09/12/2022

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F1 2022, è anche una questione di…pance

Alfa Romeo C42
Le pance delle nuove wing-car F1 costituiscono elementi determinanti ai fini aerodinamici. Ferrari e Red Bull i modelli sin qui più emulati.

I regolamenti 2022 hanno plasmato una nuova generazione di wing-car F1. Le pance costituiscono un elemento determinante ai fini della gestione dei flussi esterni ed interni e della ricerca di carico deportante. Analizziamo le diverse interpretazioni e variazioni sul tema. 

Tanti “copia/incolla” con le pance delle nuove vetture di F1 2022

Da molti decenni, siamo abituati a vedere le monoposto di Formula 1 (e non solo) caratterizzate dalle pance laterali. Queste strutture, preposte in primo luogo ad accogliere al proprio interno il cosiddetto tunnel radiatori, ulteriori organi meccanici e accessori, costituiscono elementi imprescindibili e determinanti anche ai fini aerodinamici.

sainz gp azerbaijan
Photo Credit: Scuderia Ferrari

Una ottimale gestione dei flussi – esterni ed interni – non solo determina un corretto raffreddamento del motore e un altrettanto funzionale smaltimento del calore, ma realizza le condizioni per esaltare in toto l’aerodinamica della vettura. Anche e soprattutto nella realizzazione delle pance laterali, infatti, i tecnici progettisti debbono affrontare due questioni tecniche in antitesi: la riduzione della resistenza all’avanzamento (Cx, Coefficiente di Penetrazione) e il fabbisogno di carico deportante (Cz, Coefficiente di Portanza). Il disegno delle pance, pertanto, deve assecondare entrambe le suddette finalità, alla ricerca del miglior compromesso possibile.

I regolamenti F1 2022 e le ricadute sulle forme delle pance

Aerodinamica nuova, pance laterali nuove. L’introduzione di una nuova generazione di monoposto ad effetto suolo ha comportato una profonda rivisitazione delle vesti aerodinamiche delle vetture di F1. Rispetto alle monoposto pre-2022, anche le pance laterali hanno cambiato radicalmente il proprio aspetto. Siamo passati, infatti, da fiancate più arretrate, compatte, corte e fortemente rastremate verso il retrotreno a pance generalmente più lunghe, massicce e avvolgenti. Ma non mancano, come vedremo, le eccezioni.

Red Bull RB15 2019
Credit: Archivio Pellegrini

Una caratteristica accomuna la maggior parte delle pance delle vetture di F1 2022. La zona inferiore in corrispondenza delle avanzate bocche delle prese d’aria di raffreddamento, infatti, risulta particolarmente “scavata” e assottigliata. Tale configurazione è indispensabile anche per lasciar spazio all’ingresso dei Venturi – particolarmente rialzato – e ai relativi generatori di vortici qui collocati. La realizzazione del vistoso “marciapiede” tra pance e ingresso dei Venturi è, pertanto, uno degli elementi aerodinamici caratterizzanti le monoposto 2022.

Alpha Tauri AT03 front
Credit: Scuderia Alpha Tauri

L’evoluzione ha partorito wing-car sì innovative e all’avanguardia ma non prive di guizzi tecnici ripresi dal passato. Le variazioni sul tema sono molteplici, tuttavia sono già iniziati i primi “copia-incolla”. Inevitabilmente, infatti, le monoposto più competitive – nella fattispecie Ferrari F1-75 e Red Bull RB18 – vanno a costituire i modelli ispiratori.

Un fenomeno, questo, lecito, legittimo e inalienabile, parte integrante del motorsport. Ai tempi della prima generazione di wing-car, ad esempio, furono le Lotus 78 prima e la iridata 79 dopo ad essere emulate da una concorrenza che, in fretta e furia, dovette mettersi a pari con le innovative soluzioni introdotte dal team di Colin Chapman.

Lotus 78 Formula 1
Credit: Lotus Cars

Analizziamo, quindi, le diverse vetture impegnate nel Mondiale di F1 2022, tra analogie, differenze e attualizzazione di concetti e soluzioni adottati in passato.

Le “copie”: Red Bull RB18 e Aston Martin AMR22

Dal 2009, le monoposto Red Bull tracciano il segno tecnico della moderna F1. Adrian Newey ed il proprio staff tecnico sono una inesauribile fucina di soluzioni (spesso goffamente vietate dalla FIA…).

La nuova RB18, monoposto affidata a Max Verstappen e Sergio Perez, sfoggia lunghe pance “regressive”, ossia con andamento discendete verso il retrotreno. Questa particolare forma sfrutta il noto effetto Coanda.

Red Bull RB18 Verstappen
Credit: Oracle Red Bull Racing

Il disegno delle pance della vettura tecnicamente curata da Adrian Newey sposa al meglio la riduzione del drag e la ottimizzazione del carico deportante. Le fiancate sono, in tal senso, caratterizzate da un vistoso “undercut” inferiore, inteso ad energizzare il flusso che scorre tra pance e fondo e diretto verso il retrotreno, praticamente sprovvisto di una autentica rastremazione a Coca-Cola. La zona più arretrata delle pance, pertanto, va ad appoggiarsi sulla parete superiore dell’uscita del tunnel Venturi.

Red Bull RB18 pance F1 2022
Credit: Oracle Red Bull Racing

Al contempo, l’area tra pance e la nuova carrozzeria motore (più pronunciata e bombata a valle dell’abitacolo e sino alla scritta “HRC”) presenta, ora, un profondo incavo, inteso ad ottimizzare i flussi che investono la parte alta delle pance e, infine, il retrotreno.

Modeste e di dimensioni ridotte gli effusori preposti allo smaltimento del calore proveniente dal tunnel radiatori: quando presenti, essi si limitano a poche “branchie” di raffreddamento. Generalmente, l’aria calda viene espulsa a valle della carrozzeria posteriore.

Le prese d’aria squadrate provviste di “vassoio” inferiore e la rampa ad effetto Coanda ricavata nella zona centrale delle pance (atta a dirigere il flusso verso la zona inferiore delle pance stesse) completano le fiancate laterali della monoposto anglo-austriaca.

Dan Fallows, a capo dei tecnici Aston Martin ed ex Red Bull, non ha perso tempo. Ed ecco che, da qualche GP, la Aston Martin AMR22 presenta pance palesemente ispirate a quelle della Red Bull RB18. Concettualmente assai simili, esse differiscono soprattutto per la forma delle prese d’aria. Le bocche di alimentazione della vettura affidata a Sebastian Vettel e Lance Stroll, infatti, palesano forme squadrate e, nel complesso, più semplici di quelle che osserviamo sulla Red Bull RB18.

Aston Martin AMR22 pance F1 2022
Credit: Aston Martin Aramco Cognizant F1 Team

Sposando la filosofia Red Bull, pertanto, Aston Martin ha abbandonato la configurazione a pance lunghe e avvolgenti, impiegata nel primissimo scrocio di stagione e più simile a quanto realizzato da Alfa Romeo e Haas. Le pance erano, inoltre, contraddistinte da molteplici sfoghi per l’espulsione dell’aria calda proveniente dal tunnel radiatori.

Aston Martin AMR22 prima versione
Credit: Aston Martin Aramco Cognizant F1 Team

Alpine A522, Williams FW44 e Alpha Tauri AT03

Alpine e Williams hanno già provveduto a modificare le pance delle rispettive A522 e FW44. La monoposto francese presenta fiancate a metà strada tra quelle Red Bull e Ferrari. Parimenti a quanto fatto dalla scuderia di Milton Keynes, infatti, il team francese ha optato – sin dai test precampionato – per lunghe pance “regressive”. Le reiterate modifiche hanno interessato la forma delle prese d’aria – ora molto prominenti e a sezione rettangolare – e la parte alta delle pance stesse.

Alpine A522 sidepod pance F1 2022
Credit: BWT Alpine F1 Team

Quest’area, ora, è caratterizzata da un profondo e stretto incavo ondulato, un vero e proprio “scivolo” finalizzato ad energizzare il flusso che dalla parte alta delle fiancate è indirizzato verso il retrotreno.

Alpine A522 box
Credit: BWT Alpine F1 Team

Anche in questo caso, le pance sono molto “scavate” e rialzate in corrispondenza delle bocche delle prese d’aria ma poco scavate nella zona del “marciapiede” del fondo. La parte terminale delle fiancate poggia sul “cielo” del Venturi, in una zona contraddistinta da una Coca-Cola assai poco pronunciata.

Concettualmente, le pance “regressive” adottate in questo 2022 da diverse scuderie ricordano molto da vicino le pance con scarichi ad effetto Coanda apparse nel biennio 2012-2013.

Alpine A522 Ocon pance F1 2022
Credit: BWT Alpine F1 Team

La Alpine A522 – il cui sviluppo è coordinato da Pat Fry e Matt Harman – può presentare diversi effusori per lo smaltimento dell’aria calda proveniente dal tunnel radiatori e dal vano motore, tra cui apposite griglie di raffreddamento (parzializzabili o da rimuovere in caso di basse temperature).

Discorso diverso per le Williams, tecnicamente curate da Xavier Demaison.

Le nuove e lunghe pance “regressive” prendono il posto dei compattissimi e cortissimi tunnel radiatori, anch’essi “regressivi” ma, concettualmente, più affini alla configurazione “zero sidepod” della Mercedes F1 W13. Le corte pance “regressive” della prima versione della FW44 costituiscono, nella sostanza, una variazione sul tema – estremizzata – delle pance impiegate a partire dalla Williams FW42 del 2019.

Williams FW44 old
Credit: Williams Racing

La nuova configurazione, invece, prende in prestito quanto proposto da Red Bull e Ferrari. La forma delle bocche delle prese d’aria, l’andamento rettilineo delle superfici verticali delle pance stesse ed il ridotto “undercut” tra pance e fondo richiamano ai concetti lanciati dalla Ferrari F1-75. Al contempo, l’andamento “regressivo” riprende le linee della RB18 e delle altre vetture che adottano tale configurazione.

Williams FW44 Albon pance F1 2022
Credit: Williams Racing

Rispetto alla versione originale a pance corte, sono stati rivisti e ricollocati – ovviamente – gli effusori per lo smaltimento del calore.

Semplici e ben disegnate, infine, le pance della Alpha Tauri AT03. La monoposto curata da Jody Egginton presenta pance “regressive” ad effetto Coanda e bocche di raffreddamento di forma rettangolare. Concettualmente, la vettura del team di Faenza palesa evidenti affinità con la Red Bull RB18, tanto per quanto concerne le pance che la carrozzeria posteriore. Anzi, è stata la AT03 ad ispirare la Red Bull per quanto riguarda il disegno della nuova carrozzeria motore.

Alpha Tauri AT03
Credit: Scuderia Alpha Tauri

Haas VF-22, Alfa Romeo C42 e McLaren MCL36, semplici e funzionali

La semplicità al ponte di comando, potremmo dire. Haas VF-22, Alfa Romeo/Sauber C42 e McLaren MCL36 presentano le pance più semplici in assoluto. Haas e Alfa Romeo – rispettivamente curate da Simone Resta e Jan Monchaux – sfoggiano fiancate lunghe e avvolgenti, prediligendo, pertanto, semplicità e funzionalità, tanto al livello aerodinamico quanto di alloggiamento degli organi e di smaltimento del calore. Entrambe le monoposto motorizzate Ferrari, infatti, si affidano a forme generose, a grandi bocche di raffreddamento e a vistosi effusori a griglia posti nella parte alta delle fiancate.

Haas VF-22 side
Credit: Haas F1 Team

Notevole, specie nel caso dell’Alfa Romeo, la svasatura tra pance e fondo, caratteristica che realizza un vistoso “marciapiede”. Rimanendo in tema di Alfa Romeo C42, interessante la rientranza a valle delle pance e in corrispondenza dei bracci inferiori della sospensione posteriore. Questa zona, ora, presenta un andamento più discendente verso il tunnel Venturi e meno “scavato” rispetto alla prima versione.

Alfa Romeo C42
Credit: Alfa Romeo F1 Team ORLEN

La McLaren, dal canto suo, mostra pance abbastanza voluminose le quali, tuttavia, in corrispondenza del retrotreno, diventano compatte e sfuggenti. Esse sono, inoltre, caratterizzate da una marcata rastremazione Coca-Cola a valle delle stesse.

McLaren MCL36 side
Credit: McLarenF1

Ferrari F1-75 e Mercedes F1 W13, così diverse e così originali

Ferrari F1-75 e Mercedes F1 W13 si pongono all’attenzione anche per le loro inconfondibili fiancate.

La monoposto di Maranello – curata da Enrico Cardile – presenta pance voluminose e avvolgenti. Esse sono caratterizzate da ampie e allungate bocche di raffreddamento. Le pareti verticali hanno andamento pressoché rettilineo. Esiguo l’”undercut” tra pance e fondo, tale da realizzare un “marciapiede” appena accentuato. Le pance, infine, vanno a rastremarsi in corrispondenza delle sospensioni posteriori e dell’uscita del canale Venturi. Qui, infatti, osserviamo una più classica rastremazione a Coca-Cola che converge verso la linea di mezzeria.

Ferrari F1-75 side
Credit: Scuderia Ferrari

La zona alta delle fiancate presenta una pronunciata “svasatura”, un autentico incavo scavato nella parte superiore delle pance stesse. Qui trovano posto anche le numerose griglie preposte allo smaltimento del calore proveniente dal tunnel radiatori.

Ferrari F1-75 dettaglio pance F1 2022
Credit: Scuderia Ferrari

Questo incavo ha la funzione di energizzare e velocizzare il flusso diretto al retrotreno e verso l’ala posteriore, così da enfatizzare ed amplificare il carico deportante. Le pance – e con esse anche il profondo incavo superiore – terminano in una rampa in salita in corrispondenza del braccio superiore più avanzato della sospensione posteriore.

Ferrari F1-75 Sainz Austria
Credit: Formula 1

Si tratta, invero, di una configurazione non inedita, benché assai estremizzata. Citiamo, a riguardo, gli esempi delle Benetton e Ligier della seconda metà degli Anni ‘90, delle Arrows A19 e A20 del biennio 1998-1999, della Panoz IndyCar dei primi Anni 2000, della BMW Sauber F1.09 del 2009 e della McLaren Mp4/26 del 2011, tutte vetture provviste di pance svasate e scavate nella zona superiore.

Se la Ferrari sfoggia pance giunoniche e tremendamente efficaci, la Mercedes F1 W13 presenta fiancate ridotte all’osso. Mark Elliot e James Allison, con il progetto della F1 W13, hanno scritto e riscritto la storia e la tecnica delle wing-car.

Alla ricerca della massima penetrazione aerodinamica e della massima compattezza, i tecnici di Brackley hanno dato vita ad una vettura priva di autentiche pance laterali. Tunnel radiatori e carrozzeria posteriore sono, di fatto, un tutt’uno. Masse radianti, motore e tutti gli organi interni della vettura sono avvolti come un guanto dalla carrozzeria e dalle compattissime pance, appena accennate attorno all’abitacolo. Tutto ciò fa sì che una ampia porzione di fondo sia esposta e visibile.

Mercedes F1 W13 pance F1 2022
Credit: Mercedes-AMG PETRONAS F1 Team

Di fatto, è stato estremizzato il concetto lanciato da Mauro Forghieri con la Lamborghini 291 del 1991. Questa iconica monoposto presentava pance “regressive” verso l’esterno, rastremazione Coca-Cola e prese d’aria di raffreddamento a sezione circa triangolare, le quali conferivano la singolare forma alle pance stesse.

Mercedes F1 W13 box
Credit: Mercedes-AMG PETRONAS F1 Team

La maniacale riduzione della sezione di passaggio delle prese d’aria di raffreddamento, inoltre, ci fa tornare alla mente quanto fatto, negli Anni ‘90, dalla Jordan. Le Jordan 195 e 196 disegnate da Gary Anderson, infatti, presentavano sottilissime prese d’aria di raffreddamento (radiatori motore e olio), alla evidente ricerca della miglior penetrazione aerodinamica possibile.

Mercedes F1 W13 Russell pance F1 2022
Credit: Mercedes-AMG PETRONAS F1 Team

Anche nel caso della Mercedes F1 W13, la carrozzeria in corrispondenza delle fiancate è qualificata da branchie di smaltimento del calore, le quali, all’occorrenza, possono essere maggiorate nelle dimensioni e nel numero, parzializzate o chiuse. 

Tipica e sinora unica la grande appendice aerodinamica (provvista di piccoli vortex generators) posta al di sopra delle sottili prese d’aria. Essa funge da supporto per gli specchietti retrovisori e da struttura anti-intrusione.

Dove va lo sviluppo delle nuove wing-car?

Dopo una prima fase in cui i tecnici progettisti hanno imboccato diverse vie interpretative, ora assistiamo ad una graduale “standardizzazione” delle soluzioni. Un processo inevitabile e ampiamente preventivato. In questo senso, tutti i costruttori tendono ad emulare e riprendere quanto proposto da Ferrari e Red Bull, le vetture che – ad oggi – hanno monopolizzato il gradino più alto del podio.

Mentre tutti i costruttori si stanno orientando – con risultati più o meno apprezzabili – su una configurazione Red Bull, Ferrari o un mix delle due, solo Mercedes continua ad adottare una veste aerodinamica che non ha eguali. Riteniamo questa scelta molto coraggiosa e condivisibile.

Williams FW44 new
Credit: Williams Racing

La ardita configurazione “zero sidepod” della F1 W13 non è, infatti, sbagliata. Le vetture anglo-tedesche si stanno rivelando molto affidabili, testimoniando che l’estremo packaging e le pance assai ridotte non influiscono negativamente sulle temperature d’esercizio degli organi meccanici.

Anche la rischiosa filosofia progettuale Mercedes, dunque, può costituire un modello da seguire e rielaborare.

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Paolo Pellegrini

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