In occasione del week end di gara a Spa-Francorhamps, La Ferrari ha organizzato un interessante incontro con i giornalisti per illustrare gli aspetti tecnici relativi alla preparazione di una monoposto di Formula 1 per la gara di Monza. Il circuito brianzolo è ben noto come il ‘tempio della velocità’, grazie ai suoi lunghissimi rettifili, raccordati da curve veloci come Parabolica, Ascari e Lesmo. Importanti inoltre anche le severe frenate, che mettono a dura prova la stabilità aerodinamica della vettura. Per approfondire queste tematiche con i media, la Scuderia Ferrari si è avvalsa di due ‘docenti’ di lusso quali Enrico Cardile, responsabile dei settori aerodinamica e project management della monoposto, e Laurent Mekies, direttore sportivo e responsabile delle operazioni in pista. FormulaPassion.it era presente e di seguito vi riportiamo fedelmente il contenuto di questa ricchissima ‘lezione’
Mekies: “Monza è un tracciato molto particolare. Quando parliamo di Monza, ci concentriamo su quattro aree specifiche della monoposto che sulle quali lavoriamo in modo totalmente diverso dagli altri circuiti. Motore, freni, aerodinamica e assetto vettura. Monza è l’unico tracciato per il quale realizziamo un pacchetto specifico. Fino ad un certo punto, perché non sviluppiamo un motore appositamente per Monza ma certamente lo facciamo a livello di pacchetto aerodinamico. Si inizia come sempre dalle simulazioni del tempo sul giro inserendo il modello matematico della vettura nei nostri computer e calcolando il tempo sul giro e le velocità di punta.
Se inserissimo la configurazione con le ali che utilizziamo a Monaco e mettessimo in un grafico il tempo sul giro rispetto alla velocità massima, vedremmo una curva del genere. Come è lecito aspettarsi, più si diminuisce col carico aerodinamico, maggiore è il tempo sul giro e la velocità massima. A questo punto potremmo fare lo stesso esperimento con le ali utilizzate su una pista a basso carico come Baku, e vedremmo una curva di questo genere che ripropone il fatto che alla diminuzione della resistenza, il tempo sul giro migliora notevolmente. Continuando con la simulazione ed introducendo ali con un carico sempre minore si arriva ad un punto in cui i miglioramenti in termini di tempo sul giro si interrompono. Si arriva cioè ad un punto limite oltre il quale pur riducendo il carico aerodinamico dall’ala posteriore e guadagnando ulteriormente in velocità di punta, il tempo sul giro aumenta perché non si ha sufficiente carico per essere veloci in curva. Questo punto rappresenta l’obiettivo da raggiungere per il team aerodinamico di Enrico Cardile.”
Cardile: “A questo punto riceviamo il valore obiettivo. Normalmente lo sviluppo in galleria del vento della macchina è fatto con la vettura in configurazione ad alto carico aerodinamico come ad esempio Monaco. Ma Monza è un circuito molto particolare dove la sensibilità del tempo sul giro alla resistenza aerodinamica (Drag) è maggiore del 60% rispetto alla media dei circuiti del campionato, mentre la sensibilità al carico è in linea con il resto dei circuiti. Da qui dobbiamo arrivare a definire un pacchetto aerodinamico che riduca il drag mantenendo inalterato il resto delle caratteristiche dinamiche della vettura. Semplificando il problema possiamo suddividere il processo di definizione dell’assetto in tre diversi step. Prima di descrivere questi step vorrei spiegare bene cosa significa diminuire il drag in modo efficiente. In questo grafico abbiamo posto tre diverse configurazioni dell’ala posteriore definite dai parametri CL coefficiente di carico verticale (Load) e CD coefficiente di resistenza (Drag) che corrispondono a tre diverse configurazioni dell’ala posteriore.
Per ridurre il drag in modo efficiente è necessario farlo mantenendo un livello di carico verticale che resti nell’area verde. Questo è il nostro principale obiettivo. Tornando ai tre step, il primo è la riduzione del drag e per far questo lavoriamo sul componente della vettura meno efficiente ovvero l’ala posteriore che viene completamente ridisegnata lavorando sulla forma dei profili e sulla loro incidenza. Inoltre vengono eliminate le alette poste al di sopra della pinna del cofano motore. L’effetto collaterale generato dall’aver scaricato l’ala posteriore si ha nella diminuzione dell’effetto del DRS che arriva fino al 40%. Una volta definita l’ala posteriore, il secondo step è agire sulla funzionalità del diffusore posteriore. Scaricare infatti sull’ala posteriore comporta una riduzione del suo contributo al corretto funzionamento del diffusore. Dobbiamo pertanto garantire che questo componente continui a lavorare correttamente anche con altezza da terra molto basse, cosa che è caratteristica dei circuiti ad alta velocità.
Il terzo step è focalizzato sull’ala anteriore. Avendo scaricato l’ala posteriore, a quel punto l’ala anteriore è troppo carica il che porterebbe ad uno sbilanciamento eccessivo del carico verso questo componente, anche diminuendo al massimo l’angolo dei flap. Anche qui diminuire il carico mantenendo inalterate le caratteristiche generali della vettura non è una cosa semplice. Con il regolamento attuale, possiamo lavorare principalmente sui due profili superiori dell’ala anteriore. Raggiunto un pacchetto soddisfacente, ci spostiamo sul simulatore per valutare le performance e valutare se sia il caso di introdurre delle rifiniture all’assetto.
Per concludere, una curiosità. E’ Monza il tracciato in cui si ottengono le massime velocità della stagione? Di certo è quello con il valore di coefficiente di resistenza CD più basso ma il circuito con le velocità maggiori è quello del Messico nonostante qui si usi il pacchetto che garantisce il massimo carico aerodinamico. Raggiungiamo comunque la velocità massima a causa, o grazie, della bassa densità dell’aria che si ha su quel tracciato (per via dell’altitudine ndr).“
Mekies: “Anche il motore viene adattato in modo specifico per correre a Monza, specificatamente relativamente al modo in cui viene utilizzato, non si realizza, come detto, un motore specifico per il tracciato. Vediamo un po’ di dati caratteristici che, nonostante il cambio di regolamenti avvenuti negli ultimi dieci anni, restano sempre più o meno simili ed unici per questo tracciato. l’acceleratore rimane al massimo per il 75% del giro contro la media del 60%, la velocità media è di 260 km/h che viene ottenuta anche grazie a curve molto veloci come la parabolica e la Ascari. La media velocità media dei circuiti del campionato è 220 km/h. Inoltre è la pista sulla quale la potenza del motore ha un effetto maggiore. Per ogni 10 cv guadagnati a Monza si ottengono 2 decimi in meno al giro. In senso stretto Spa è la pista sulla quale si guadagna di più in tempo sul giro grazie alla potenza motore ma questo è dovuto anche alla lunghezza della pista belga che arriva a 7 km. Per questo motivo molte squadre, incluso noi quest’anno, portano il loro sviluppo di motore in occasione del gran premio di Monza. Alcuni preferiscono portarlo a Spa ma c’è comunque da considerare la perdita di prestazione che si avrebbe dovuta alla percorrenza chilometrica del gran premio del Belgio.
Un’altra cosa spesso dimenticata è che i rapporti del cambio, per regolamento, devono rimanere inalterati per tutta la stagione. Ed è proprio in funzione della pista di Monza che viene definito il rapporto per l’ottava marcia.
Passando a parlare dei freni, a causa dei lunghi rettilinei il loro raffreddamento è piuttosto semplice, dunque Monza non è una pista molto esigente per l’impianto frenante. Resta comunque importante il loro contributo sulla prestazione finale dal momento che abbiamo quattro frenate molto impegnative e la frenata più lunga di tutto il mondiale in curva uno dove si scende da 358 hm/h a 70 km/h in 2,5 secondi. Molto del tempo sul giro si fa in questo punto.
Parliamo ora del passaggio sui cordoli. Tempo fa a Monza la prima e la seconda variante erano caratterizzate da cordoli molto alti il che obbligava ad avere un assetto molto morbido sugli ammortizzatori, per riuscire a salirci sopra. Avere un assetto morbido non era poi l’ideale per affrontare rapidi cambi di direzione a 260 km/h come alla variante Ascari. Ora l’altezza di questi cordoli è stata abbassata per motivi di sicurezza rendendoli analoghi a tutti gli altri circuiti. Per cui questa necessità non esiste più e possiamo ricercare un assetto rigido.
Stabilità in frenata. Come si diceva, in curva uno abbiamo la frenata più lunga dell’anno ma non dobbiamo dimenticare che qui si ha un carico aerodinamico circa il 20% più basso che nelle altre piste del mondiale. Per questo motivo se un rookie (debuttante ndr) affronta per la prima volta la pista di Monza, molto probabilmente riferirà al suo ingegnere che c’è qualcosa che non va nella sua macchina perché avvertirà molta instabilità in fase di frenata.
Parlando invece dell’assetto rake, come sappiamo questo porta ad avere assetti che presentano un muso che punta verso il basso. Questo serve per generare più carico aerodinamico, ma non è un tipo di assetto molto popolare a Monza dal momento che un assetto rake si paga in termini di resistenza aerodinamica e dunque in termini di tempo sul giro. Per darvi un’idea 5 millimetri di altezza da terra in più possono costare a Monza 1 km/h in termini di velocità massima alla fine del rettilineo principale.
Sul circuito di Monza l’effetto scia è più sensibile che in ogni altro circuito, tanto che anche a 8-10 secondi dalla vettura che precede, dunque a centinaia di metri di distanza, l’effetto è ancora visibile dai nostri dati. Cercare la scia in qualifica è molto comune ma è anche un esercizio piuttosto difficile.”
Cardile: “Andando ad agire sull’ala anteriore, quello che cambia è l’effetto upwash (flusso d’aria diretto verso l’alto ndr) e dunque non si ha un grande effetto in termini di disturbo aerodinamico sulla vettura che segue (dovuto al cosiddetto effetto outwash generato dall’ala anteriore ndr). Ad ogni modo l’effetto upwash dell’ala posteriore è fondamentale per garantire la corretta espansione dell’aria in uscita dal diffusore della vettura. Negli ultimi anni siamo sempre riusciti a trovare un giusto bilanciamento.”
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