Ferrari 666 F1 2015

aimar_alberto

Dopo molto tempo trascorso a riprendere alcune materie tecniche da utilizzare durante i corsi della specialistica, dopo aver ritagliato un po’ di tempo per alcuni progetti di settori differenti e dopo una meritata pausa appena alla fine del campionato, torniamo finalmente in carrozza per poter discutere nuovamente di aspetti tecnologici e di innovazioni per quel che riguarda la Formula 1.

Quale migliore argomento potremmo trattare, proprio in periodo di feste e soprattutto con profumo di anno nuovo, delle soluzioni che vedremo nelle vetture del 2015.

in particolare modo, anche se il discorso sarà affrontato a livello generale, per tutte le auto presenti sulla griglia di partenza, voglio improntare l’attenzione sulla Mclaren e sula Ferrari.

Queste due scuderie stanno entrambe per vivere momenti molto intensi e differenti dalle altre case costruttrici.

La prima potrà godere finalmente del migliore pilota presente in pista, mentre la seconda affronterà il suo primo campionato senza il medesimo, e dovrà rimboccarsi le maniche…eccome se lo dovrà fare.

Partiamo allora con una serie di ipotesi per quel che riguarda i punti di maggiore concentrazione dello sviluppo previsti per il 2015: bastano due sole parole:

Motori e Musetti.

In generale sarà un anno non costoso quanto quello appena conclusosi, ma con una disparità così elevata rispetto alla propulsione Mercedes, la concorrenza dovrà certamente correre ai ripari proprio sull’unità motrice e non sarà cosa semplice. Grandi attenzioni verranno riposte in tale luogo prendendo gran parte delle risorse e tempo.

In sostanza si può anche affermare che il regolamento per quel che riguarda la parte esterna della vettura non è stato modificato in modo molto elevato se non per la struttura frontale anti-urto.

Il nostro punto di inizio della trattazione deriva proprio da questo ultimo aspetto: la aerodinamica.

È stato creato tempo fa un articolo molto corposo sulle ipotetiche forme che potrebbero assumere i musetti delle vetture 2015, di cui inserisco alcuni tratti per aiutare a ricordare e per riprendere il discorso nel caso vi fossero nuovi lettori:

 RIPRESA DEL PRIMO ARTICOLO
Leggi completo

Iniziamo innanzi tutto con la fotografia del nuovo profilo che la FIA ha studiato inserendo nel regolamento le misure modificate.

La foto di anteprima era quella che potete vedere qua.

NB: di seguito inserisco inoltre una nuova foto dello stesso profilo, basato sulla solita teoria di tradurre letteralmente ciò che chiede la FIA, con qualche misura modificata in base ad esigenze aerodinamiche e strutturali. Una sorta di evoluzione.

In pratica, nelle foto presenti sono visibili i primi tipi di profilo che si può studiare e si potrebbero vedere il prossimo anno.

Dal precedente inserto di regolamento, possiamo trarre diversi spunti per capire già quanto sarà più difficile inserire un profilo come quello che per esempio caratterizza Mclaren, Toro Rosso, Sauber o Force India: il tipico naso del 2014.

La sola sezione b, di ben 20000mm^2 impedisce la creazione di un profilo efficace e capace di convogliare ancora molta aria alla parte inferiore della vettura, mentre nell’anno 2014  l’assenza di questo limite poteva permettere di giocare maggiormente con questo effetto. Il secondo effetto che limita l’inserimento di un profilo di questo tipo è la vicinanza tra la sezione B da 20000mm^2 e l’estremità della struttura anticrash.

Del resto la FIA voleva proprio questo, perché se è vero che la pubblicità di questo sport passa anche per la bellezza delle vetture, era pensabile limitare l’efficienza aerodinamica per rendere impossibile l’inserimento di brutte forme come quelle viste in questo campionato..in parte potrei pure essere d’accordo.

Il risultato finale è:

FINE RIPRESA ARTICOLO.

in merito a quanto scritto nel primo capitolo riguardante le vetture 2015, voglio riportare due foto che possono riassumere quanto detto e testare la validità dei nostri studi a riguardo:

la prima illustrazione riprende le prove eseguite da Lotus a Austin, mentre la seconda mostra la nuova Marussia in formato galleria del vento.

Queste saranno le forme con maggiore possibilità di comparsa sulle griglie del 2015, ma come potrebbero andare ad influenzare tutto il resto del progetto di una ipotetica vettura da formula 1?

Proviamo a partire da questa semplice domanda per poter creare il nostro ipotetico prototipo, pronto a gareggiare nel prossimo campionato.

Innanzitutto riporto un piccolo concetto che possa chiarire le idee sul come si comporta un fluido attorno ad una superficie.

Si sappia che quando la corrente indisturbata incontra un ostacolo, deforma la sua traiettoria non a caso, bensì seguendo direzioni ben precise, che dipendono da due aspetti: l’angolo di inclinazione della superficie rispetto all’aria, e il lato dal quale è inclinata.

inclinazione_superfice

Questi due fattori vengono espressi da un unico elemento chiamato versore normale alla superficie. Questo oggetto rappresenta una freccia che è perpendicolare alla superficie e esce da essa.

Ogni piccolo punto della scocca di una vettura, come di qualsiasi altro mezzo che si muove in aria, ha il suo versore normale locale che esprime la direzione in cui viene modificata la traiettoria della corrente, in tale punto.

Si deve sapere che quando la superficie è inclinata in modo da generare una rampa per il flusso che la incontra, e in modo da creare un ostacolo, la corrente deve frenare proprio perché questo versore normale indica il lato da cui deriva la forza che l’oggetto genera sull’aria.

Tale esempio è visibile nella immagine precedente: la superficie genera un versore che ha una direzione contrastante con la corrente che lo incontra.

Questo genera quello che si chiama gradiente di pressione e che viene indicato con dP/dx. Questa scrittura indica la variazione di pressione del flusso attorno al profilo allo scorrere dello spazio x. Come detto questo gradiente di pressione deriva proprio dalle forme dell’oggetto e dai versori locali che il flusso incontra.

Viene da se che il caso opposto è quello in cui il versore ottiene un verso favorevole rispetto allo scorrere dell’aria.
inclinazione_superfice2

In questo caso per aggirare il corpo, il flusso trova un versore che contribuisce alla sua accelerazione per un completo avvolgimento dello stesso, perciò possiamo dire che accelera.

Per concludere questa serie di nozioni voglio riportarmi ad una legge che nell’anno scorso abbiamo trattato moltissimo: la legge di Bernoulli.

Questa legge esprimeva il fatto che quando un flusso viene accelerato, è possibile pensare alle sue molecole come maggiormente distanziate, e quindi è possibile pensare che la pressione venga ridotta in quantità in un certo senso proporzionali (fino ad un certo punto) all’aumento di velocità.
formula1

Se aumenta la velocità del flusso, quindi, la pressione dello stesso diminuisce e viceversa.

Questo è per esempio il caso di una qualsiasi piastra inclinata all’interno di una corrente, se ci pensate:


corrente_indisturbata

A questo punto torniamo al caso della formula 1 e cerchiamo di riportare questi risultati sui profili anteriori delle vetture, distinguendo il caso in cui è presente il “naso” ed il caso in cui non verrà utilizzato.

I risultati, proprio applicando queste nozioni base di aerodinamica, portano ad una maggiore pressione presente nella parte inferiore mentre sarà visibile un decremento della stessa sul lato superiore.

Questo fenomeno è il responsabile di un alleggerimento delle ruote anteriori, ma….


Possiamo notare che quando viene inserito il naso, il flusso che vi circola attorno non subisce gradiente di pressione cosi elevati, merito di un dislivello e una deformazione dalla superficie al flusso meno insistente.

La parte colorata di blu nella parte sottostante al profilo, sta infatti ad indicare una minore pressione del flusso (il colore rosso indica la pressione massima).

A  questo proposito possiamo pensare che il profilo con sporgenza sia la soluzione per certi versi migliore, e pensiamo che proprio questo genere di soluzione abbia spinto alcune case, nel 2014 ad adottare tale stratagemma.

Articolo dell’Ing.  Aimar Alberto SITO:

AIMARALBERTO.WIX.COM/AEROSPACE-WORLD

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