Analisi: cosa non funziona negli scarichi della Ferrari?

2 novembre 2013 11:39 Scritto da: Mario Puca

Analizzando una foto del fondo della F138 cosparso dal flow-vis, ci siamo fatti un’idea molto più precisa dei motivi che possano rendere gli scarichi “a bulbo” utilizzati dalla Rossa davvero poco efficaci rispetto alla soluzione “a scivolo e tunnel”.

scarichiDue anni fa, con il divieto di indirizzare i terminali di scarico direttamente ai bordi del diffusore, furono due le scelte possibili per i progettisti: inglobare i terminali nella parte alta della carrozzeria ed affidarsi a “San Coanda”, oppure applicare “ingombranti” scivoli sul fondo per canalizzare i gas caldi verso i bordi del diffusore.

La Ferrari puntò, come McLaren e molti altri, sulla prima soluzione, sfruttando l’ormai ben noto “effetto Coanda”, il cui principio fisico consente di indirizzare i flussi nel punto desiderato (ai lati del diffusore) sfruttando una particolare forma della carrozzeria. I problemi, però, si manifestarono sin dai primi giri della F2012 e gli scarichi diventarono ben presto la “croce” dei tecnici di Maranello.

Croce che hanno continuato a portare anche per questo 2013, mantenendo inalterata l’idea di base; ne sono prova evidente i vari esperimenti condotti sugli scarichi nel corso di tutta la stagione (link articolo). E’ piuttosto evidente che in Ferrari, a tutt’oggi, non sono riusciti a capire come rendere sufficientemente efficace il proprio sistema; si parla di assetto, sospensione, diffusore… Inutile girarci intorno: la Ferrari ha scelto il sistema più complicato (e forse quasi impossibile) da mettere a punto! Ma la “colpa” non sta tanto nell’aver scelto questa particolare configurazione, quanto piuttosto nell’averla riproposta anche quest’anno, senza mai provare la soluzione “a scivolo e tunnel”, notoriamente più semplice da mettere a punto.

A questa conclusione ci eravamo arrivati già un bel po’ di tempo fa, ma un’immagine scattata ai box del Cavallino rende evidente il problema. Come facciamo a confermarlo? Facendo quello che fanno gli ingegneri ai box: osservando l’andamento della vernice fluorescente (il cd. “flow-vis”) lungo le superfici del fondo della F138. Chi vi scrive non è ingegnere aerodinamico, pertanto quanto andremo tra breve ad illustrarvi si basa unicamente su una “sensazione tecnica” basata su ciò che abbiamo imparato in questi due anni sugli scarichi. Partiamo dall’immagine scattata al ritorno ai box di Alonso con il fondo della F138 cosparso di abbondante flow-vis (foto originale):

I flussi scorrono in modo piuttosto lineare fino alla porzione di carrozzeria che contiene i terminali di scarico. Man mano che gli stessi si avvicinano al retrotreno tendono a divergere verso i lati del fondo e verso la parte centrale del diffusore, al di sotto della carrozzeria. All’improvviso vi è un “vuoto”, una grossa porzione di fondo completamente pulita: quello è esattamente il punto colpito dai gas di scarico.

Ed è proprio qui che, secondo noi, si crea il problema per la Ferrari. Un funzionamento perfetto del “diffusore soffiato” è legato alla famosa “minigonna termica” che si crea ai lati dell’estrattore, la quale lo sigilla ai due lati e favorisce l’effetto suolo generato dalla combinazione tra fondo e diffusore. La porzione di fondo che dovrebbe essere colpita dai gas di scarico, quindi, dovrebbe essere nettamente inferiore (solo al lato interno della gomma) e nettamente più concentrata verso i bordi del diffusore. L’improvviso “buco” del flow-vis evidenzia, invece, che i gas non lavorano in maniera precisa, ma coinvolgono gran parte del fondo più che i soli bordi laterali.

blown diffuserAltro problema: i flussi scorrono in maniera pulita fino a quando non si scontrano, letteralmente, con i gas di scarico; questo scontro genera delle grosse turbolenze, costringendo i flussi provenienti dall’avantreno a divergere ai lati del flusso caldo, allontanandosi dal punto nevralgico. I gas di scarico, invece, dovrebbero “energizzare” la portata d’aria proveniente dall’avantreno, andando a “soffiare” insieme lungo i bordi del diffusore per creare la minigonna termica.

Ancora: proprio per il fatto che i gas di scarico “traslano” dai terminali al diffusore, sono soggetti ai flussi provenienti dall’avantreno, che variano continuamente a seconda che la monoposto affronta un rettilineo (condizione ideale), una curva a destra o a sinistra; provate a correre con un accendino acceso: la fiamma si sposta a destra o a sinistra a seconda della direzione che prendete. Anche tale circostanza influenza negativamente il buon funzionamento degli scarichi, facendo si che il diffusore non riceva flussi caldi necessari per essere costantemente sigillato.

scarichi red bull valenciaTutto ciò non accade nel caso degli scarichi “a scivolo e tunnel” (FOTO); qui i gas caldi “scivolano” letteralmente lungo la carrozzeria nella direzione desiderata, senza “scontrarsi” con i flussi provenienti dall’avantreno (che provengono dalla parte superiore delle pance), ma, anzi, energizzando gli stessi verso i bordi del diffusore, creando un’efficace “minigonna termica”. I tunnel, poi, provvedono a scaricare centralmente nel diffusore i flussi provenienti dai lati della monoposto, evitando che si scontrino con quelli della parte superiore rendendo incostante il soffiaggio.

50 Commenti

  • È vero che sono delle sensazioni tecniche ma cmq restano molto ma molto realistiche in quanto è evidente che il flusso d’aria viene interrotto proprio nella zona scarichi!! In ferrari hanno fatto gli “orgogliosi”, ovvero nn hanno voluto cambiare il loro primo concetto e hanno preferito continuare su questa strada pur di non “copiare” la red bull che ha sempre attuato un altro tipo di filosofia. Detto questo voglio rispondere anche agli altri utenti che nn credono tanto che il problema sia questo, punto primo c’è la vernice che evidenza lo stop dei flussi punto 2 la sauber appena ha cambiato rotta attuando scarichi simili a quelli red bull ha guadagnato tantissimo. Io trovo l’articolo interessante e molto vicino alla realtà dei fatti e credo anche che gli ingegneri ferrari ormai hanno capito il problema, cercano solo di deviare il discorso per non dire una frase del tipo: abbiamo sbagliato progetto in quella zona terminale, non abbiamo fatto un buon lavoro negli ultimi anni! Articolo molto reale, complimenti.

  • Mah.. io in quella foto vedo solo che l’aria rovente ed ad alta energia degli scarichi ha bruciato/spazzato via il flow-vis

    le “sensazioni tecniche” sono in genere della gran boiate…..

    • Perdonami, le tue sono conclusioni da ingegnere aerodinamico o “sensazioni tecniche”? Perché, nel caso, rischiano di essere “gran boiate” anche le tue considerazioni…
      fatta questa premessa, mi sembra piuttosto ovvio che nel punto del fondo colpito dai gas di scarico il flow vis sia stato spazzato via. Nessuno dice il contrario. In effetti, se leggete con attenzione l’articolo, analizziamo unicamente l’andamento del flow-vis visibile sul fondo (che io ho solo evidenziato senza stravolgerne le linee visibili nella foto originale) e questo mostra, in maniera piuttosto oggettiva, che, nel punto in cui i flussi provenienti dall’avantreno si scontrano con i gas di scarico, questi ultimi fanno quasi da “muro”, generando una turbolenza (ben visibile in foto) e spingendo tali flussi a destra e a sinistra del flusso caldo. Questo è ciò che mostra il flow vis a noi “comuni mortali”. Magari non è ciò che vedono gli ingegneri, ma questo, ovviamente, lo sanno e lo devono sapere solo loro (si spera…).
      Da tale comportamento dei flussi, io ne ho dedotto una cattiva interazione con i gas di scarico, che non vanno ad “energizzare” ma addirittura a “stoppare” i flussi diretti verso il diffusore, impedendo la creazione di una efficace “minigonna termica”. Cosa che non succede negli scarichi a scivolo e che succede in maniera decisamente minore nel caso della Mercedes, che ha una linea piuttosto diversa dalla Ferrari.

      • Direi che come interpretazione è abbastanza sensata, ma non la condivido in pieno.
        Premettendo che avendo a disposizione solo qualche foto ogni considerazione lascia il tempo che trova, secondo me il problema non è così semplice.
        Se il problema fosse “solamente” quello che lei individua, basterebbero delle semplici derive verticali “a monte” del punto dove impattano i gas di scarico, che permetta all’aria che arriva dall’avantreno di spostarsi (verosimilmente) verso l’interno.
        Certamente l’interazione tra gas di scarico e flusso d’aria è molto più complicato da gestire con questa soluzione piuttosto che con gli scarichi a scivolo, ma francamente mi rifiuto di credere che in due anni non sia venuto in mente a nessuno di provare a fare qualche simulazione al riguardo: di certo ne hanno fatte ed i risultati non sono stati soddisfacenti.

      • Di quella foto si è discusso anche altrove ed è stata sottoposta da scarbs (ex tecnico F1) ad un aerodinamico ATTUALMENTE IMPIEGATO IN F1

        In regards to the Ferrari flo-vis picture in question, I and Scarbs asked a current F1 Aerodynamicist about what he thought regarding the results..

        I asked Aero_A about the Ferrari Flo-Vis and his response to the flo-vis results on the F138 in AD were:

        “pretty clean, potentially a tiny bit of separation at the floor bodywork junction max width but nice otherwise.”

        And in another convo where Scarbs asked Aero_A if the low louvered cooling section be upsetting things, he replied:

        “potentially but the crap looking bit around there is just due to a step in the panel as opposed to the lovers.”

      • Ah gli Italiani… popolo di santi, navigatori, commissari tecnici e tecnici aerodinamici…..

      • @poz: Infatti… Fortuna che qui tra i lettori abbiamo validissimi ed affermati ingegneri aerodinamici! U_U
        ps: per mero scrupolo, ti faccio notare che quanto riporti sopra si riferisce unicamente al flow-vis visibile e mi vede d’accordo.

  • Perché non hanno provato gli scarichi a scivolo……..hanno capito che non sarebbero funzionato…….ma bravi ma bravi .
    Che cervelloni ……ma sono gli stessi che sbagliano ogni anno gli sviluppi….ma dai….almeno potevano provarli…..male che andava ottenevano gli stessi risultati vergognosi.

  • L’anno prossimo puo’ andare solo peggio perche’ c’e’ una variabile in piu': il motore.

  • A me pare semplicistico dire che la Ferrari potrebbe risolvere tutto con gli scarichi a scivolo. Per carità, sensatissimo come ragionamento, ma se squadre come la McLaren, la Mercedes e via dicendo (oltre alla Ferrari) non si sono MAI indirizzate verso quella soluzione, un motivo ci sarà, non credete?

    • Eppure la Sauber cambiando gli scarichi con quelli a scivolo ci ha guadagnato! E hanno motori Ferrari!!!
      Mi sembra che a Maranello abbiano completamente fallito in questo settore, che da anni viene sfruttato in modo molto efficace da Newey.
      Pare di rivedere il 1998 dove (anche li Newey ma con la McLaren) aveva capito che le Bridgestone avevano bisogno di una vettura a passo lungo per rendere al meglio.
      Oggi Avendo un ala anteriore grande ed una posteriore stretta, era logico che si doveva compensare in qualche modo il carico posteriore. Non ho mai capito perchè la Ferrari non ha sperimentato le diverse filosohfie sugli scarichi, e già che c’era abbandonare le sospensioni anteriori che non offrono quei vantaggi sperati.
      Spero vivamente che i nuovi “acquisti” nei vari settori portino frutti e che la galleria del vento venga gestita da qualcuno che abbia idee innovative e vincenti in questo campo..

      • Credo che nessuno di noi possa sapere il lavoro che viene fatto “a monte” della pista.
        Evidentemente, per come è stata concepita la macchina, gli scarichi a scivolo non avrebbero funzionato. Non che la soluzione che hanno trovato funzioni un granché bene…

  • Francesco giuseppe

    Vorrei informare che 6 anni fa un tecnico diplomato, parlando con un ingegnere della Ferrari (ma purtroppo un ingegnere delle auto stradali) , questo tecnico gli disse come potevano migliorare la macchina.. allora mi pare la F1 intitolata ad Agnelli… beh il tecnico gli spiegò tutto sulle minigonne ad aria e come farle funzionare… lui manco lo ascoltò.

  • Secondo me i problemi che impediscono alla Ferrari di sfruttare bene gli scarichi a fini aerodinamici sono due:
    – I redivivi problemi di correlazione tra galleria e simulatori con la realtà della pista, che di fatto vanificano gli sforzi di progettazione, dovuti al cambio di carcasse di metà stagione.
    – Carenza di mappe motore speciali, sviluppate a fini aerodinamici.
    Ad esempio la Mercedes che ha anche lei un sistema di scarico a pozzetto, genera altissimi carichi aerodinamici e mantiene al contempo grandi velocità massime, a dimostrazione che l’ efficienza globale e degli scarichi in particolare sono elevate. La dimostrazione più efficace di questo aspetto è il fatto che riesce a sfruttare angoli di rake molto grandi, secondi solo alla Red Bull e l’ unico sistema per poter adottare tali assetti senza avere drastici cali di downforce al retrotreno è disporre di un soffiaggio di scarico molto efficace. Coincidenza: anche la Mclaren Mp4/27 dello scorso anno aveva gli scarichi a bulbo, ed era più veloce della Red Bull Rb8 sul giro secco e spesso anche nel passo gara e sempre per coincidenza era motorizzata Mercedes. Avete mai ascoltato il rumore strozzato che emette la Mercedes in staccata nelle riprese in campo aperto? è più o meno lo stesso che emettono anche i motorizzati Renault, ossia i maestri nello sfruttamento del soffiaggio. La Ferrari invece quando stacca emette rumori rotondi e pieni, concidenze…

    • Molti dei successi mclaren dell’ anno scorso venivano dal ala anteriore con un unico punto di fissaggio.
      Dopo che è stata vietata erano molto meno “marziani”

      http: // kepfeltoltes . hu / 120901 / flex_www . kepfeltoltes . hu_.jpg

      • Meno marziani ma comunque competitivi alla pari della Rbr. La Mclaren portò gli scarichi evoluti in occasione del gp di Germania e venne sospettata per l’ eccessiva flessione dell’ ala anteriore a partire dal successivo gp di Ungheria. La Red Bull venne anche lei sospettata per la flessione dell’ ala anteriore a partire dal gp di Singapore, oltre che per una serie di presunte irregolarità (correttori di assetto, altezze modificate in parco chiuso ecc. ecc. ecc.). La Fia introdusse dei test di flessibilità più severi a partire dal successivo gp di Suzuka, su pressione di alcuni team. Analizzando i gp da Singapore in poi si vede che la Red Bull collezionò 5 vittorie, 3 pole e 4 giri veloci in gara; la Mclaren 2 vittorie, 3 pole e 2 giri veloci in gara. Sempre dal gp di Singapore a quello del Brasile la Red Bull collezionò 2 ritiri (sempre con la vettura laboratorio di Webber), mentre la Mclaren 4 e in almeno un paio di volte a ritirarsi fu la vettura in testa. Quindi pari prestazioni in qualifica ed anche in gara, a dimostrazione che anche gli scarichi a bulbo, se ben progettati ed integrati col resto dell’ aerodinamica sono assai prestazionali. Probabilmente sono molto più difficili da mettere a punto.

  • Ottimo articolo, per penso che il problema sia generale. Ritengo che la Ferrari non abbia capito bene il concetto di F1 dopo il cambio delle regole, ossia nel 2009. Le macchine che vediamo oggi solo le evoluzioni di quelle. Marchi come la McLaren, che ha una tradizione aerodinamica e telaistica assolutamente da leader, ha avuto la possibilità di reagire e progettare macchine molto performanti a parte il 2009 e quest’anno, dove hanno adottato la difficile pullrod all’anteriore. La ferrari, invece, da sempre carente in aerodinamica non ha avuto la facoltà di reagire. Ma non solo questo….ha anche peggiorato, diventando scandalosa in trazione, aspetto, a mio parere, molto più importante dell’effetto Coanda. E la trazione è un problema più meccanico/telaistico che aerodimanico.
    Altro aspetto importante è l’altezza del muso sempre crescente in questi anni. Quasi tutte le squadre lo hanno abbassato o cmq mantenuto costante. La Ferrari invece l’ha alzato sempre più. Questo e sintomo di una pessima conformazione aerodinamica del corpo vettura.

    Ormai sono 4 anni che la squadra brancola nel buio portando aggiornamenti insistenti, e questo e sentore che tutti gli addetti al lavoro del cavallino non ci hanno capito niente sin dal 2009.
    E anche se l’anno prossimo cambieranno le regole, i presupposti sono tutt’altro che rosei.

Lascia il tuo commento

Devi aver fatto il Log In per poter inserire un commento

Se non fai parte della community, registrati qui!