Il dado è tratto. Con le nuove vetture, la F1 ha voltato pagina: auto più esasperate e belle, le prestazioni volano. Ora si compiano altri passi in avanti.
Tra pochi giorni inizierà il Campionato Mondiale di Formula 1 2017. Una stagione che si preannuncia incerta e palpitante. Tutto merito, speriamo, delle nuove vetture e dei presunti rimescolamenti di valori annusati in occasione dei test di Barcellona.
Le Formula 1 2017, inutile nasconderlo, piacciono. Certo, non mancano le solite contraddizioni e le ormai note storture regolamentari – alcune delle quali divenute “drammaticamente” croniche da tanti, troppi anni – ma, in generale, il nuovo corso tecnico intrapreso dalla massima formula per vetture a ruote scoperte va nella giusta direzione. Auto più esasperate, più veloci e anche più belle, fattore quest’ultimo che scaturisce naturalmente da regolamenti tecnici logici e sensati e che costituisce sempre (e ribadiamo il “sempre…) un valore aggiunto.
Le nuove monoposto, pertanto, debbono rappresentare un punto di partenza per lo sviluppo di concetti futuri di Formula 1. Come dire, abbiamo fatto trenta, facciamo trentuno. Le F1 2017, infatti, mandano in soffitta in un sol colpo anni e anni di convinzioni errate, di pauperismo tecnico, di limitazioni e divieti qua e là, di paure insensate in nome di un raffazzonato e demagogico contenimento delle prestazioni.
La base è assai valida, nonostante ci sia ancora molto da fare. Si prendano, ad esempio, le nuove misure degli pneumatici – ora sui valori del 1992 e più consoni ad una Formula 1, con tanta cavalleria da gestire e scaricare a terra – e alle nuove regole di massima (da perfezionare in alcune aree) in fatto di aerodinamica: alettone posteriore più largo, carrozzeria tra le ruote anteriori e posteriori anch’essa più larga, profilo estrattore finalmente maggiorato. Tutti elementi (questi e non solo) da prelevare ed esportare in una futuribile Formula 1 ancora più esasperata e all’insegna di una ancor più pronunciata varietà tecnica.
Al livello aerodinamico, tuttavia, le soluzioni possibili sono molteplici. Le Formula 1 2017 rappresentano un notevole passo in avanti per quanto concerne la realizzazione del carico deportante. Un’ala anteriore più larga (1800 mm) e sempre più esasperata e complessa, un alettone posteriore sì più basso (800 mm) ma anche più largo (950 mm nel punto massimo), un profilo estrattore dalle dimensioni incrementate (lunghezza di 175 mm + 350 mm, altezza di 175 mm, larghezza di 1050 mm) ed una carrozzeria compresa tra gli asse ruote più larga (1600 mm, impronta a terra anch’essa aumentata, possibilità di realizzare Step Plane e carrozzerie più ampie) contribuiscono in buona misura alla realizzazione di elevatissimi valori di deportanza. A questi dispositivi tanto essenziali e tradizionali quanto macroscopici, si aggiungano i numerosi elementi – più o meno vistosi, sovente di fine micro-aerodinamica – intesi ad ottimizzare in ogni area il flusso d’aria che investe la vettura. Elementi, questi, volti ad incrementare ulteriormente il carico aerodinamico e, al contempo, a diminuire la resistenza aerodinamica (le ruote scoperte, ora più larghe, non fanno bene al drag…) attraverso un complesso “gioco” di deviatori di flusso (positivamente aumentate le misure degli imprescindibili bargeboard), deflettori, generatori di vortici (importantissimi al fine di energizzare il flusso – leggi strato limite – e ritardarne il distacco), dispositivi di controllo dello strato limite (S-Duct), profili alari seghettati, nolder, derive, soffiature, pinne (utile la pinna dorsale a laminare il flusso diretto verso l’ala posteriore), T-Wing e così via. Tutta la vettura, pertanto, dalle elaborate ed intricate strutture dell’ala anteriore (profili alari, deviatori di flusso, generatori di vortici, paratie verticali, etc.) al retrotreno, è un “organismo” sempre più complesso e che lavora all’unisono in ogni istante.
Attualmente, la ricerca della deportanza e dell’effetto suolo passa attraverso diverse aree, compatibilmente al Regolamento Tecnico e ai suoi vincoli. L’ala anteriore non solo svolge la sua classica funzione di ala deportante mediante i suoi profili multipli, ma anche quella di generatrice di vortici. I famigerati Y250, vortici così chiamati in quanto si generano sull’asse Y e a 250 mm dalla linea di mezzeria della vettura, sono ormai entrati nelle cronache tecniche della F1. Ebbene, questi vortici, prodotti a partire dall’ala anteriore ed alimentati mediante opportuni deviatori e bargeboard sino alle fiancate, energizzano il flusso d’aria, ritardano il distacco del flusso stesso e vanno a realizzare una sorta di “minigonna d’aria” atta a sigillare il fondo così da preservare e amplificare la depressione qui regnante. Generare e soprattutto controllare questi efficaci e vantaggiosi vortici è operazione assai delicata e che richiede particolari attenzioni e studi.
Il disegno delle fiancate stesse (determinante accelerare i flussi passanti, a partire dalle prese d’aria di raffreddamento e sino al retrotreno, tra fiancate e Step Plane) e gli slot ricavati nella parte più arretrata dello Step Plane (in questa area, fanno sentire la propria negativa influenza le turbolenze generate dalle ruote in rotazione, il cosiddetto “tyre squirt”) costituiscono ulteriori sistemi intesi alla ricerca della massima deportanza (nel caso degli slot, si tratta ancora di particolari vortici). Il profilo estrattore, infine, rappresenta sempre un elemento attorno al quale i tecnici aerodinamici concentrano le proprie attenzioni e cure. Tutto è attentamente studiato: profili rettilinei, concavi, convessi, divergenti verso l’esterno, sezioni d’uscita, soffiature intese a lavorare una maggior portata d’aria, generatori di vortici di derivazione aeronautica (in uso anche nei Prototipi, applicati tanto all’interno del profilo estrattore anteriore quanto in quello posteriore), derive verticali (in inglese “strakes”) volte ad energizzare e laminare il flusso, deviatori di flusso e VG posti esternamente e a monte del profilo estrattore stesso.
Benché le attuali F1 costituiscano, in larga misura, il punto di riferimento per quanto concerne l’esasperazione aerodinamica e la ricerca della deportanza, un ulteriore potenziamento della ricerca aerodinamica – a beneficio delle soluzioni sperimentabili e applicabili dai progettisti – gioverebbe a tutta la Formula 1. Esplorare metodi alternativi a quelli oggigiorno in voga arricchirebbe la vivacità tecnica e, verosimilmente, comporterebbe palesi effetti positivi anche sotto l’aspetto sportivo.
Negli ultimi anni, la Formula 1 ha dapprima conosciuto e poi (stupidamente) vietato interessanti soluzioni. I profili estrattori “double decker” (introdotti con astuzia nel 2009 ma sperimentati in F1 già nel corso della prima metà degli Anni ’90), i profili estrattori soffiati (introdotti da Jean Claude Migeot sulla Renault RE40 al GP di Monaco 1983, diffusamente impiegati per molti anni e infine rivisitati e attualizzati, anche secondo i nuovi regolamenti e vincoli più pressanti, nel 2010-2011) e gli scarichi ad “effetto Coanda” (soluzione adottata, nel biennio 2012-2013, all’indomani della nuova regolamentazione più restrittiva circa il posizionamento dei terminali di scarico) costituiscono tre intelligenti esempi di ricerca estrema della deportanza oggi banditi ma che possono e debbono tornare a far parte della Formula 1. La nuova regolamentazione in fatto di scarichi – entrata in vigore nel 2014 accompagnando l’introduzione dei V6 Turbo – ha cancellato ogni soluzione precedentemente impiegata e sviluppata con intelligenza. Lo sfruttamento dei gas di scarico a fini aerodinamici (anche in rilascio, grazie ad astute post-combustioni atte ad accelerare i gas stessi) ed una nuova regolamentazione circa il posizionamento dei terminali di scarico (in passato, anche recente, ne abbiamo viste di ogni colore, culminati negli originalissimi e intelligenti scarichi collocati a monte delle fiancate della Renault RE31 del 2011) riconsegnerebbero vivacità ad un area di progetto ormai decaduta e che, al contrario, sino al 2013, aveva incarnato un tema di approfondimento tecnico ricco e in continuo divenire.
L’assetto “rake” (il tipico assetto picchiato) può rappresentare ancora oggi una soluzione “facile” ed intuitiva. Questo particolare assetto, entro delicati parametri di altezze da terra, accresce la deportanza generata anzitutto dal fondo vettura. Una accentuata strozza a monte del fondo (in corrispondenza dello splitter, in gergo “tea tray”, ossia il prolungamento in avanti del fondo, zona importante ai fini dell’evacuazione dello strato limite) ed una altezza da terra che aumenta man mano che si procede verso il retrotreno fanno sì che il fondo vettura lavori come un grande Venturi. Non solo: la sezione d’uscita del profilo estrattore viene indirettamente incrementata, fattore che determina un aumento della portata d’aria che investe il profilo stesso. L’impiego dell’assetto “rake”, infine, consente di usare profili alari con minor incidenza, a beneficio della resistenza.
Esistono, però, ulteriori ed alternativi sistemi e soluzioni legati alla ricerca dell’effetto suolo. Abbiamo visto come in Formula 1 (ma non solo) si sfruttino i vortici allo scopo di incrementare l’efficienza alare, del profilo estrattore e di qualsivoglia superficie del corpo vettura (ad esempio, i VG posti sopra le pance in prossimità dell’abitacolo) il cui strato limite debba essere energizzato (i tipici generatori di vortice di derivazione aeronautica di forma “gotica”, triangolare, rettangolare, ogivale, parabolica). Vortici che, come abbiamo già detto, possono essere usati anche per sigillare il fondo vettura, incrementando e preservando la depressione regnante tra i dispositivi aerodinamici e il suolo.
Il sistema BLAT (così definito, tra lo scherzoso ed il serio; acronimo di Boundary Layer Adhesion Technology) ideato dalla AAR (All American Racers) di Dan Gurney rientra in questa categoria di dispositivi. La AAR è stata una fucina di idee e innovazioni, ed il merito va, in special modo, a John Ward e Trevor Harris. Ebbene, agli albori degli Anni ’80, la AAR mette a punto questo sistema da impiegare sulla rivoluzionaria Eagle USAC-CART. Un sistema, dunque, alternativo alle minigonne: appositi generatori di vortici applicati ai bordi inferiori delle fiancate realizzano, appunto, vortici in grado di sigillare il fondo vettura, massimizzando l’efficienza del Venturi. Questo sistema è stato rispolverato per i progetti della Delta Wing e della Nissan Zeod.
Del resto, usare la sola aria per sigillare il fondo vettura è una valida alternativa. Le F1 moderne debbono ricorrere, gioco forza, a questi sistemi. Soluzione che, in F1, è stata proposta dall’Alfa Romeo già all’alba degli Anni ’80. Siamo nel 1981. L’abolizione delle minigonne mobili e l’imposizione di una altezza minima da terra (6 cm, misurata staticamente) fa sì che i costruttori escogitino diverse soluzioni finalizzate al ripristino, invero parziale, delle condizioni aerodinamiche riscontrabili in presenza di autentiche minigonne. Tra sollevatori idraulici, minigonne rigide, minigonne in teflon e curiosi doppi telai, l’Alfa Romeo 179C presenta minigonne d’aria. Parte dell’aria incanalata nelle fiancata, infatti, viene espulsa in direzione del suolo attraverso una fessura perimetrale e che segue la lunghezza delle fiancate stesse.
Sigillare il fondo (e non solo: si può sigillare un’ala come un profilo estrattore) è uno dei “segreti” dell’effetto suolo, nonché fine perseguito costantemente dai tecnici aerodinamici. Un fondo vettura sigillato fisicamente mediante minigonne (mobili o fisse) costituisce, evidentemente, uno dei sistemi più redditizi. Massima espressione del concetto di Wing-Car: auto che la F1 ha abbandonato e ripudiato a fine 1982 con troppa fretta e che – con pace dei detrattori – rappresentano un obiettivo a cui poter ambire nuovamente. Del resto, esempi di vetture provviste di minigonne fisse e generosi Venturi li troviamo nel recente passato. E non nelle massime formule, bensì in GP2 e WSR. Pista e non solo: basti osservare questa Lola ex Formula 3000, abbondantemente personalizzata e modificata, qui condotta da Cinelli alla Rieti-Terminillo del 2009. In successione, le Dallara WSR e GP2 rispettivamente del 2008 e 2009 e la già citata Lola.
Le F1 nate dopo l’abolizione delle minigonne (1982, fisse) debbono far ricorso a diversi espedienti per ripristinare la deportanza perduta. Ali maggiorate ma non solo. Anzitutto, una sezione di passaggio tra fondo e suolo sempre più ridotta (una ridotta sezione comporta un’accelerazione del flusso d’aria, in grado, quindi, di instaurare una forte depressione). Questa configurazione fa sì che il fondo tocchi ripetutamente il suolo (le proverbiali scintille degli Anni ’80 e ’90), condizione affatto negativa: questo continuo strisciamento, infatti, energizza ed evacua lo strato limite spesso, massimizzando, così, l’efficienza del profilo estrattore. In secondo luogo, si cerca di sigillare l’ala anteriore attraverso l’applicazione di minigonne rigide e solidali ai bordi inferiori delle paratie verticali. La struttura alare anteriore, infine, è completata da appositi deviatori di flusso che scorrono internamente alle ruote anteriori – provvisti di minigonna inferiore – atti a convogliare all’esterno i flussi. Nei primi Anni ’90, la ricerca attorno a queste appendici è alquanto interessante e oggetto di molteplici interpretazioni.
Il sigillo fisico è, probabilmente, insostituibile. La Red Bull, grazie ad Adrian Newey – progettista “all’antica” sempre pronto a innovare e ripescare dal passato soluzioni che, carta canta, sono tuttora valide e modellabili agli attuali canoni tecnici e procedimenti di ricerca e progetto – riscopre nel 2010 il sigillo fisico dell’ala anteriore, giocando sulla flessibilità dell’ala anteriore stessa. Ala più vicina al suolo (riduzione della sezione di passaggio, aumento della depressione), marciapiedi delle paratie laterali che svolgono sia la funzione di generatori di vortice, sia di autentica minigonna rigida a sigillare l’intradosso dei profili alari. Una trovata immediatamente ripresa dagli sfidanti, ma successivamente limitata dalla FIA attraverso norme più severe circa la flessibilità della struttura “incriminata”. L’aerodinamica mobile (sospensioni attive, flap mobili e/o flessibili, aerofreni, prese d’aria ed effusori a geometria variabile, etc), peraltro, rappresenta un filone tecnico che può offrire sbocchi e scenari a dir poco succulenti e inattesi, tanto indirizzati verso la ricerca di deportanza quanto in senso opposto, ossia finalizzati alla riduzione del drag. Purtroppo, oggi, il massimo concetto di aerodinamica mobile porta il nome di DRS (Drag Reduction System), introdotto per “aumentare-i-sorpassi-e-lo-spettacolo”. Un uso improprio di una tecnologia dalle infinite potenzialità.
In generale, l’uso di una enorme ala anteriore costituisce, oggi, una delle storture più evidenti. Eccessivamente sovradimensionata, essa incarna la contraddizione dei tempi moderni: limitazione dell’effetto suolo mediante il fondo vettura, sì ad ali di dimensioni spropositate. Libertà alle ali, certamente, ma, a maggior ragione, massima libertà di espressione per la fattura e la configurazione del fondo.
In Formula 1, per fortuna e contrariamente a quanto accade per i Prototipi LMP, il fondo vettura e il profilo estrattore non sono unificati. Fatti salvi gli elementi regolamentari (ad esempio, lo skid block), le misure e pochi altri vincoli, i progettisti hanno carta bianca. E i risultati, all’insegna di diversità di interpretazione, si sono visti e si continuano a vedere. Tuttavia, si tratta di fondi piatti-scalinati particolarmente alti da terra (la zona più vicina al suolo è l’area dello skid block), in uso da molti anni (dalla metà degli Anni ’90), studiati per diminuire l’effetto suolo sulla scia emotiva di Imola 1994 e ormai diffusi da molte primavere in ogni campionato. Anche il profilo estrattore, benché positivamente e finalmente maggiorato nelle sue dimensioni e quindi dalle capacità diffondenti accresciute, potrebbe e deve essere ulteriormente esasperato. Del resto, generare deportanza mediante effetto suolo è cosa buona e giusta, persino ai fini del solito e abusato “spettacolo”.
Una liberalizzazione anche in questo senso gioverebbe a tutta la F1. Immaginate cosa riuscirebbero a realizzare i progettisti di fronte ad un Regolamento che consentisse delle vere e proprie Wing-Car, con e senza minigonne, fisse o mobili. Una via da intraprendere, riscoprire, attualizzare e potenziare è rappresentata dai particolari fondi impiegati nella CART-Champ Car-IndyCar. Questi campionati e queste auto, contrariamente alla Formula 1, non hanno mai del tutto abbandonato il concetto di Wing-Car, sebbene non abbiano più impiegato le minigonne. Fondi, dunque, qualificati da Venturi dagli sbalzi notevoli, preceduti da sofisticati generatori di vortici. Questi VG – elementi stessi del fondo – vengono collocati a monte del fondo vettura, direttamente sotto le prese d’aria di raffreddamento. Questi generatori di vortici energizzano il flusso che investe il Venturi, impedendo il distacco dello strato limite all’interno di questa determinante struttura aerodinamica. In foto, i generatori di vortici adottati da Lola, Panoz e Dallara negli anni che vanno dal 2006 al 2010.
A fronte di un Regolamento, anche in fatto di aerodinamica, più libero e aperto a soluzioni estreme, probabilmente qualche progettista andrebbe a ripassare qualche lezione datata 1992 e firmata Jean Claude Migeot o un’altra illustre Ferrari datata 1996 e firmata John Barnard-Rory Byrne, erede di quella del 1992. Parliamo, ovviamente, delle Ferrari F92A e F310, monoposto che a tutt’oggi rappresentano esercizi progettuali di scuola sopraffina. E via di questo passo, poiché le soluzioni, le interpretazioni e le opzioni aerodinamiche sarebbero, sono molteplici.
Le Formula 1 in configurazione 2017, dunque, possono rappresentare un nuovo, autentico punto di partenza grazie al quale e dal quale far rinascere compiutamente la Formula 1. Una rinascita che nulla ha a che fare con la quantità di sorpassi e di pit-stop. Una Formula 1, insomma, che prima di tutto deve tornare ad essere palestra e vetrina di soluzioni estreme, più di quanto non si faccia già oggigiorno. Esasperazione non significa, infatti, trasformare i piloti in carne da macello o lesinare sulla sicurezza delle vetture. Significa solo ed esclusivamente proporre una filosofia di motorsport che consenta ai progettisti di fare i progettisti – e non i meri esecutori di un Regolamento vessatorio ed eccessivamente standardizzante – e agli spettatori appassionati di godere delle creazioni tecnologiche dei progettisti stessi.
Appena due anni fa, Newey e la Red Bull proponevano un ritorno alle “Wing-Car”, o meglio, a vetture aerodinamicamente, sotto certi aspetti, più vicine a quelle del passato: un fondo assai più vicino al suolo, un’ala anteriore più stretta e che non vada a schermare le ruote, un’ala posteriore più bassa e larga e provvista del profilo inferiore, eliminato nel 2014. La proposta è stata recepita in parte: le F1 2017 si presentano quale versione riveduta e corretta del corso tecnico intrapreso, nei tratti generali, nel 2009.
Ripartire dalle F1 2017, dalle idee lanciate dalla Red Bull e per ora in parte accantonate e dalle esperienze passate. Il dado è tratto. La F1 ha voltato pagina: auto più esasperate e belle, prestazioni incrementate. Ora si compiano altri passi in avanti. Caccia aperta all’effetto suolo.
Scritto da: Paolo Pellegrini