Carlos Sainz (Scuderia Ferrari) in azione a Yas Marina - Abu Dhabi GP
Fra poco più di un mese cadranno i veli sulle monoposto di F1 2023. La continuità regolamentare ha consentito ai team di poter disporre di una base di riferimento per la progettazione della dei nuovi modelli delle wing car. Le poche novità introdotte nel regolamento tecnico sono tutt’altro che una rivoluzione copernicana, tale da consentire l’evoluzione dei progetti tecnici della scorsa stagione. Anche il concept zero-sidepod che in un primo momento appariva fallimentare sarà con ogni probabilità il marchio di fabbrica della Mercedes W14.
Pertanto quali sono le aree dei nuovi progetti tecnici in cui gli ingegneri dei team hanno cercato di estrarre potenziale? Un fattore di importanza cruciale è il peso delle vetture. Le prime wing car, scese in pista nei test invernali 2022, erano tutte al di sopra del limite di peso regolamentare inizialmente fissato a 795 Kg e successivamente innalzato a 798 Kg. La metamorfosi della Red Bull RB18 è la dimostrazione di quanto il peso eccessivo potesse “castrare” un progetto tecnico vincente. Contestualmente al processo di alleggerimento del bolide di Milton Keynes, le performance del mezzo hanno consentito a Max Verstappen di poter conquistare in scioltezza la corona iridata.
Nel 2023 il limite di peso è stato portato a 796 Kg. A distanza di dodici mesi gli ingegneri delle scuderie hanno appreso la lezione: il progetto delle nuove wing car non può prescindere dal fattore peso. Se per alcune componenti della monoposto la riduzione del peso è fisicamente impossibile, la superficie aerodinamica in fibra di carbonio può essere un’area di intervento.
La maggior parte dei componenti di una monoposto di F1 è realizzata in carbonio. Nel telaio si utilizza la struttura a sandwich composta da due laminati tra i quali si interpone un’anima a nido d’ape in alluminio o in fibra di cartone che permette di trasferire i carichi di taglio. Il telaio è composto da un guscio superiore e un guscio inferiore che vengono incollati mediante una pasta adesiva e tra i due gusci vengono incollate delle centine per conferire una maggiore rigidezza.
Per le giunzioni, siccome non è possibile effettuare la saldatura, vengono utilizzati degli inserti in alluminio collocati nella struttura a nido d’ape. Sul telaio vengono eseguite prove estreme sia statiche che dinamiche. Anche per le strutture crash si utilizzano le stesse soluzioni costruttive del telaio e vengono progettate in modo da garantire l’assorbimento dell’energia durante l’urto. La carrozzeria ha una funzione aerodinamica e anch’essa è realizzata con struttura a sandwich.
Il metodo di analisi computerizzata agli elementi finiti FEA (Finite Elements Analysis) è largamente impiegato per predire il comportamento e le caratteristiche degli elementi strutturali quali il telaio con elevata accuratezza in varie condizioni di carico, garantendo allo stesso tempo una soluzione a basso peso e ad elevata rigidezza. Con tali metodi di calcolo gli ingegneri possono verificare velocemente il contributo alla resistenza strutturale di una componente in fibra attraverso l’applicazione del minor numero possibile di strati di fibra di carbonio in una determinata direzione, al fine di minimizzarne il peso.
Dopo un primo anno in cui i team hanno rimosso anche la vernice per recuperare qualche grammo di peso, i progettisti hanno mirato decisamente alla riduzione delle masse per poter realizzare monoposto finalmente sottopeso. Poter disporre di una vettura al di sotto del limite regolamentare del peso offre un vantaggio cruciale: la riduzione del centro di gravità. Poter disporre di una massa (zavorra, nda) collocabile senza vincoli nella posizione più strategica della monoposto rappresenta un vantaggio enorme.
Basti pensare che nei primi anni del terzo millennio alcune monoposto potevano disporre di zavorra dal peso prossimo ai 100Kg. Obiettivo chiaramente irraggiungibile per le monoposto di nuova generazione dalle dimensioni extralarge e con dotazioni di sicurezza attiva e passiva che ne aumentano notevolmente la massa. Ma se c’è un’area in cui si ricaverà molta performance questa sarà senza ombra di dubbio individuata nel contenimento del peso delle monoposto 2023.
Autore e infografica: Roberto Cecere – @robertofunoat
Foto: F1, Mercedes AMG, Scuderia Ferrari