F1 Tecnica | La soluzione soffiante dello scarico della Renault R.S.18

Dopo la prima sessione di test, si sono viste le prime novità interessanti sulle vetture, molte in fase di sperimentazione e altre già omologate sulle monoposto.

In genere sono i top-team a portare le innovazioni tecniche più rilevanti, ma dopo i primi 4 giorni la novità più curiosa e ingegneristicamente interessante è uscita dal box della Renault.

La scuderia francese è in netta crescita dopo il rientro in Formula 1, ma quella vista sulla R.S.18 potrebbe essere un punto di svolta sullo sviluppo della vettura e molti altri team potrebbero già pensare di copiare quest’idea.

Guardando la vettura da dietro sembra non esserci niente di strano, ma con uno sguardo più attento si notano due particolari.

Il primo è una strana “lastra” grigia nella parte inferiore dell’ala e il secondo è la posizione dello scarico.

Partiamo proprio dal punto 2. La Renault ha sfruttato a pieno il regolamento tecnico perché ha allungato al massimo lo scarico e successivamente lo ha inclinato con l’angolo massimo consentito, cioè 5°.

Il risultato è un tubo di scarico che soffia aria calda contro l’ala posteriore e qui arriviamo all’utilizzo della lastra grigia. Quella indicata dal numero 1 è una specie di rinforzo per l’ala posteriore perché i gas che escono dalla vettura sono molto caldi e potrebbero danneggiare la fibra di carbonio che compone l’alettone. Il materiale, ancora sconosciuto, “protegge” l’ala da questa soluzione, ma la domanda vera che ci facciamo è: A che cosa serve soffiare i gas caldi contro l’ala?

Per capirne il funzionamento “al volo” servono delle conoscenze in fluidodinamica e aerodinamica, ma proviamo a spiegarlo in modo semplice e riassuntivo.

Come ben sappiamo le vetture sono circondate da flussi di aria che in genere “seguono” il profilo delle ali creando quello che viene chiamato “Effetto Coanda”. Per fare un esempio alla portata di tutti basta prendere un cucchiaio, metterlo sotto un rubinetto e si nota subito che l’acqua tende a seguire la forma del cucchiaio.

Ora, quando si parla di flussi d’aria la cosa si complica un po’ e in materia di profili alari l’argomento diventa veramente complesso perché talvolta i flussi non seguono perfettamente la forma dell’ala e si creano turbolenze.

In questa rappresentazione si vedono due condizioni tipiche del profilo alare, però prima dobbiamo definire lo strato limite.

Si dice strato limite una sezione ipotetica dove il flusso entra in contatto con il profilo alare e di conseguenza si generano gli effetti più importanti. Nel nostro caso lo strato limite è rappresentato dalle linee azzurre. Nel primo disegno, dove il profilo alare ha incidenza nulla, lo strato limite segue perfettamente la forma dell’ala e si ricongiunge nella parte terminale, questo significa che la resistenza aerodinamica è minima perché il profilo alare è perfettamente “immerso” nel fluido.

Proviamo adesso a variare l’incidenza dell’ala e vediamo subito che le linee blu non riescono a seguire perfettamente la forma del profilo aerodinamico, quindi si generano delle turbolenze e l’aerodinamica complessiva ne risulta danneggiata.

Quelle turbolenze, disegnate in rosso, vanno a diminuire l’effetto deportante dell’alettone e il distacco dello strato limite crea un comportamento turbolento dei filetti fluidi che circondano l’ala. In fluidodinamica il regime turbolento di un fluido non è l’ideale: per prima cosa perché non segue leggi precise e poi perché è un moto caotico non predicibile nel tempo. In Formula 1, questo è un vero e proprio incubo perché significa una serie di flussi caotici che danneggiano l’aerodinamica complessiva.

Vi starete chiedendo perché questa brevissima parentesi di fluidodinamica e la risposta è semplice: il sistema di scarico adottato sulla R.S.18 ha il compito di ritardare il distacco dello strato limite.

Un metodo molto usato per evitare questa separazione è appunto il soffiaggio di aria contro la superficie alare poiché il flusso di scarico dei motori va ad incrementare la velocità sul profilo aerodinamico e genera l’Effetto Coanda di cui abbiamo parlato prima.

La Renault ha quindi pensato bene di utilizzare lo scarico per soffiare aria sull’ala posteriore. Questo è un grande vantaggio, perché, se abbiamo dimostrato che con l’aumentare dell’incidenza dell’ala aumenta la facilità con cui lo strato limite si distacca, soffiandoci aria, Carlos Sainz e Nico Hulkenberg avranno la possibilità di usare ali molto più incidenti senza subire la separazione dello strato limite di cui abbiamo parlato.

L’unico effetto negativo di questa soluzione è l’aumento di peso dell’ala posteriore perché vi è una piastra protettiva, ma parlando invece di guadagno in pista si quantifica il tutto in circa 1 o 2 decimi, che però dipende da circuito a circuito e dalla soluzione alare scelta.

È una scelta tecnica molto ingegnosa e difficile da copiare, ma saranno necessari altri test per capire se ci potranno essere ulteriori vantaggi e la piastra protettiva dovrà dimostrare di saper reggere l’intera durata di un Gran Premio con condizioni climatiche molto più calde di quelle viste in questi giorni a Barcellona.