluppare nuove soluzioni tecniche pensate al fine di aumentare le prestazioni. Le diverse ere della massima serie dimostrano quanto lo studio della meccanica e, successivamente, dell’aerodinamica abbiano completamente stravolto il modo di progettare e costruire le monoposto più veloci del globo. Se, nel 2014, l’introduzione della Power Unit ha rappresentato la più grande rivoluzione per quanto riguarda il comparto propulsivo, il regolamento tecnico introdotto all’alba della passata stagione è definibile come il più grande salto in avanti degli ultimi decenni in ambito aerodinamico.
Nonostante l’effetto suolo non fosse assolutamente un fenomeno sconosciuto alla classe regina, questo è stato riposto al centro di una nuova generazione di vetture. Al di là del sostanziale cambiamento sotto il profilo estetico delle monoposto, la maggior quota di generazione del carico aerodinamico si è trasferita dal corpo vettura al fondo, costituito da due canali Venturi.
Secondo una ripartizione canonica, il carico aerodinamico di una vettura da Formula 1 proviene per circa il 20% dall’alettone anteriore, per un’altra quota analoga dal posteriore e per un cospicuo 60% dal gruppo fondo-diffusore. Per tale ragione, le monoposto della stagione 2023 saranno caratterizzate da uno sviluppo ancor più spinto e critico di quanto non si sia già visto nel corso del 2022 per quanto riguarda quest’ultimo elemento.
Scendendo più nel dettaglio, per capire come funziona il fondo di un’automobile da corsa bisogna partire dalla sua struttura di base e, dunque, dal principio che la regola, ovvero l’effetto Venturi. Tale principio enuncia che, dato un condotto al cui interno scorre un fluido, ad una riduzione della sezione dello stesso corrisponde un decremento della pressione e, dunque, un aumento della velocità delle particelle fluide che lo attraversano. Applicato al caso in questione, ciò si traduce in un dispositivo dotato di due rampe, una di ingresso ad andamento discendente e una di uscita a sviluppo fortemente ascendente, nel cui mezzo si frappone una “strozza” che ha il compito di restringere l’area complessiva destinata al passaggio del fluido al fine di ridurne la pressione e aumentarne, così, la velocità. Grazie all’accelerazione impressa da questa forzatura geometrica, il flusso è in grado di uscire dall’estrattore ad una velocità maggiore rispetto a quella di ingresso, producendo un incremento del carico aerodinamico quale più ovvia conseguenza. In più, essendo il fluido a bassa pressione, si pagano pochissimi punti in termini di resistenza all’avanzamento, sempre a patto di rimanere quanto più possibile vicini al suolo al fine di garantire l’effetto sigillo necessario a consentire uno scorrimento continuo e privo di alterazioni e, da qui, deriva la ridotta altezza da terra delle nuove monoposto ad effetto suolo amplificato.
Al fine di aumentare la portata di questo effetto, gli ingegneri hanno studiato diverse soluzioni in grado di migliorare il controllo del flusso all’interno dei canali. In particolare, soprattutto se si osserva un esempio estremo come quello dato dal fondo della Red Bull RB18, si può notare quanto complessa e articolata sia la geometria che interessa le zone dei marciapiedi e della transizione dal piano di riferimento alla porzione di estrazione consentita dalle normative. Per quanto la zona centrale della vettura sia dominata da un cospicuo elemento separatore dalla caratteristica forma “a scafo”, gli altri componenti sono del tutto unici e variano da caso a caso. La non linearità delle superfici che caratterizzano la sezione di poppa, ben visibile nella ricostruzione 3D da noi eseguita, sottolinea la volontà di energizzare il flusso che scorre all’interno dei canali mediante generazione di vortici, cosa che si rende possibile proprio da un insieme di forme articolate che evitano il distacco dello strato limite e che consentono, al contempo, un efficiente rimescolamento prima di giungere nell’estrattore, dove la geometria del diffusore e la presenza della beam wing fanno il resto per aumentare il campo di depressione retrostante. Elementi, questi, che sono stati poi ripresi da Ferrari e McLaren proprio al fine di cercare gli stessi vantaggi ottenuti sulla monoposto anglo-austriaca, pur con le dovute differenze. Nel caso della vettura italiana, infatti, il fondo assume geometrie completamente dissimile a causa della differente altezza dal suolo e del diverso “peso specifico” che i tecnici di Maranello hanno attribuito a tale parte all’interno della filosofia progettuale alla base della F1-75, più improntata su un equilibrio generale del sistema veicolo, con le superfici alari esterne maggiormente caricate per proteggere gli pneumatici e con una altezza da terra lievemente superiore al fine di contrastare il fastidioso fenomeno del porpoising. Di conseguenza, sulle vetture ormai note come Wing Car 2.0 non sarà necessario solo controllare il volume d’aria al fine di ottenere la massima portata all’interno dei condotti, ma sarà estremamente importante imparare a gestire e, dunque, a controllare i parametri pressorei e dinamici che ne caratterizzano il movimento.
Lo stato dell’arte rappresentato dalla genialità di Adrian Newey, messa in pratica sulla vettura della compagine di Milton Keynes, ha chiaramente dimostrato quanto l’interpretazione del regolamento consenta di imboccare approcci differenti per ottenere uno stesso risultato. Negli anni passati, tra gli aspetti tecnici più importanti e osservati spiccavano i bargeboard, mentre dal 2022 non li abbiamo più visti comparire con quella dettagliata articolazione di parti studiate per sfruttare al massimo gli effetti di microaerodinamica. Questo non significa, però, che la zona antecedente all’attacco delle bocche delle fiancate e dei canali Venturi non sia di vitale importanza, non a caso le squadre hanno speso tempo e risorse per trovare la configurazione migliore in grado di connetterle con il passaggio dei flussi per il fondo.
La seconda era dell’effetto suolo è appena cominciata, per cui le soluzioni studiate dagli ingegneri per questo 2023 non si faranno attendere ancora a lungo . Ad ogni modo, lo sviluppo e la gestione dei flussi, che permettono a queste monoposto di restare letteralmente incollate all’asfalto, rappresenterà il perno per riuscire a garantire un grado adeguato di crescita delle prestazioni nel corso del campionato.
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