Il prossimo 17 marzo, la stagione di Formula 1 2019 prenderà il via in quel di Melbourne, Australia. Le nuove monoposto di Formula 1, viste ed ammirate nei test pre-campionato di Barcellona, sottolineano ancora una volta l’importanza aerodinamica delle fiancate.
Questi elementi, nel corso della loro storia e ancora oggigiorno, non sono solamente utili ad accogliere al proprio interno molteplici e vitali componenti (dai radiatori agli intercooler, dalle centraline elettroniche agli scarichi, dai turbocompressori alle prese dinamiche, ecc.) ma costituiscono macro-aree aerodinamiche di notevole importanza.
In tanti decenni di evoluzione tecnica, le pance delle F1 hanno assunto le più disparate forme e dimensioni: corte, lunghe, a freccia positiva, controventate, a cuneo, squadrate, spioventi o arrotondate, basse o alte, ecc. Lo stesso dicasi per le prese d’aria di raffreddamento, le cui forme (comprese la sezione e l’area delle bocche) influenzano aerodinamica esterna ed interna.
Il primo, emblematico esempio di F1 provvista di fiancate è rappresentato dalla Lancia D50 (1954), splendida e raffinata monoposto caratterizzata da vistosi (e intelligenti) serbatoi laterali. La sua diretta erede, la Ferrari D50 (1956), mantiene le fiancate ma ormai non inglobano più i serbatoi, scelta che, unitamente ad altre soluzioni, fa perdere alla D50 Ferrari quelle doti telaistiche e di maneggevolezza riscontrabili, invece, sulla precedente Lancia D50. Dopo anni di “oblio”, le pance ritornano in F1 all’alba degli Anni ’70.
Da semplici e funzionali “contenitori” (le prime pance di moderna concezione, introdotte, appunto, sin dai primi Anni ’70, accolgono al proprio interno anzitutto i radiatori del liquido di raffreddamento del motore) ad elaborate strutture la cui aerodinamica — esterna ed interna — è in grado di influenzare il globale comportamento aerodinamico dell’intera vettura. Negli Anni ’70, si intuisce, pertanto, il crescente ruolo aerodinamico delle fiancate: ecco, allora, che le pance (anche quelle non preposte ad accogliere radiatori, bensì solo altre componenti, quali, ad esempio, i serbatoi del carburante) iniziano ad essere modellate secondo logiche (spesso empiriche, intuitive ma ineccepibili) ed esigenze aerodinamiche. Esse debbono opporre una ridotta resistenza all’avanzamento (in tal senso, determinanti risulteranno tanto l’aerodinamica e la fluidodinamica esterna quanto interna del cosiddetto tunnel radiatori) e, al contempo, realizzare deportanza. Come noto, sposare le due esigenze — agli antipodi — non è mai facile.
La Ferrari 312 B3 “Spazzaneve” — modernissima monoposto laboratorio mai scesa in gara — e la March 731 del 1973, ad esempio, sfoggiano moderne configurazioni di fiancate in grado di assecondare tanto esigenze funzionali quanto aerodinamiche.
La “Spazzaneve” lo fa con pance al cui interno vengono alloggiati, in posizione assai avanzata, i radiatori di raffreddamento motore (questi ricevono aria attraverso le NACA ricavate sul muso); a valle di essi, è presente un vistoso effusore preposto all’estrazione dell’aria calda. I concetti lanciati e sperimentati da Mauro Forghieri con la “Spazzaneve” verranno ripresi ed ulteriormente sviluppati sulle successive monoposto di Maranello: 312B3-74 (1974), 312T (1975), 312T2 (1976-1977), 312T3 (1978), 312T4 (1979), 312T5 (1980). Fiancate, dunque, preposte alla ricerca della deportanza mediante un attento disegno della carrozzeria ed una maggior impronta a terra (soluzione ereditata dalle vetture Sport-Prototipo) e ad accogliere masse radianti, effusori e persino condotti di aspirazione che portano aria al celeberrimo 12 cilindri di 180° (312T3, T4 e T5).
La vettura inglese disegnata da Robin Herd, invece, presenta pance prive di radiatori (annegati all’interno delle pance trovano posto i serbatoi della benzina; il radiatore del liquido di raffreddamento è collocato, secondo una diffusa impostazione di quegli anni, all’interno del largo muso) ma larghe, squadrate e dotate di profilo estrattivo a valle delle ruote anteriori, atto ad estrarre all’esterno della pance stesse l’aria proveniente dall’area frontale. Una finezza degna delle più moderne auto da competizione.
Dalla prima metà degli Anni ’70, le fiancate delle monoposto di F1 iniziano sempre più a diventare parte integrante e vitale della vettura stessa. Esse non si limitano più ad inglobare al proprio interno solo dei semplici radiatori ma, invero, ricoprono molteplici ruoli, tanto diversificati quanto determinanti. Aerodinamica esterna ed interna, dicevamo: le fiancate si allargano aumentando, così, l’impronta a terra di un fondo vettura ancora non perfettamente definito, carenato ed idoneo alla realizzazione di effetto suolo e, al contempo, iniziano ad assolvere il compito di “estrazione” e smaltimento dell’aria calda proveniente dal tunnel radiatori tramite effusori sempre più efficienti.
L’avvento delle monoposto ad effetto suolo (siamo tra la fine degli Anni ’70 ed il 1982) modifica ulteriormente il disegno delle pance. Esse, allo scopo di far spazio ai lunghi tunnel Venturi sottostanti, vengono, nella maggior parte dei casi, allungate sino a valle delle ruote anteriori e sigillate mediante minigonne (mobili o fisse). La funzione aerodinamica delle fiancate diventa sempre più palese e preponderante. Agli albori delle wing-car, le fiancate delle F1 presentano le forme più bizzarre, alla ricerca del miglior compromesso in fatto di alloggiamento degli organi meccanici ed aerodinamica. Le esigenze legate all’effetto suolo, ad ogni modo, portano i tecnici progettisti alla adozione di pance lunghe sino al 1982.
Nel 1983, all’indomani della abolizione delle wing-car, alcune vetture tornano a presentare fiancate estremamente corte, funzionali solo all’alloggiamento dei radiatori ed altri importanti organi meccanici. Alle vetture a pance corte si contrappongono monoposto a pance lunghe; tra esse, la celebre McLaren Mp4/1C progettata da John Barnard, la prima compiuta vettura di F1 a presentare la rastremazione a “Coca Cola” a valle delle fiancate, configurazione che ha offerto evidenti benefici aerodinamici e che ritroviamo, sebbene in forma embrionale, sin dalla Shadow DN1 del 1973-1974, disegnata da Tony Southgate e Dave Wass.
Le esigenze legate al cosiddetto “packaging” e allo smaltimento del calore proveniente dal tunnel radiatori diventano sempre più pressanti. Ma non è tutto. L’abolizione delle minigonne — elementi mobili o fissi che sigillavano fisicamente il fondo, così da amplificare la depressione qui esistente — costringono i progettisti ad escogitare altre soluzioni intese a recuperare la deportanza perduta. Alla riduzione della altezza da terra delle vetture — in tal modo, la sezione di passaggio dell’aria tra suolo e fondo viene ristretta drasticamente così da “contenere” i flussi esterni richiamati dalla depressione esistente tra suolo e fondo — si accompagna un sempre più attento studio degli spigoli (più o meno vivi o arrotondati) del fondo in corrispondenza delle pance ed prossimità del suolo. Lo studio dei coefficienti di efflusso porterà alla nascita della rivoluzionaria Ferrari F92A del 1992, monoposto progettata da Jean-Claude Migeot e Steve Nichols la quale estremizza questo concetto dando vita ad autentiche “minigonne aerodinamiche” (questo effetto si deve alla presenza del cosiddetto “doppio fondo”). Le pance, inoltre, sono caratterizzate da una bocca a forma ogivale e si presentano staccate rispetto al resto del corpo vettura: una configurazione di chiara derivazione aeronautica finalizzata al controllo dello strato limite. I concetti lanciati dalla F92A — eccezion fatta per la presenza di un autentico “doppio fondo” — verranno ripresi, nel 1996, dalla Ferrari F310 e, nel 2011, dalla Toro Rosso STR6, vettura la quale cerca di riprodurre la filosofia della F92A mediante un profondo incavo tra fiancate e fondo vettura.
Gli incessanti studi attorno ai coefficienti di efflusso e all’area del fondo vettura in corrispondenza delle bocche di raffreddamento ed in prossimità del suolo porteranno alle odierne “pance scavate”. Una configurazione che, oltre a mettere a dura prova il “packaging” delle numerose componenti alloggiate nelle fiancate e lo smaltimento del calore del tunnel radiatori, consente rastremazioni a “Coca Cola” particolarmente accentuate ed estreme. Le fiancate, pertanto, si presentano assai snelle, strette e rastremate; al contempo, lo Step Plane (il fondo rialzato rispetto al Reference Plane) rimane particolarmente esposto (andando a formare il cosiddetto “marciapiede”) e, dunque, soggetto ad ulteriori interventi di aerodinamica (fenditure, generatori di vortici, bandelle, ecc.). Già nel 1994, però, la Minardi M194 (curata da Aldo Costa e Gustav Brunner) presenta pance leggermente scavate nella zona inferiore. Tutto il perimetro inferiore delle fiancate (dalla presa d’aria sino alla rastremazione a “Coca Cola”), infatti, è caratterizzato da una rientranza in corrispondenza del fondo. Questo incavo realizza un piccolo “marciapiede”; una soluzione che, in forma meno accentuata, ritroviamo nel 1995 sulla Forti FG01-95. Una soluzione, quella lanciata dalla Minardi, antesignana delle odierne pance “scavate” e che verrà compiutamente ripresa e sviluppata solo a partire dai primi anni 2000. In questo senso, la Ferrari F2003-GA costituisce il primo vero esempio di monoposto di F1 provvista di pance “scavate” e di rastremazione che investe tutto il perimetro esterno ed inferiore delle fiancate, dalle prese d’aria sino alla “Coca Cola”.
Febbraio 2003
PH Mazzi Flavio
Dici fiancate e pensi alle appendici aerodinamiche, quelle appendici che da monte sino a valle delle fiancate hanno conferito e ancora conferiscono complessità a strutture dal rilevante ruolo aerodinamico. Deviatori di flusso a monte e a valle delle fiancate iniziano ad apparire sulle vetture di F1 sin dalla seconda metà degli Anni ’80. Emblematico, a riguardo, il caso della Zakspeed 861 (1986-1987), monoposto nata sotto la direzione tecnica di Paul Brown. La accattivante vettura tedesca presenta deviatori di flusso (la sezione dei deviatori — a profilo alare — fa sì che il flusso venga accelerato in corrispondenza delle superfici rivolte verso l’interno della vettura) posizionati a valle delle ruote anteriori (quindi a monte delle prese d’aria di raffreddamento) e a valle delle fiancate, in corrispondenza della rastremazione a “Coca Cola”. I deviatori di flusso, come sappiamo, aiutano ad indirizzare, incanalare, accelerare il flusso a piacimento. La zona delle pance si rileva, in tal senso, vitale: una corretta aerodinamica delle fiancate, infatti, apporta benefici al funzionamento del tunnel radiatori (diffusione esterna ed interna, smaltimento del calore), alla riduzione del drag e alla realizzazione della deportanza.
Alla fine degli Anni ’80, le pance ricoprono essenzialmente il ruolo di tunnel radiatori. A configurazioni particolarmente ricercate nella aerodinamica esterna ed interna e nello smaltimento del calore attraverso effusori e sfoghi di ogni forma e dimensione, si contrappongono impostazioni estremamente semplici e funzionali. Citiamo, ad esempio, la Rial ARC1 (1988), caratterizzata da pance di dimensioni assai ridotte tanto in lunghezza quanto in altezza, spioventi verso le ruote posteriori e prive di rastremazione a “Coca Cola”, la Arrows A11 (1989-1990) e la Life L190 (1990), anch’esse contraddistinte da pance molto compatte e funzionali. Contraltari delle fiancate delle monoposto appena citate, quelle delle Ferrari 640 e 641 (1989-1990); queste due originali monoposto, infatti, presentano lunghe e tondeggianti fiancate particolarmente studiate dal punto di vista della fluidodinamica esterna ed interna e dotate di rastremazioni a “Coca Cola” assai generose. La Ferrari 642 (1991) riprende i concetti delle sue genitrici ma squadrando le pance nella porzione centrale.
Nel 1991, frattanto, appare la Lamborghini 291, monoposto iconica e, ancora oggi, ritenuta tra le più belle ed accattivanti monoposto di F1 di tutti i tempi.
La particolarità di questa vettura risiede nella forma delle pance laterali, compatte, spioventi verso l’esterno (la sezione della bocca delle prese d’aria ricorda un triangolo rettangolo) e provviste di generoso effusore dell’aria proveniente dai radiatori. A valle delle pance e della rastremazione, trovano posto i collettori di scarico (i terminali soffiano all’interno del profilo estrattore), molto esposti. Queste pance vengono denominate “regressive” e ricordano, nella forma, le fiancate adottate negli Anni ’70 da vetture quali, ad esempio, le Brabham BT42, BT44, BT44B, BT46A e BT46B, BRM P201 e P201B, Surtees TS19 e TS20. È Adrian Newey a rispolverare e riattualizzare il concetto di pance regressive. Le Red Bull, a partire dalla originale e spartiacque RB5 del 2009, presentano corte fiancate “regressive”, specie a valle dei radiatori, ove la carrozzeria è talmente “all’ingiù”, rastremata ed essenziale da apparire quasi verticale. La Lambo 291, nel corso della sua breve vita, adotterà anche fiancate convenzionali, alte e squadrate.
Nel corso degli Anni ’90, la snellezza dei regolamenti tecnici favorisce diverse interpretazioni. Tra le fiancate più originali ricordiamo quelle sfoggiate dalle Jordan 195 e 196 (1995 e 1996). La 195 presenta pance lunghe e rastremate, ispirate a quelle delle Ferrari del triennio 1989-1991 ma ancor più estremizzate: la bocca delle prese d’aria di raffreddamento altro non è che una sorta di feritoia che si estende verticalmente a “mezza luna”. Lo scopo, evidente, è quello di sviluppare un efficiente tunnel radiatori che, al contempo, offra una scarsa resistenza all’avanzamento. La 196, invece, modifica le pance della 195 con l’aggiunta di una seconda feritoia verticale, arretrata rispetto alla bocca a “mezza luna”. Le prese d’aria a “mezza luna”, ricavate a valle dei bracci di sospensione delle ruote anteriori, portano aria ai radiatori del liquido di raffreddamento motore; le feritoie supplementari, infine, alimentano i radiatori — più piccoli — dell’olio. Degne di menzione anche le originali pance delle Arrows A19 e A20 (1998-1999), corte e caratterizzate da un vistoso effusore a valle dei radiatori in stile monoposto CART.
Tra la metà e la fine degli Anni ’90, sbocciano ulteriori soluzioni che arricchiscono le fiancate di nuovi elementi. I tecnici concentrano la propria attenzione sul fondo alla base delle pance, in corrispondenza e a monte delle prese d’aria di raffreddamento. Vengono aggiunti — il fenomeno interesserà anche e soprattutto le vetture dei primi Anni 2000 — prolungamenti del fondo debitamente sagomati (citiamo la Simtek S951 e la Tyrrell 025) o appendici decisamente più elaborate, come possiamo apprezzare, ad esempio, sulle Benetton B198 e B199, Minardi M198, Jordan 199, EJ10/EJ10B, EJ11, EJ12. EJ13 e EJ14, EJ15, Williams FW22, FW23, FW24, FW25. Anche BAR e Toyota, nei primi Anni 2000, presentano vetture provviste di appendici trasversali a “lama” alla base e a monte delle pance e delle prese d’aria di raffreddamento.
Dai primi anni 2000, le pance iniziano ad accogliere, esternamente e lungo tutta la propria estensione, le più disparate appendici aerodinamiche. Interessanti i generatori di vortice collocati sulle “schiacciate” e “regressive” (almeno nella porzione anteriore) pance della Prost AP02 (1999) e le appendici trasversali poste sì in corrispondenza delle prese d’aria di raffreddamento ma in alto (Jordan EJ14, Toyota TF105, ad esempio), ad anticipare le soluzioni molto in voga negli ultimi anni. Le appendici attorno alle pance proliferano sino al 2008, per poi subire una drastica sfrondatura a partire dal 2009 e sino al 2016. Dal 2017, anno della introduzione dei nuovi regolamenti tecnici, le appendici attorno alle prese d’aria di raffreddamento tornano a modellare in modo deciso le carrozzerie delle F1 in questa delicata area della vettura. Alcune soluzioni riprendono, sviluppandole ulteriormente, concetti già lanciati tra la fine degli Anni ’90 ed il 2008.
I regolamenti tecnici entrati in vigore a partire dal 2009, tuttavia, hanno spento — sotto molti punti di vista — la fantasia progettuale attorno alle fiancate. La forma delle pance si è sempre più standardizzata: l’eliminazione delle appendici a valle delle fiancate e degli effusori dell’aria calda proveniente dal tunnel radiatore (negli ultimi anni della loro esistenza, erano molto in voga effusori a “branchie” ea “ciminiere”; gli effusori a ciminiera erano già presenti a bordo della Ferrari 312B3-74 in corrispondenza del piccolo radiatore coricato obliquamente all’interno delle fiancate) ha sopito la varietà interpretativa attorno a questi importanti elementi della vettura. Anche il divieto di alloggiare i terminali di scarico in corrispondenza delle fiancate (2014) ha contribuito, in negativo, alla standardizzazione delle forme delle fiancate stesse.
Dal 2017, l’area attorno alle prese d’aria di raffreddamento ha assunto — aerodinamicamente parlando — connotati cruciali. Una ortodossa progettazione delle fiancate, ieri come oggi, è in grado di influenzare positivamente l’intera aerodinamica della vettura, specie da e a valle delle fiancate stesse. Tra soluzioni realmente efficaci e rilevanti ed altre alla stregua di meri placebo, il tratto iniziale delle pance laterali delle odierne F1 si è trasformato in un groviglio di appendici, deviatori di flusso e generatori di vortici di ogni sorta. La Ferrari, con la bellissima SF70H del 2017, ha aperto un nuovo corso tecnico, ben presto emulato dagli avversari. Le prese d’aria — e relative appendici a valle e attorno alle bocche di raffreddamento — della SF70H, infatti, hanno fatto scuola ed oggi gran parte dei costruttori si affida ai concetti aerodinamici lanciati dalla monoposto di Maranello. Anche le pance della Sauber C37 e della Red Bull RB14 hanno, dal canto loro, ispirato altri costruttori. Per chi scrive, le fiancate della Sauber/Alfa Romeo C38, della Red Bull RB15 e della Ferrari SF90 (erede della SF70H) costituiscono le tre colonne portanti dell’odierno corso tecnico in fatto di fiancate e prese d’aria di raffreddamento.
Un excursus tecnico-storico nel vasto mondo delle pance, delle fiancate: chi saprà segnare un nuovo corso tecnico, reinterpretando questa cruciale area?