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Non si sorpassa più

Se ne parla da un sacco di tempo, anche se non è una prerogativa esclusiva di questi tempi. Il problema è che, come spesso accade, siamo noi che non ce lo ricordiamo più. Comunque è un dato di fatto che in F1 ci sono pochi sorpassi. Anche nell’ultima edizione del Mondiale ne abbiamo avuto numerose dimostrazioni. Ne ricordo una in particolare, a Silverstone, quando, nei primi giri, le due Mercedes non sono mai riuscite nemmeno a tentare un attacco alle due Williams battistrada. Nonostante la loro ben nota superiorità, peraltro ribadita solo qualche giro dopo nella stessa gara, una volta effettuato il sorpasso nei “pit-stop”. Come si suol dire, “hanno salutato tutti e se ne sono andate”.

Prima di provare a capire quali sono le cause di questo fenomeno, andiamo però a verificare il numero medio di sorpassi avvenuti in ogni GP in un’intera stagione, certificando così che stiamo parlando di un fenomeno veramente esistente. E non di una fantasia.
Questa statistica (pubblicata su cliptheapex.com) considera solo i sorpassi “veri”, cioè quelli avvenuti in pista, non certo quelli avvenuti “in pit lane”. Così come esclude i superamenti di vetture colpite da problemi tecnici. E infine limita l’analisi alle sole gare su asciutto, perché sappiamo bene quanto sul bagnato queste eventualità possano essere più aleatorie.
Bene, se guardiamo l’andamento dei sorpassi per gara negli ultimi 35 anni di Mondiale, notiamo nella prima parte del grafico un trend inesorabilmente decrescente. Fino a stabilizzarsi intorno ai 12 sorpassi medi per gara, che sono rimasti più o meno costantemente tali per quasi una quindicina d’anni.

F1-sorpassi

Poi notiamo l’impennata del 2011 conseguente alla variazione regolamentare che ha introdotto l’uso del DRS come “jolly” che può giocarsi chi insegue, proprio per facilitare i sorpassi. E a vedere i numeri è evidente che l’obiettivo è stato raggiunto, essendo saltati immediatamente a 59 sorpassi medi a GP. Tuttavia si nota bene come il record del 2011 non sia mai più stato nemmeno avvicinato nelle stagioni successive. E che da allora sia in corso un crollo dei sorpassi reso ancor più evidente dopo la rivoluzione regolamentare dell’anno scorso con l’introduzione delle power-unit ibride e la variazione dimensionale degli alettoni. Nell’ultima edizione del Mondiale appena conclusa i sorpassi medi sono scesi a 30 per gara. E il trend sembra dunque andare rapidamente a riposizionarsi a quei valori che avevamo avuto per quindici anni.

Dunque, il problema esiste. Ma quali sono le ragioni?
Principalmente le ragioni sono due. La sempre crescente influenza dell’aerodinamica sulle vetture di F1 che ha, in un certo senso, “appiattito” le capacità di sorpassare. E poi il sempre crescente numero di circuiti “poco predisposti” a facilitare i sorpassi.
Anche perché… quando avviene un sorpasso? Genericamente verso fine rettilineo, quando le prestazioni della vettura che insegue sono palesemente superiori a chi precede. Oppure quando il pilota che insegue sorprende il battistrada inventando una manovra eccezionale, come per esempio una staccata decisa “oltre il limite”, compatibilmente con le caratteristiche del tracciato. Ormai sono anni che non si sorpassa più in curva…

F1-Flussi-aria

Nella figura seguente, è illustrata in modo molto chiaro la qualità del flusso che investe una vettura che viaggia da sola, rispetto a quello che invece la colpisce quando insegue. Aria pulita e aria sporca. Turbolenze. Che ovviamente aumentano man mano che la vettura tende ad avvicinarsi a quella che la precede. Ma che i piloti dicono che iniziano a sentirsi già più di 100 metri prima.
Che effetto danno queste turbolenze sulle caratteristiche aerodinamiche della vettura?
Essenzialmente va detto che l’ala anteriore di chi insegue non lavora più nelle condizioni di flusso ottimale per cui è stata progettata. E siccome quest’ala, oltre a dare carico all’avantreno, condiziona in modo pesante il convogliamento dei flussi verso il corpo vettura ed il retrotreno, è chiaro che l’impatto sulle caratteristiche aerodinamiche globali della vettura può diventare notevole.

Nella stessa figura sono riportate anche le mappature di pressione calcolate con il codice SimScale, sia per una vettura che viaggia da sola, che per due vetture che si inseguono. Si nota piuttosto bene come le zone di pressione della vettura che segue siano decisamente più contenute, come dimensioni e come entità, rispetto alla condizione “normale” della vettura che corre in aria libera. Ciò sta a significare che la deportanza globale della vettura che segue è decisamente inferiore alle condizioni standard. E, come si nota bene, questo peggioramento è maggiore sull’avantreno, spostando quindi il bilancio aerodinamico verso il posteriore e producendo effetti negativi sulla guidabilità. Ovvero si genera sottosterzo.
Quindi, in sintesi, man mano che si avvicina, la vettura che insegue vede variare sempre più sostanzialmente la sua guidabilità. E di fatto, non può più percorrere le curve con la stessa efficacia di quando correva in aria libera. E quindi vede pregiudicate anche le possibilità di “lancio” nel rettilineo seguente, alla fine del quale avrebbe potuto giocarsi le chance di sorpasso. Nonostante quindi le regole sportive dopo il 2011 consentano a chi segue di giocarsi anche il jolly del DRS, ovvero di guadagnare ulteriormente in termini di resistenza, le capacità di sorpasso sono ampiamente compromesse dalla penalizzazione aerodinamica.

Ma perché l’ala anteriore conta così tanto? E soprattutto, è sempre stato così?
Se scorriamo l’evoluzione tecnica delle vetture negli anni, notiamo che proprio l’ala anteriore è stata oggetto delle maggiori variazioni di forma, anche grazie a notevoli concessioni regolamentari. Nella figura seguente ho riportato a titolo esemplificativo quattro esempi di alettoni anteriori, dal 1985 a oggi. Passiamo dalla lineare semplicità della McLaren dell’85 all’estremizzazione di flap, deviatori e soffiaggi della Mercedes attuale. Nel corso degli anni l’impiego dei codici di aerodinamica computazionale ha infatti impresso un’accelerazione impressionante allo sviluppo e soprattutto ha concentrato l’attenzione sulla micro-ottimizzazione locale (e teorica) dei flussi e dei coefficienti di pressione.

F1-evoluzione-ala-anteriore

Le ali anteriori, così come altre appendici intorno alla vettura, sono dunque diventate estremamente complicate con l’aggiunta infinita di elementi e curvature. Complicate e influenti. Siccome però la micro-ottimizzazione definita a calcolo ha la sua efficacia massima per flussi “regolari” e non turbolenti come quelli che si incontrano avvicinandosi ad un’altra vettura, ecco che una variazione delle condizioni di “lavoro” dell’ala crea conseguenze notevoli sul bilancio aerodinamico e quindi sulla guidabilità della vettura. In sintesi, dunque, le ali (e le vetture) di oggi sono molto più sensibili alle variazioni di flusso d’aria.

Ecco dunque spiegato il trend progressivamente negativo della curva dei sorpassi dall’inizio degli anni ’80 (quando l’aerodinamica era ancora una scienza occulta…) fino a metà degli anni ’90. Ed ecco anche motivato il nuovo calo degli ultimi anni, indipendente dall’introduzione del DRS che ha di fatto “drogato” il sistema senza peraltro stabilizzarlo su un maggiore livello di sorpassi.
Quindi…. giusto per mettere in piedi una prima idea, a conclusione di questo ragionamento… e se invece di imporre forme e dimensioni del musetto o proporre modifiche regolamentari fantasiose per incrementare le prestazioni, nel prossimo futuro si limitassero (in dimensione, ma soprattutto numero) i profili che compongono l’alettone anteriore? Si limiterebbe l’importanza di questo componente e, presumibilmente, la sensibilità alle turbolenze, concedendo quindi maggiori capacità di sorpasso. E di spettacolo. O no?

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