Fiancate

[Hammer 13]

Ciao a tutti,

 

apro questa discussione x chiedervi alcuni quesiti riguardo alcune monoposto di F1 della seconda met? degli anni '90.

Il primo quesito riguarda le fiancate: la Jordan del 1995 e del 1996 le aveva sdoppiate, come si vede dalla foto in questo link:

 

http://it.f1-facts.com/risultati/corsa/1996/37

 

Come funzionavano? Perch? non hanno avuto successo?

 

Il secondo quesito riguarda la fiancate dell'Arrows che corse nel 1998: le aveva bucate (e non di poco) nella parte posteriore come se si volesse far andare l'aria dei radiatori sulle ruote posteriori. Purtroppo non ho trovato foto al riguardo..

Come funzionavano? Forse quest'idea ? stata ripresa dalla McLaren nel 2000 con i famosi "camini"?

 

Infine, volevo chiedervi qualcosa sulle Ferrari 1996-1999: quali erano i problemi che le rendevano ben pi? lente delle avversarie migliori?

Ho notato che le piste in cui la Ferrari pativa di pi? erano quelle con lunghi rettilinei e curvoni veloci, tipo Interlagos, Montmel?, Spa, Monza, Hockenheim, Nurburgring.. ed erano rimaste sempre queste in quegli anni.

Purtroppo ho trovato pochi riferimenti su questo periodo: "aerodinamica che plafona le prestazioni" (1997), "doppio fondo che non funziona" e "muso alto che ? solo un palliativo" (1996) e poco altro. Compravo Autosprint solo dopo i GP..

Faccio qui questa domanda (anche se non ? legata alle altre sopra) per non aprire tantissime discussioni..

[Raphael 2]

Fondamentalmente il principio base dell'aerodinamica nelle fiancate di una F1 ? quella che l'aria debba percorrere la loro superficie il pi? velocemente possibile, sia lateralmente che superiormente. A tal scopo si ? realizzato il muso alto ed a tal scopo si sono realizzate le fiancate stile Ferrari 2002. A questo obiettivo si oppone la necessit? di raffreddare il motore e di convogliare ed evacuare l'aria dei radiatori. Sia l'aria che entra verso i radiatori che l'aria che fuoriesce da essi causano un rallentamento dell'aria che percorre le fiancate. Per l'aria che entra nelle pancie si cerca di aprire gli ingressi il minimo possibile e nella parte pi? superiore possibile, allontanandosi dalla parte pi? importante delle fiancate quella vicino al fondo piatto. Per i fori di uscita si cerca di collocarli nella parte pi? posteriore possibile e nel caso le temperature siano troppo alte si ? studiato i "camini" che avevano funzione di far uscire l'aria il pi? lontano possibile dai flussi veloci che percorrevano le fiancate.

La Jordan aveva sdoppiato gli ingressi dell'aria ai radiatori in funzione di quanto sopra scritto. Solo la galleria del vento pu? dirci i motivi che eventualmente penalizzavano tale soluzione (a naso posso dire che forse gli ingressi anteriori erano troppo penalizzati dai flussi lenti laminari e/o perturbati del muso, ma ? solo una congettura).

 

Per quanto concerne la Arrows, gli sfoghi posteriori interessavano la parte superiore della carrozzeria, convogliando con forme adatte i flussi superiori e lasciando la zona inferiore ai flussi di aria che provenivano dai fianchi e che si dirigevano con minimi disturbi e veloci verso l'estrattore posteriore. Il fatto che l'aria evacuata sembrasse indirizzarsi verso le ruote non ha in apparenza logica e non credo sia stata una volont? specifica dei tecnici.

 

Sulla Ferrari ogni commento sarebbe, da parte mia, inutile e senza fondamento dato che come ho detto in precedenza per valutare una aerodinamica a certi livelli bisognerebbe avere accesso ai dati della galleria del vento e dei test dinamici in pista. Comunque il doppio fondo della Ferrari che era del 1993, disegnato da Migeot, fu un fallimento probabilmente dovuto alle deformazioni elastiche ed alle masse radianti alte dal suolo.

In ogni caso il periodo a cui fai riferimento ? quello dell'ingresso del 10 cilindri da regolamento che segui alla 412 T2 col 12 cilindri che io ritengo una tra le migliori Ferrari di F1 di sempre. Diversi motori quelli a 10 cilindri che imponevano una diversa gestione della aerodinamica, e dai disegni delle monoposto, se proprio devo dire qualcosa, si nota (nonostante certe originalit?) poca propensione a prendere rischi ed estremizzare certi concetti che poi furono ampiamente recuperati con la Ferrari del 2002.

[Kyukyu 0]

Fiancate!

Dico la mia, dato che nella mia breve esperienza mi sono occupato proprio di fiancate...

La premessa ? che la macchina va sempre vista nel suo complesso: qualunque soluzione, di qualunque parte della macchina, si testa sempre guardando ai numeri COMPLESSIVI di carico, resistenza, bilanciamento eccetera.

 

Ci? detto, realizzando le fiancate si cerca di garantire un certo numero di livelli di raffreddamento, ciascuno dei quali con la massima efficienza complessiva della vettura. Si studiano diversi livelli di raffreddamento perch?, ovviamente, bisogna essere in grado di affrontare i GP pi? "caldi", mentre in quelli pi? "freschi" chiudendo un po' gli sfoghi d'aria si guadagna in prestazione.

 

Da un punto di vista prestazionale, come detto, contano i numeri "complessivi" dell'intera vettura. Per semplicit?, possiamo dividere la vettura stessa in parte anteriore (ovviamente non influenzata dalle fiancate), fiancate stesse (divise in parte esterna e interna), gruppo ala posteriore, diffusore e fondo piatto.

Per quanto riguarda la parte esterna delle fiancate, per esperienza posso dire che, forse contrariamente a quanto uno si aspetterebbe, cambiando la forma non cambiano poi tanto i valori locali di carico (ovviamente restando nell'ambito di forme "decenti"!). Invece esse hanno un'influenza ENORME su gruppo ala posteriore, diffusore e fondo piatto, che a loro volta sono le componenti pi? importanti per quanto riguarda la prestazione della macchina.

 

Per far funzionare bene l'ala posteriore e il diffusore ? fondamentale farci arrivare un flusso abbondante e "pulito", ossia privo di vortici e turbolenze. La tendenza a miniaturizzare le fiancate deriva proprio da questo fatto. Inoltre una fiancata piccola lascia libera la parte superiore del "pianale" del fondo, che ? un'altro fattore positivo. E' anche per questo che si era sviluppata la tendenza a scavare la parte bassa anteriore delle fiancate.

Per quanto riguarda la parte interna, vanno garantiti i livelli di raffreddamento con la minore resistenza possibile. La resistenza del radiatore ? tanto pi? bassa tanto pi? l'aria ci passa dentro LENTAMENTE. Dunque cosa si fa? Si fa la presa d'aria anteriore piccola (quanto basta a far passare la giusta portata d'aria, che entrer? alla velocit? del flusso esterno), poi internamente il canale si ALLARGA, in modo che l'aria dentro RALLENTI. (Rallenta perch? la stessa portata d'aria passa per un canale pi? grosso). Poi, dopo il radiatore, il canale si restringe di nuovo.

 

E gli sfoghi d'aria? I princ?pi da tenere a mente sono 3, tutti piuttosto intuitivi:

1)Pi? lo sfogo ? grande, maggiore portata d'aria passa. E' inutile fare una presa anteriore enorme se quella dietro ? troppo piccola, e viceversa. E' comunque pi? comodo e pi? efficace regolare la portata intervenendo sugli sfoghi d'uscita.

2)Pi? lo sfogo si trova in una posizione dove la pressione esterna ? BASSA, pi? portata d'aria passer? (essendo maggiormente risucchiata dall'esterno)

3)Il flusso che esce dalle fiancate fa schifo e quindi influenza negativamente ala posteriore e diffusore.

 

Negli anni 90 gli sfoghi d'aria erano tutti nella parte posteriore delle fiancate. Poi piano piano hanno preso piede soluzioni estreme (basta vedere la F2008) in cui lo sfogo posteriore ? piccolissimo (quanto basta a raffreddare un po' gli scarichi) mentre quasi tutta l'aria esce da "branchie" o "camini" vari messi sopra alle fiancate.

Che vantaggi porta questa soluzione? Vediamo:

1)Le fiancate sono piccolissime e, come gi? detto, questo ha grande impatto su ala posteriore, diffusore e fondo piatto

2)Gli sfoghi sono in ottima posizione. Infatti:

a)in quella zona la pressione esterna ? MINIMA, quindi l'aria ? succhiata molto bene all'esterno e si possono fare

sfoghi piccoli

b)se si lascia chiusa quella zona, dove la pressione ? bassa, localmente la macchina viene SOLLEVATA. Invece aprendo si

elimina proprio la parte che viene sollevata, cio? in definitiva si aumenta il carico verticale totale

c)quella zona sta immediatamente dietro ai radiatori, che sono inclinati verso l'alto. In questo modo il condotto

interno ? cortissimo (riducendo la resistenza di attrito) e in pi? si aumenta la superficie radiante a parit? di

ingombro esterno.

3)Si possono fare forme stravaganti, tipo camini o appendici varie, che hanno una loro funzione aerodinamica e in pi?,

gi? che ci sono, si usano pure per sfogare aria

4)Le branchie sono un sistema semplicissimo per regolare la portata d'aria, perch? basta chiuderle o aprirle, invece di

dover portare interi pezzi posteriori di fiancata. Tra l'altro l'efficienza aerodinamica restava pressoch? invariata fino

a livelli medio-alti di raffreddamento.

 

Bene! Dopo questo papiro (spero non troppo noioso!) passiamo alle domande specifiche.

Di sicuro ha ragione Raphael quando dice che senza i dati effettivi in mano ? difficile rispondere. Per? ci proviamo!

Secondo me l'apertura "interna" aveva un suo perch?, dal momento che in quella zona il flusso ? abbastanza pulito (? vero che c'? lo strato limite del muso, ma non c'? la scia della ruota che ? anche peggio). Vorrei anche chiedere a chi se lo ricorda se per caso la Jordan aveva i radiatori sdoppiati. In questo caso il vantaggio sarebbe una maggiore superficie radiante, ma lo svantaggio sarebbe il maggior peso (tra l'altro in posizione esterna) e la maggiore complessit? dei sistemi.

Per quanto riguarda la Arrows, lo sfogo in quella zona aveva il vantaggio di essere pi? vicino ai radiatori; inoltre creava un'apertura sempre in una zona di bassa pressione, migliorando sia la portata che la resistenza della macchina.

DI SICURO il flusso non andava sulle ruote posteriori (era una delle cose a cui dovevo stare pi? attento!) altrimenti le avrebbe mandate in pappa. Invece veniva sicuramente deviato dal flusso esterno.

Lo svantaggio di una soluzione simile (che poi non ? troppo diversa dalle varie Ferrari, Williams e Toyota del 2009) ? che tutto quel flusso sporco va dritto dritto su ala posteriore e diffusore (immaginatevi una "onda energetica" di Goku ). Invece con le branchie rimaneva pi? aderente alle fiancate e aveva pi? tempo di mescolarsi al flusso pulito esterno, mentre coi camini veniva proprio sparato fuori.

 

Infine, la domanda sulle Ferrari anni 90. Di sicuro il problema era aerodinamico, dato che si presentava sempre sulle piste coi curvoni veloci. Chiedersi un motivo specifico non ha senso, perch? a quei livelli non esiste qualcosa che funzioni "male", e se esiste viene eliminato subito. L'obiettivo di una buona aerodinamica ? di creare il maggior carico possibile per un dato livello di resistenza, e questo si raggiunge con un buon disegno "complessivo" della macchina e anche lavorando sui piccoli dettagli. Di solito una macchina va meglio di un'altra perch? ciascuna delle sue componenti ? impercettibilmente migliore. Una grossa importanza ce l'ha pure il motore. Infatti, a parit? di aerodinamica, se si dispone di maggior potenza si pu? aumentare "gratis" l'incidenza degli alettoni, e dunque guadagnare velocit? in curva e nella prima parte dei rettilinei, mantenendo la stessa velocit? di punta. Un altro aspetto importante sono le necessit? di raffreddamento. Dico questo perch? nel 96 la Ferrari era appena passata al 10 cilindri e sicuramente non era ai livelli del Renault. Successivamente il motore pi? potente divenne il Mercedes, almeno finch? non vietarono il berillio...

[Hammer 13]

Grazie, grazie tante ad entrambi! Ho imparato un sacco di cose!

[Bertoku 1]

Veramente molto interessante, grazie ad entrambi anche da parte mia

[Nigelkart82 0]

Io ero molto affascinato delle fiancate Ferrari della 642 e della 412 t1 del '94, ricordate come furono letteralmente tagliate? Avevano una forma bellisima e sinuosa...