L’assetto con Rake positivo viene usato da RedBull da anni, imitato dalla Ferrari, non trova successo sulla vettura più forte del momento la Mercedes W11.
Il Rake è un angolo che assume il fondo della monoposto rispetto al terreno per generare effetto suolo. Le monoposto di F1 hanno un fondo piatto diviso in due parti. Nella zona centrale c’è uno scalino con un inserto in legno vicino al suolo. La sua altezza minima è definita per regolamento. Per il controllo viene usato un elemento in legno che non deve usurarsi al contatto con il terreno.
Ai lati della zona centrale il fondo di rialza assumendo un altezza minima differente rispetto al terreno. Tale modifica fu introdotta in seguito dei fatti tragici del 1994 per evitare che le monoposto ad effetto suolo avessero velocità in curva troppo alte.
Come si è visto negli anni, i tecnici hanno recuperato. Si parla di un buon 65% del carico aerodinamico che viene proprio dalla zona inferiore della monoposto rispetto al 35% fornito dalla zona superiore composta dalle ali e dalle appendici della carrozzeria.
La RedBull è stata la prima ad usare l’angolo di Rake positivo molto evidente. Nei piani di Adrian Newey c’è la volontà di creare un effetto venturi differenziando l’altezza tra attacco della zona di accesso al fondo sotto le gambe del pilota e quella posteriore di collegamento con il diffusore.
Per funzionare al meglio il fondo deve essere alimentato da una quantità di flusso d’aria ben definita, ad una determinata velocità per poi essere accelerata verso il retrotreno. Questa deve essere il più costante possibile e non deve essere influenzata da turbolenze esterne come i moti vorticosi che vengono dalle ruote sia anteriori che posteriori. Inoltre un angolo puntato verso l’anteriore fa lavorare l’ala anteriore con un effetto suolo tutto suo indipendente dal resto della monoposto.
Se l’ala anteriore genera carico aerodinamico non per pressione dalla parte superiore, ma per effetto suolo sfruttando l’aria che viaggia sottostane, ci si può dedicare al disegno dei front wing per indirizzare i flussi, proprio nella zona centrale sotto il muso. Questo implica una forte resistenza aerodinamica ma è indispensabile per il lavoro del fondo.
Sarebbe perfetto si si riuscisse a sigillare il fondo come un condotto ma ogni volta che i team ci provano poi ci sono modifiche regolamentari che lo impediscono. Ultimo aggiornamento aerodinamico fu introdotto quando furono introdotti i gommoni, allargando anche l’ampiezza del fondo piatto. Il flusso aria che arriva dai lati della monoposto è più difficile da controllare. Da qui la decisione di alcuni team come Mercedes di non usare tale soluzione. Mentre altri come Ferrari hanno usato questo angolo di inclinazione ma combinato con una ala anteriore che mandava verso l’esterno il flusso aria per limitare la resistenza davanti alle gomme anteriori.
La RedBull in passato aveva risolto il problema circa il sigillo del fondo sfruttando l’aria calda derivata dalla posizione degli scarichi che soffiavano ai lati della gomme posteriori. I gas di scarico creavano una minigonna termica molto efficace. Questo consentiva ad Adrian Newey si usare un altezza maggiore del diffusore cosa che avrebbe disperso l’aria della zona centrale creando una sorta di tappo invece che estrarre e generare carico sotto la monoposto.
Un alternativa era sfruttare la flessibilità delle superfici alari. Quella posteriore si abbassava in velocità andando a sigillare parzialmente dall’alto i lati dell’estrattore. Meglio ancora la soluzione che avevano studiato in Ferrari nel 2018 quando avevano reso flessibile i lati del fondo vettura sigillando la zona sottostante come se fosse una minigonna.
Ovviamente entrambe queste ultime soluzioni sono state limitate da interventi regolamentari. Non non resta che controllare il flusso aria centrale con delle aperture sui bordi del fondo vettura. Il loro compito è fare in modo che i moti vorticosi delle provenienti delle ruote anteriori ma ancora più dalle ruote posteriori facciano da sigillo per la zona centrale del fondo piatto.
Tutto ciò è molto bello, ma funziona bene se la monoposto e staticamente provata in galleria del vento. In questa condizione c’è un parametro che non varia. L’altezza da terra. In pista invece questa cambia di continuo in funzione della pista. Tenere l’altezza costante o controllare l’angolo di beccheggio sia in frenata che in accelerazione è diventato il vero cruccio dei tecnici che usano tale soluzione con angolo di Rake positivo.
Gli aerodinamici mercedes, hanno deciso di tenere un angolo di Rake minimo quasi zero. L’altezza viene tenuta costante dal sistema sospensivo, prima con il Flick poi studiando una sospensione anteriore che agendo in modo idraulico, e non attivo, controlla le escursioni della monoposto. Inoltre, tutte le aperture del fondo, la dinamica dei flussi sotto il muso anteriore, e la conformazione dell’ala anteriore sono disegnati con il solo scopo di avere una quantità di aria costante sotto il centro vettura che alimenta al meglio il diffusore posteriore.
Un lavoro di ottimizzazione che ha permesso di ridurre l’incidenza delle ali, con fiancate meno spesse, ed uno smaltimento dei vortici negativi intorno alle gomme senza limitare la deportanza. Un altro esempio di quanto sia difficile la messa appunto una vettura senza Rake, rispetto ad una che ne faceva uso diffuso è l’esempio Racing Point. Ormai nell’occhio del ciclone per la copia della Mercedes W10, ha preso in dotazione completa il retrotreno di tale monoposto. Un nuova configurazione che ha costretto a riorganizzare gli assetti per far lavorare la monoposto diversamente. Da qui la mancanza difficoltà a trovare la stessa prestazione vincente rispetto alla Mercedes della passata stagione.
31.07.2020. Formula 1 World Championship, Rd 4, British Grand Prix, Silverstone, England, Practice Day.
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Una cosa e copiare, una cosa e far funzionare ciò che si è copiato. Detto questo, alla fine dei conti, qual’e la soluzione migliore. Angolo di Rake positivo alto come le RedBull e Ferrari o angolo quasi zero come la Mercedes? Al di là delle spiegazioni date in questa trattazione, la pista è l’unico giudice. Se poi nel corso degli anni si sono apportate modifiche regolamentari al fondo monoposto solo con lo scopo di evitare che si potessero avere troppi vantaggi a chi usava il Rake positivo è una questione politica.
La Ferrari delle monoposto che usa il Rake positivo sembra quella che più di tutte soffre dal punto di vista aerodinamico. A Barcellona nei test venne fuori che il nuovo cambio era eccessivamente flessibile e fletteva anche il fondo dove era poggiato. Se questa cosa non è stata corretta, come doveva avvenire per il Gp di Ungheria allora l’altezza da terra della monoposto non è costante deformandosi sotto sforzo.
Inoltre la soluzione di utilizzare l’ala anteriore che indirizza flusso aria verso l’esterno della monoposto con un muso largo non aiuta a far lavorare la parte centrale del fondo piatto. Una mancanza che nella passata stagione veniva limitata da una potenza del motore che compensava sul dritto i limiti aerodinamici. Oggi il motore ha perso 60cv, quindi sono emersi tutti i limiti di telaio magari nascosti.
La forza della Mercedes w11, sta proprio nella aver seguito una strada unica, tutta diversa dalla concorrenza, con una regolamentazione che la premia oltre misura. Non è solo una questione di power unit, ma di bilancio complessivo tra la potenza, l’aerodinamica e la gestione della stessa anche attraverso le sospensioni.
Daniele Amore