LE F1 DEL 2021

Le f1 del 2021 sono comparse e vale davvero la pena analizzarle tecnicamente. Questo perché, se la preoccupazione era una deriva troppo insistente verso la spettacolarità a scapito del livello tecnico delle macchine, questo viene smentito dalle prime immagini che possiamo vedere.

Nel presente articolo voglio riassumere inizialmente tutto ciò che mi ha colpito riguardo ai nuovi progetti. Eseguirò in seguito spiegazioni approfondite di ogni singolo particolare, scrivendo articoli dedicati. Cominciamo la spiegazione delle F1 del 2021.

I motivi per i quali sono rimasto affascinato dalle nuove vetture sono molti. Si notano due tendenze principali visionando il prototipo testato in casa Sauber. Innanzi tutto la ricerca di bassa resistenza aerodinamica e vedremo con quali soluzioni. In secondo luogo la ricerca di carico deportante estremo.

Le soluzioni adoperate dai tecnici e volte ai due obiettivi appena citati, hanno permesso la creazione di un concept che ha dell’incredibile. A vedere come cresce il fondo piatto, notando quanto più estese siano le superfici posteriori e osservando ali frontali e diffusore cosi diversi mi porta ad una semplice conclusione. Nonostante le auto 2021 avranno scie meno invasive, saranno davvero veloci. Capiamo perchè.

CAMBIO DI FILOSOFIA

Come si può ben vedere sulla parte anteriore della monoposto, i profili alari dell’alettone frontale non hanno più le estremità. Ogni bandella è direttamente collegata al musetto.

Questo cambia tutto siccome fino ad oggi i team hanno fatto grande affidamento sul vortice che nasceva nella zona evidenziata. Veniva utilizzato perché, con grande rotazionalità (derivante dalla vorticosità) e con tanta energia riusciva ad aggirare tutte le parti retrostanti del veicolo. Era un modo per tenere attaccato il flusso sulla vettura e per dirigerlo in modo efficace verso il posteriore.

Con la soluzione prevista per il 2021, in assenza di vortici, le macchine non potranno più funzionare come fatto sino ad oggi e le motivazioni potrebbero essere le seguenti:

  • Riduzione della resistenza indotta, ovvero quella che si genera al momento della creazione dei vortici di estremità. È una delle principali fonti di perdita energetica bordo di un veicolo e l’eliminazione delle estremità alari frontali aiuterà le macchia ad essere molto più veloci.
  • Se l’ala frontale rovina meno il flusso, anche la scia risulterà più pulita, a vantaggio degli inseguitori.
  • Le ali diventano ben più larghe e la deportanza guadagna tantissimo da questa maggiore lunghezza dei profili alari.

La macchina sarà spinta al suolo molto più di adesso, anche se tale modifica comporterà delle conseguenze al fondo piatto.

IL FONDO PIATTO

È be visibile un cambio drastico nella composizione del fondo piatto. Le f1 del 2021 sembrano riprendere il concetto delle vecchie Wing Car, adoperate negli anni 70 80.

L’ampiezza di ingresso del fondo è ben più estesa e raccoglie molto più flusso. Nella fattispecie tutto il flusso che senza vortici non riuscirebbe più ad aggirare il corpo vettura. In questo modo si crea un risucchio sotto il veicolo estremamente energico, a tutto vantaggio della deportanza. Il risultato è ottimo, visto che il flusso in arrivo dalla parte frontale riesce quindi a farsi sfruttare bene anche senza generare vortici. Credo quindi che anche da questo elemento nascerà una potente spinta al suolo che contribuirà allo spettacolo e alle performance.

DIFFUSORE

Per un fondo piatto degno delle vecchie Wing Car, non poteva che essere inserito un diffusore di dimensioni abnormi rispetto a quelli attuali. Questo in realtà non porta solo un beneficio in termini di carico aerodinamico. A pari deportanza generata, un diffusore emette quantità di vortici e resistenza aerodinamica molto inferiori rispetto ad un alettone di spinta al suolo analoga. Questo perché, lo vedremo in una spiegazione teorica apposita, è in grado di recuperare parte dell’energia cinetica del flusso sotto la vettura, tramutandolo in maggiore pressione. Questa preme dal posteriore della macchina verso l’anteriore combattendo meglio la resistenza all’avanzamento alle alte velocità.

Questo è il motivo per cui sulle formula E sono installati diffusori alti quasi come le ruote motrici. A pari spinta al suolo, garantiscono un miglior recupero di energia rispetto agli alettoni.

In tal caso, quindi, per le F1 del 2021 si è cercato l’ottimo tra aderenza al suolo e efficienza aerodinamica. Pure il diffusore mantiene pulito il flusso per gli inseguitori.

LE PRESE D’ARIA.

Le prese d’aria sono inclinate e non c’è nulla da stupirsi se pensiamo che volevano a tutti i icosti ridurre la resistenza aerodinamica. Le prese d’aria sono dei veri e propri ostacoli peer il flusso, il quale è costretto ad aggirarle spendendo energia. Ciò provoca instabilità, vortici e perdite di carico.

Se la presa d’aria assume una inclinazione, il flusso che la deve aggirare può farlo in uno spazio maggiore, creando linee di corrente molto più “rilassate” e tese.

La soluzione per il 2021 garantisce una pulizia del flusso ad oggi non possibile. La logica conseguenza è una corrente perfettamente indirizzata sul posteriore senza troppi vortici o perdite di energia. Ciò garantisce nuovamente due miglioramenti: scia più pulita per gli inseguitori e minore resistenza all’avanzamento. Le macchine saranno molto più penetranti all’interno del flusso.

ALETTONI POSTERIORI

Siccome l’aria arriva al posteriore molto più lineare e pulita, i tecnici  hanno deciso di sbizzarrirsi aggiungendo un vero e proprio piano all’alettone posteriore.

Tale soluzione darà un carico pazzesco alle nuove macchine. Praticamente due ali: incredibile spinta verso il terreno.

In realtà, c’è da dirlo, nonostante il doppio piano di ali posteriori, la spinta non sarà il doppio, visto che la parte superiore perde le paratie attorno agli estremi del profilo alare.

Nulla da preoccuparsi, la macchina avrà ancora una grande spinta al terreno, ma ciò permetterà una ulteriore riduzione di resistenza, visto che parte del flusso aggirerà l’ala scivolando sul lato. Tale porzione di corrente non cotribuirà alla deportanza, ma ridurrà la resistenza subendo deviazioni di percorso minori.

Del resto, il piano inferiore dell’alettone recupera tutto l’ammontare perso e, accoppiato al diffusore, genera spinta al suolo più che a sufficienza.

CONCLUSIONI

In definitiva, le f1 2021 hanno tutte le carte in regola per essere considerate i degni successori della fomrula 1 attuale. Pulite, sinuose, armoniche. Sono queste le parole che riservo per questi nuovi concept che sembrano nascondere una nuova maturità nella comprensione aerodinamica. Complimenti ai tecnici che le hanno ideate: credo che ci faranno assistere a duelli favolosi.

LINK al video ufficiale dei test in galleria del vento: link

 

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