Tecnica F1: Perché Vettel senza endplate anteriore non ha perso bilanciamento aerodinamico?
In molti tra tifosi, appassionati ma anche addetti ai lavori, che domenica scorsa erano davanti alla TV a gustarsi il bellissimo circuito di Imola dopo 14 lunghissimi anni di attesa, avranno potuto notare l’ottima rimonta di Sebastian Vettel nel Gp dell’Emilia Romagna; un pilota tedesco che, escludendo il grave e grossolano errore (soprattutto il problema ad un dado che gli ha fatto perdere circa 10 secondi) commesso durante il primo pit stop, avrebbe potuto entrare certamente nei punti ed ambire fino ad una ottima ottava posizione secondo le simulazioni del team di Maranello (dopo essere partito in quattordicesima posizione). Con un passo non cosi dissimile da quello avuto dal proprio compagno di squadra, potendo però contare sul vantaggio strategico di partire con le Medium, e soprattutto con un problema tecnico alla sua ala anteriore e, per gran parte della gara, anche in quella posteriore.
Sorvolando sul problema minore avuto sulla sua ala posteriore, dove una visiera a strappo si è incollata alla parte esterna, dal punto di vista tecnico è più interessante soffermarsi su quanto ha inciso l’aver perso più di metà dell’endplate anteriore per via di un contatto con la Haas VF20 di Magnussen in uscita dalla Tosa durante il primo giro. Iniziamo già a dare la risposta: poco o nulla poiché il bilanciamento della sua SF1000 non è cambiato, come ammesso anche dal quattro volte campione del mondo a fine gara. In molti si chiederanno: e perché? Perché l’endplate è un elemento, come molti altri in una macchina di F1, che non da molti punti di carico aerodinamico in galleria del vento e in pista, incidendo maggiormente invece sull’efficienza della vettura. Ma dal 2019 nemmeno molto, poi ci tornerò. Partiamo dai punti fermi basilari: l’ala anteriore, a differenza della posteriore, non ha solamente lo scopo di generare carico aerodinamico. L’ala anteriore è il dispositivo aerodinamico che viene investito per primo dal flusso d’aria e deve essere quindi responsabile del suo condizionamento verso il resto dell’auto. La direzione ottimale di questo flusso d’aria è di fondamentale importanza per i livelli di carico aerodinamico complessivi prodotti dall’intera vettura.
Fino a pochi anni fa, una parte molto importante dell’ala anteriore era il design della piastra terminale che veniva utilizzata, soprattutto quando erano utilizzati ali più strette da quelle attuali, per forzare e reindirizzare il flusso d’aria attorno ai pneumatici anteriori; quei pneumatici che non sono certamente progettati per essere aerodinamicamente efficienti e che quindi possono creare molta resistenza. Senza andar indietro moltissimi anni, e guardando l’ala anteriore della pluri vincente Ferrari SF70H, la rossa a cui è più legato Sebastian Vettel, erano poi moltissimi i profili che aiutavano a dirigere il flusso d’aria oltre che nella parte esterna, anche nella parte superiore degli pneumatici anteriori, riducendo la resistenza e producendo un flusso d’aria coerente verso il resto dell’auto.
Per gli ingegneri era importante produrre un effetto di lavaggio dalla piastra terminale dell’ala anteriore, che generava un’area di bassa pressione all’esterno della ruota anteriore, la quale avrebbe scoraggiato l’aria “sporca” generata dallo pneumatico anteriore dal finire sotto il fondo dell’auto. A causa delle leggi fondamentali dell’aerodinamica, l’aria fluirà sempre verso le regioni di bassa pressione per bilanciare la distribuzione della pressione. Per cui l’aria tende a fluire sotto l’ala anteriore (e non solo) dai lati, tuttavia è essenziale evitarlo in quanto diminuisce l’efficienza. Questo è il motivo per cui alla base di ciascuna piastra terminale è presente un generatore di vortici ricurvo. Questo componente ha una importanza notevole ed è il componente più importante delle parti esterne delle attuali ali anteriori in quanto forma un forte vortice che sigilla l’area di bassa pressione sotto l’ala, mantenendone elevata l’efficienza. Un pezzo rimasto intatto sulla SF1000 di Sebastian Vettel.
Dalla scorsa stagione sono state apportate importanti modifiche al regolamento tecnico della F1 ed alcune hanno riguardato proprio la progettazione dell’ala anteriore. Lo scopo principale di queste modifiche era quello di ridurre il volume d’aria spinto intorno agli pneumatici anteriori dalle piastre terminali dell’ala anteriore, cercando quindi di farne perdere gran parte della loro funzione originale.
Le nuove regole hanno limitato fortemente il lavaggio (outwash) tramite gli endplate, tant’è che alcuni team, tra cui inizialmente anche Ferrari ma soprattutto Alfa Romeo, hanno utilizzato gran parte dell’area esterna dell’ala anteriore per recuperarne l’effetto. Altri invece meno come Mercedes e Red Bull. Si è arrivati ad un punto di incontro che si avvicina più alle soluzioni portate in pista inizialmente da McLaren e Racing Point per fare due esempi. C’è poi da sottolineare che anche l’ampiezza dell’ala, dal 2019 più larga di 100 mm, ha ridotto la necessità di questo outwash tramite gli endplate. È rimasta invece l’importante funzionalità di sigillare l’area di bassa pressione sotto l’ala tramite il componente ricurvo all’esterno dell’endplate che Red Bull, da qualche Gp a questa parte ha ulteriormente sviluppato creando una parte concava ma non forata nella parte interna e sottostante al profilo verticale.
Un effetto che, parlando con un ingegnere di un team di seconda fascia, aiuterebbe anche in fase di rollio della vettura ossia quando la parte esterna dell’ala va a toccare l’asfalto bloccandone il flusso d’aria passante al di sotto.
Concludendo, dalla passata stagione l’influenza degli endplate sull’aerodinamica di una vettura di F1 ha perso notevolmente peso sia in termini di generazione diretta e indiretta di carico aerodinamico, sia soprattutto in termini di miglioramento dell’efficienza aerodinamica della vettura. È proprio per questo motivo, e per il fatto che il componente più importante, il profilo esterno curvo, è rimasto integro sull’ala anteriore della SF1000 di Sebastian Vettel che il pilota tedesco non ha perso bilanciamento e che quindi a livello di grip e gestione pneumatici non abbia avuto problemi.
Autore: PG Tech – @smilextech
Foto: FUnoAT – Ferrari – F1 – Williams
