Ferrari e il fluttering della nuova ala anteriore

La nuova ala anteriore della Ferrari introdotta lo scorso GP in Corea, ma effettivamente prototipo per il 2012, ha fatto scintille in India. Non tanto perché ha fatto balzare Massa in testa nelle libere del venerdì, cosa che non accadeva da 2 anni e mezzo, quanto per lo strisciamento a terra delle sue paratie laterali.

Veniamo alla causa delle scintille. Vi proponiamo un breve filmato relativo alle prove libere del Gran Premio indiano per far concentrar la vostra attenzione sulle forti vibrazioni dell’ala anteriore di Felipe Massa. A quelle velocità le vibrazioni sono notevoli su una monoposto di F1, ma non capita spesso – come in questo caso – che le paratie laterali arrivino a toccare l’asfalto. In questo caso si parla di flutter.

Il flutter è il nome di un fenomeno aeroelastico, che prevede l’auto-eccitazione di un sistema strutturale. Questo, a causa del moto, estrae energia dal flusso che lo lambisce.

In questo video si può notare come le vibrazioni aumentino notevolmente quando Massa inizia il tratto in discesa per poi arrestarsi quando la Ferrari inizia a frenare. Sfidiamo a contare i movimenti dell’ala in questi 3 secondi di flutter, qualcosa di impressionante.

Si potrebbe pensare ad un effetto dovuto a delle sconnessioni presenti sulla pista ma, per regolamento, l’ala deve essere a circa 75 millimetri da terra quando l’auto è ferma, è facile immaginare quanto importante fosse la deflessione.  Il vantaggio aerodinamico derivante da questo movimento, che creerebbe un effetto suolo sigillando le paratie laterali all’asfalto, è difficile da quantificare in termini di deportanza. Quello che “spaventa” è l’eccessiva flessibilità dell’alettone.

Con un piccolo esempio, potrete capire cosa è successo fisicamente: credo che sia capitato a tutti voi di affrontare un dosso abbastanza pronunciato ad una velocità non proprio da centro abitato. Ebbene, avrete sicuramente avvertito la sensazione di sentirvi leggermente sollevati dal sedile per poi “atterrare” di nuovo su di esso non appena completato il cambio di pendenza.

Nel caso del video in esame, avviene più o meno la stessa cosa: l’ala vibra già abbastanza per via della velocità e del carico aerodinamico, il cambio di pendenza dovuto al saliscendi provoca una leggera perdita di carico nel tratto in salita che si riacquista istantaneamente non appena l’avantreno della vettura punta in giù. L’alettone subisce una sorta di “botta” verso il basso che non provoca un effetto uniforme dato che l’alettone vibra e quindi una semi-ala si trova più in alto dell’altra. A questo punto, essendo l’ala un pezzo unico, il carico si trasferisce da una paratia all’altra in modo ondulatorio, passando per la parte centrale dell’alettone che è fissata al corpo vettura. Questo movimento risonante da un lato all’altro dall’ala, aumenta sempre più in frequenza e ampiezza fino a quando l’ala colpisce l’asfalto.

All’inizio degli anni 80 in F1 la fibra di carbonio era stata presentata per le sue grandi caratteristiche di rigidità e di resistenza all’impatto, mentre ora pare che gli studi sono volti alla ricerca di metodologie per generare flessioni utili alle prestazioni aerodinamiche. Tutto ciò è possibile, perché la fibra di carbonio può rispondere a diverse esigenze strutturali a seconda del lay-up che viene adottato per la sua costruzione: si sceglie il preciso ordine, la corretta disposizione e la relativa orientazione degli strati di carbonio quando si va a realizzare il laminato.

Chiaramente non è nuovo questo fenomeno: basti ricordare le ali anteriori della Red Bull che superarono un doppio test di flessione della FIA 2010, come anche quest’ala Ferrari. Tutto in regola quindi.
Proprio questo ricordo, però, offre una maliziosa interpretazione. La stampa tedesca dice infatti che a Monza, lo scorso settembre, la Red Bull ha ricevuto indietro la monoposto incidentata di Mark Webber con dei pezzi mancanti ed in questa lista figura l’intera ala anteriore. Che non sia finita proprio a Maranello?