Formula 1, i segreti dell’S-Duct Mercedes

Nel 2016 solo alcuni team come Mercedes, Force India, McLaren e Toro Rosso hanno scelto di utilizzare l’S-Duct, le altre scuderie hanno preferito, almeno per il momento, di concentrarsi in altre aree e su altre soluzioni. Cerchiamo di capire meglio le ragioni di questa scelta tecnica e i regolamenti relativi al muso che non sono rimasti invariati alla passata stagione grazie anche all’aiuto dell’amico e collega Luca Stefanini di F1Sport.it che mi aiutato alla stesura di questo post esplicativo.

L’antesignano dell’S-Duct è comparso la prima volta sulla Ferrari nella stagione 2008. Gli ingegneri di Maranello avevano creato un passaggio di aria fra la parte inferiore e quella superiore del musetto in modo da evitare il distacco dello strato limite e migliorarne quindi lo scorrimento nella zona inferiore del musetto.

La Federazione successivamente aveva vietato queste soluzioni tecniche inserendo nel regolamento tecnico l’art.3.7.8. che vieta canalizzazioni verticali all’interno del musetto ma consentendole soltanto entro 150 mm dall’asse delle ruote anteriori. Questo ha portato agli odierni S-Duct che, infatti sono un condotto a “S” che unisce la parte inferiore con quella superiore del muso mediate una canalizzazione che si sviluppa in verticale all’interno dei 150mm indicati.

Questa soluzione è utilizzata per evitare la rottura dello strato limite che scorre lungo la superficie inferiore del musetto e quindi si evita il distacco della vena fluida dal muso dal sotto scocca. Questo distaccamento infatti, provocherebbe una perdita improvvisa di carico e conseguentemente una perdita di prestazioni, mentre con l’utilizzo dell’S-Duct, il flusso rimane aderente alla superficie e scorrendo in modo lineare rimane efficiente dal punto di vista aerodinamico. Bisogna considerare che questa soluzione non porti da sola un miglioramento significativo delle prestazioni, ma deve essere nel complesso funzionale e globale della vettura. Infatti, la parte aerodinamicamente più importante di una F1 è il fondo e il diffusore, che in pratica è un’enorme alettone in grado di generare tantissimo carico aerodinamico. L’S-Duct mantenendo puliti i flussi dell’aria nella parte bassa del muso consente che questi arrivino più puliti al diffusore e che quest’ultimo riesca a lavorare meglio portando ad un incremento di carico e a un vantaggio significativo di prestazioni.

Visti i grossi vantaggi che questo sistema può portare all’aerodinamica della vettura sembrerebbe da stupidi non dotarsi di un S-Duct, ma le restrizioni imposte dalla Fia limitano molto i vantaggi di questa soluzione e molte squadre hanno preferito concentrare i propri sforzi in altre aree della vettura.

Sia Mercedes che Toro Rosso però sono riuscite ad aprire delle feritoie molto più avanti rispetto alla linea concessa dai regolamenti, in punti dove si possono ottenere maggiori effetti aerodinamici. Sono riuscite a fare questo aggirando il regolamento tecnico sfruttando lo stesso baco regolamentare usato da Force India per avere le feritoie sul muso. Difatti come nel caso dei fori sul musetto della Force India anche le canalizzazioni (fuori dai 150mm consentiti) da una vista in “pianta” non sono visibili non essendoci “luce”. Per essere più semplici guardando verticalmente la vettura il foro sul piano di riferimento non si riesce a vedere.  Inoltre la Mercedes ha scelto di far scorrere l’aria all’interno del musetto (fuori dal telaio) in modo da raggiungere in modo quasi lineare l’area dei 150mm e da quel punto dar vita a una specie di rampa anziché un condotto a forma di “S” per risalire fino al punto d’uscita dell’aria sopra il telaio. L’idea innovativa delle frecce d’argento è quella di addolcire la risalita della canalizzazione (vedi condotti gialli nel disegno) massimizzando in questo modo l’effetto di estrazione e ottenendo pertanto maggiori effetti aerodinamici. Utilizzando questo escamotage, la Mercedes non ha dovuto creare una “S” per richiamare il fluido all’interno della canalizzazione ma una due “rampe” che rendono questa soluzione è molto più efficiente. Nel disegno sono visibili i fori di passaggio dei due condotti presenti sul muso e sul telaio che vanno ad accoppiarsi creando due condotti continui fino all’out-flow superiore.

La Toro Rosso ha una soluzione simile a Mercedes ma ha una presa d’aria laterale di tipo Naca (presa d’aria di derivazione aeronautica che genera bassa resistenza aerodinamica). Questa feritoia è posta in posizione più avanzata dei famosi 150 mm e permette di intercettare prima il flusso d’aria. Sia Mclaren che Force India invece non hanno aggirato il regolamento e hanno un S-Duct molto più convenzionale, rimanendo con la bocca del condotto all’interno dei 150mm del regolamento. Questa scelta, tuttavia, come abbiamo detto, non sembra essere quella soluzione che da sola possa trasformare una monoposto in una monoposto vincente. Ha sicuramente dei vantaggi ma anche dei costi e delle complicazioni che possano risultare negative e controproducenti ,tanto che ad esempio la Red Bull che aveva investito molto in questa tecnologia ha abbandonato l’S-Duct proprio perché la limitazione regolamentare dei 150 mm non permetteva vantaggi significativi. Ora che Mercedes e Toro Rosso però hanno aggirato l’art.3.7.8. bisognerà vedere se qualcuno magari ci ripensi.