F1, stagione 2002: l’ospite non gradito nelle nuove monoposto ad effetto suolo è certamente il porpoising, vero e proprio rompicapo degli ingegneri aerodinamici di molti team, che dopo oltre due mesi dal debutto in pista delle loro creature non sono riusciti ancora a mitigare tale problema. Il comportamento indesiderato delle vetture si presenta a velocità elevate, con una soglia di innesco diversa in funzione dello specifico concetto aerodinamico delle vetture.
Come spesso accade, a fronte di un imprevisto, ci si chiede se un fattore che altera l’ordine naturale delle cose potesse essere individuato a priori e nella fattispecie in fase di progettazione e simulazione del modello virtuale delle monoposto. In parte c’è chi lo ha fatto. Il verdetto della pista è stato inequivocabile, nonostante gli avanzati sistemi messi a disposizione dall’information technology, esistono ancora molti aspetti in cui l’uomo e la sua esperienza possono fare la differenza.
Nella F1 dell’ultimo trentennio l’uomo che fa la differenza non è seduto in una monoposto bensì dietro alla sua scrivania intento a disegnare le sue geniali intuizioni su un foglio di carta e risponde al nome di Adrian Newey. La sua ultima creatura, la Red Bull RB18, è una delle poche monoposto che non ha grossi problemi di pompaggio (leggi qui l’analisi tecnica).
F1: Newey e il porpoising
Non si tratta di una casuale coincidenza, ma bensì frutto di una esperienza effettuata durante la sua primissima esperienza in F1, datata 1980, all’interno dell’ex team Fittipaldi. All’epoca, il genio britannico nativo di Stratford-upon-Avon, membro dell’allora equipe tecnico di un altro grande progettista, Harvey Postlethwaite, ebbe i primi contatti con il famigerato fenomeno che attualmente sta creando non pochi grattacapi alle scuderie.
Come detto, la quesitone “bouncing” era stata abbondantemente prevista dalla fulgida mente dell’ingegnere inglese:
“Sapevamo che era un potenziale problema. Nelle auto LMP è presente da molto tempo. È un tematica conosciuta. Quando la monoposto si avvicina gradatamente al suolo si genera più carico aerodinamico. Se il flusso d’aria si interrompe, di conseguenza si genera un’importante perdita di spinta verticale. In tal caso il porpoising è garantito.
Sotto questo aspetto era una un fenomeno abbastanza prevedibile, anche se capirne la precisa entità non era facile. Al momento non abbiamo ancora trovato un modo per neutralizzarlo completamente e in linea di principio, si potrebbe provare a risolvere nella galleria del vento“.
L’affermazione di Newey suona come una sostanziale sofferenza verso il contingentamento delle ore di utilizzo delle gallerie del vento, fissate nel nuovo quadro normativo in ossequio alla balance of performance.
La centralità dello sviluppo aerodinamico, amplificata dal freeze sulle power unit sino al 2025, è confermata dall’enorme investimento economico di McLaren e Aston Martin. Due squadre che stanno realizzando nuove gallerie del vento che dovrebbero essere operative entro la primavera del 2023, nonostante la F1 voglia limitare lo sviluppo aerodinamico esclusivamente alle simulazioni attraverso la CFD.
Il fenomeno del pompaggio può essere considerato figlio dell’uso sempre più elevato dell’analisi computazionale e le dichiarazioni di Toto Wolff, a margine della riunione della F1 Commission datata novembre del 2020, appaiono oggi quanto mai profetiche:
”Non dobbiamo dimenticare che queste auto sono le più veloci del pianeta e con il maggior carico aerodinamico, non vogliamo fare esperimenti dal vivo con i piloti in macchina sulla base solo della CFD. Penso però che fissare un obiettivo come il divieto delle gallerie del vento nel 2030 sia un percorso che funzioni per tutti e ci aiuterà a rendere lo sport più sostenibile dal punto di vista finanziario”
Frasi che fanno rabbrividire alla luce del comportamento osservato sulla Mercedes W13 versione “B”, che è sicuramente la monoposto che lamenta il pompaggio più evidente e complesso da risolvere in merito alla frequenza delle oscillazioni verticali molto più elevata di qualsiasi altra monoposto in griglia.
Sul tema il parere di Newey è diametralmente opposto. Adrian sostiene la svolta virtuale senza l’ausilio delle complesse e onerose gallerie del vento:
“Limiterei completamente allo sviluppo dei CFD. Sfortunatamente, non ci sono abbastanza voti per farlo, anche se sarebbe molto più sostenibile“.
Tuttavia anche il team austriaco punta su una nuova galleria del vento che in base a quanto dichiarato da Helmut Marko è in fase di omologazione e che dovrebbe essere operativa tra due anni all’interno del campus della Red Bull a Milton Keynes. Il fenomeno del porpoising può essere considerato a tutti gli effetti un monito al governo della F1.
La simulazione nel contesto reale ha evidenziato un comportamento unpredictable anche dai complessi sistemi di analisi al CFD e la forte spinta ecosostenibile in direzione della completa virtualizzazione dei processi di progettazione e simulazione deve tener conto dei rischi annessi, proprio come quelli profeticamente ipotizzati dal team princpal della Mercedes due anni orsono.
F1-Autore: Roberto Cecere – @robertofunoat
Argomento molto, molto interessante.
Aggiungerei che il “missing point” cruciale quando si parla di simulazioni e’ proprio la “human knowledge”, e mi spiego meglio: pur avendo a disposizione, ipoteticamente, una potenza di calcolo infinita ed una capacita di elaborare dati illimitata, non si va molto lontano se il modello formale che viene processato e’ incompleto. E’ l’incompletezza del modello che puo’ portare ad osservare poi nella realta comportamenti imprevisti.
Per questo non deve sorprendere che Newey affermi, in un apparente controsenso, che lui preferirebbe portare tutto sul “virtuale”: si sente sicuro, il geniale progettista, che grazie al suo livello di conoscenza – profonda ed ampia – e’ in grado di implementare modelli mediamenti piu completi rispetti a quanto possano essere capaci gli avversari. Anzi, questo gli darebbe addirittura un vantaggio, visto che usando galleria del vento o test in pista, tutti i vari comportamenti delle monoposto vengono subito messi in evidenza. Abolendo invece del tutto test e galleria, ed affidandosi alle simulazioni, ogni nuovo progetto e pezzo potrebbe appunto mostrare comportamenti indesiderati difficili poi da correggere (chiedere a Mercedes per conferma !)