Si è già parlato dello scopo che avranno le Formula 1 del 2021, quello di favorire i sorpassi. Alla luce di ciò, è possibile comprendere i motivi delle forme che avranno le nuove monoposto.
Le Formula 1 del 2021 avranno come obiettivo principale quello di favorire l’inseguimento ravvicinato di una vettura, per aumentare il numero dei sorpassi. Questo sarà reso possibile riducendo l’aria “sporca” e le turbolenze generate dalla monoposto, responsabili della diminuzione del carico aerodinamico della monoposto che segue. Dal 2021 l’aerodinamica delle macchine sarà puntata a generare una grande percentuale del carico aerodinamico complessivo dal fondo vettura, con un calo del carico per chi segue tra il 5% e il 10%, contro il 50% attuale.
L’importanza degli alettoni
Alla luce di questo è possibile comprendere le forme delle Formula 1 del 2021 dalle immagini divulgate dalla FIA. All’analisi ha contribuito anche il nostro ingegnere aerospaziale Alessandro Patanè.
Sebbene la maggior parte del carico aerodinamico si generi dal fondo, le monoposto saranno ancora provviste di alettoni anteriori e posteriori. Il motivo è stato spiegato da Pat Symonds, direttore tecnico della Formula 1.
“Un sacco di gente pensa ‘Ok, erano grandi macchine [negli anni ‘80], che potevano seguirsi a vicenda’, ma questo non è necessariamente vero. Infatti, stiamo facendo un sacco di ricerca a riguardo, con lo scopo di realizzare una macchina per il 2021 che permetta ai piloti di correre insieme e uno dei segreti che abbiamo scoperto – un po’ lo sapevamo, ma adesso lo abbiamo dimostrato- è che c’è bisogno di un’ala posteriore per alzare la scia, tutta l’aria sporca che c’è dietro alla macchina e sollevarla sopra la vettura che segue. Quindi è davvero importante avere un’ala posteriore. Una volta che hai un alettone dietro, hai gran parte del carico nel retrotreno della monoposto, quindi hai bisogno di bilanciarlo con qualcosa davanti [l’ala anteriore, ndr]”.
Le forme degli alettoni non sono ancora quelle definitive, ma è possibile intravederne le linee guida.
Il musetto si aggancia direttamente all’ala anteriore, senza essere rialzato nè presentare piloni di sostegno come sulle Formula 1 attuali. In tal modo l’aria non perde energia nella parte centrale dell’alettone frontale, ma viene incanalata energicamente nella parte sottostante della vettura. Per lo stesso motivo, il profilo dell’ala presenta un rialzo al centro, aumentando la sezione di ingresso e quindi il flusso d’aria canalizzato nel fondo.
I tubi di Venturi
Le ruote anteriori, così come quelle posteriori, presentano dei copricerchi che riducono le turbolenze generate. Inoltre, sopra le gomme anteriori sono presenti due piccoli profili. Essi hanno lo scopo di generare dei vortici capaci di annullare quelli provenienti dalle ruote stesse. La riduzione dei vortici e delle turbolenze ha come effetto la diminuzione dell’aria sporca nel retrotreno e della resistenza aerodinamica, con un aumento delle velocità di punta.
Ai lati, nella zona dei sidepods davanti alle pance e alle prese d’aria laterali dei radiatori, sono assenti tutti i profili visibili sulle vetture attuali quali bargeboards, boomerangs e deviatori di flusso. La zona laterale del fondo vettura presenta invece un rialzo nella parte anteriore, poi un avvallamento e infine un altro rialzo al posteriore. Si tratta dei tubi di Venturi: il fondo vettura forma con l’asfalto un canale con una sezione grande in entrata, un restringimento al centro e un ulteriore allargamento in uscita.
Il tubo di Venturi sfrutta il principio di Bernoulli. Quando l’aria aumenta di velocità, la sua pressione diminuisce. Il flusso quindi entra nel condotto sotto al fondo e dal momento che la sezione si restringe, la sua velocità aumenta. In tal modo sotto alla vettura l’aria ha una pressione inferiore che nella parte superiore. La pressione che agisce su una superficie si tramuta in una forza. La differenza di pressione quindi genera carico aerodinamico, che schiaccia la vettura sull’asfalto, aumentandone l’aderenza.
Occhio all’ala posteriore Formula 1 2021
Particolare anche l’ala posteriore, seppur ancora nella sua versione preliminare. Gli endplates, ossia le paratie verticali laterali, non si estendono fin sopra ai profili orizzontali dell’ala. Questa scelta è voluta per generare dei vortici di scia che contrastino quelli provenienti dalle ruote, riducendo ancora una volta l’aria sporca.
L’ala posteriore infine presenta un ulteriore profilo orizzontale in basso, ai lati del tubo di scarico. In questo modo la pressione nella zona posteriore della vettura diminuisce. Aumenta quindi l’estrazione dell’aria dal diffusore (al link una spiegazione più approfondita), con un incremento del flusso sotto al fondo della vettura e quindi del carico aerodinamico generato.
