Stavolta abbiamo fatto una chiacchierata con Matteo Lombardi, giovane ingegnere di Scuderia AlphaTauri, CFD Methodology Team Leader all’interno del Dipartimento Aerodynamics. Matteo è arrivato nella nostra squadra nel 2012, dopo un breve stint in Renault F1 e dopo aver completato un Dottorato di Ricerca sul CFD delle barche a vela, in collaborazione col Team di Coppa America Alinghi.

Matteo, ci spieghi meglio di cosa si occupa il team che tu coordini?
Il team si occupa dell’ottimizzazione dell’aerodinamica della vettura che rappresenta uno dei punti principali di performance della moderna Formula 1. Il nostro obiettivo consiste principalmente nello sviluppare nuove geometrie, al fine di migliorare costantemente l’ aerodinamica della vettura. Una volta completata la fase di design al CAD,  l’ingegnere aerodinamico ha due possibilità per validare l’effettiva bontà della soluzione proposta: può chiedere che il pezzo sia testato in galleria del vento oppure effettuarne una simulazione CFD. Il CFD è un programma di simulazione: sta per Computational Fluid Dynamics, sebbene a volta scherzosamente viene anche chiamata Coloured Fluid Dynamics, per vie delle belle immagini colorate che creiamo.

Attraverso l’uso di modelli matematici è possibile modellizzare il flusso aerodinamico attorno alla macchina e quindi predire la performance della nuova geometria.  Il CFD è quindi un tool in continua evoluzione: attraverso modelli sempre più complessi, e cluster di calcolo sempre più potenti, la sua accuratezza ed efficienza è aumentata in maniera esponenziale negli ultimi anni. Nonostante ciò, e probabilmente ancora per molti anni, il CFD non può ancora sostituire completamente l’analisi sperimentale in galleria del vento ed entrambi vanno utilizzati riconoscendone punti di forza e limiti. Il mio Team si occupa di gestire tutto il workflow CFD, cercando di essere sempre on the cutting-edge di questa tecnologia. Simulazioni più accurate e meglio correlate con la pista permettono agli aerodinamici di capire effettivamente i flussi che si sviluppano attorno alla macchina e quindi di essere in condizione di disegnare pezzi che ne aumentino la downforce  minimizzando il drag.

 

Massima downforce, minimo drag: di cosa si tratta?
La downforce è la forza che schiaccia la macchina verso terra: più questa è elevata, maggiore sarà la velocità con cui si potrà affrontare una curva prima di perdere aderenza.
Il drag invece è quella forza che agisce in direzione contraria all’avanzamento: a parità di potenza richiesta dal piede del pedale sull’acceleratore, minore sarà il drag, maggiore sarà l’accelerazione della vettura. L’obiettivo di ogni macchina da corsa è di massimizzare il carico aerodinamico (downforce) e nel contempo minimizzare la resistenza all’avanzamento (drag). È importante quindi conoscere come drag e downforce siano correlate. Infatti, in generale è facile aumentarle entrambe ma nello specifico il nostro lavoro diventa più complesso perché l’obiettivo è appunto quello di aumentare una e diminuire l’altra.

Sebbene i vari circuiti abbiano requisiti aerodinamici diversi -basti pensare a Monaco (massimo carico), oppure a Monza (minimo carico)- la regola aurea generica è sempre valida: massima downforce/minimo drag. Quando una macchina si mette in scia ad un’altra, il suo drag viene ridotto e la macchina che segue riesce a raggiungere una velocità maggiore. Allo stesso tempo però, anche la sua downforce viene ridotta. Per questo è utile mettersi in scia agli avversari in rettilineo ma è difficile rimanervi vicini in curva. Le regole 2022 sono state pensate appunto per limitare questo problema e permettere quindi duelli più ravvicinati.

Come e quanto cambia l’aerodinamica di una Formula 1 con le regole del Mondiale 2022?
Per il prossimo anno, la FIA ha completamente cambiato le regole che determinano la forma aerodinamica della macchina. L’obiettivo è quello di diminuire il più possibile la perdita di carico aerodinamico di una macchina quando questa si trova in scia a un’altra monoposto. Questo permetterebbe alla macchina che segue di poter rimanere (più) vicina alla macchina di fronte anche nelle parti tortuose del circuito, con il risultato di facilitare sorpassi e di dare vita a “battaglie” più serrate.

Per ottenere ciò si è agito in due direzioni:

1) facendo in modo che la scia generata da una monoposto di F1 venga spinta più in alto più velocemente, così da “scavalcare” la macchina che segue, riducendo così la perdita di carico;

2) aumentando la percentuale di carico generato dal fondo della macchina, così da essere meno influenzata dalla scia.

I box regolamentari (ovvero i riferimenti progettuali che ci dà la FIA) sono stati completamente stravolti rispetto agli anni precedenti, quindi ogni Team è praticamente partito da un foglio bianco e sarà molto interessante vedere quali diverse soluzioni siano state pensata da ognuno ai primi test del 2022.

 


Qual è l’aspetto più impegnativo del tuo lavoro? E quello che ti dà maggiori soddisfazioni?
Come ci si può aspettare in un Team di F1 il ritmo di lavoro è molto serrato e le scadenze molto ravvicinate: sicuramente molto più che in normali aziende automotive o aeronautiche. A parte le tempistiche, la maggiore sfida del mio gruppo è riuscire a migliorare sempre di più la correlazione dei modelli CFD con i risultati di galleria e di pista. Per raggiungere l’obiettivo bisogna aver ben chiare le limitazioni e l’approssimazione sia della galleria del vento che della pista.

La galleria del vento è un modello in scala, con deformazioni strutturali diverse dalla realtà, in particolare delle ruote. Inoltre e non possono essere simulate le condizioni di curva. D’altro canto però, ha il vantaggio di essere un ambiente di test ripetibile e controllato. In pista invece può essere misurato solo un numero limitato di informazioni, spesso affette da non trascurabili errori di misura. Il CFD infine si basa su una modellazione semplificata della realtà, sia da un punto di vista puramente geometrico (basti pensare a quelle deformazioni dei vari elementi che non possono essere riprodotte esattamente) che matematico, come la modellazione della turbolenza. Viene quindi svolto un continuo lavoro di ricerca e sviluppo per cercare di ottimizzare sempre di più questo strumento. Sapere che ogni miglioramento apportato contribuisce allo sviluppo aerodinamico della vettura e quindi al miglioramento dei risultati in pista: questa è la nostra più grande soddisfazione.


Ci racconti una giornata tipo del tuo gruppo di lavoro?
Le mie giornate possono essere piuttosto diverse fra loro, ma sicuramente comprendono sempre questi tre elementi:

  • una chiacchierata veloce con i vari membri del gruppo per aggiornarci sugli avanzamenti dei vari progetti e per discutere di eventuali criticità o direzioni da intraprendere;
  • lettura delle varie e-mail per sapere cosa succede nel resto della scuderia;
  • sviluppo dei progetti assegnati.

Abbiamo una serie di meeting settimanali in cui facciamo delle pianificazioni sui vari obiettivi e progetti, ma devo ammettere che spesso riceviamo richieste urgenti dell’ultimo minuto ed è quindi importante essere flessibili e cercare di dare le giuste priorità a tutto.


Sappiamo che sei uno dei giocatori più assidui delle partite di calcio a 5 in azienda e che sei anche un motociclista: quant’è importante il team building e la condivisione delle proprie passioni con i tuoi colleghi?

Uno dei grandi vantaggi di lavorare in Scuderia AlphaTauri è quello di essere circondati da un ambiente di lavoro giovane e appassionato. Oltre al livello tecnico molto elevato, spesso condividiamo gli hobby e passioni, sovente legati al motorsport. C’è un bel gruppo di motociclisti con cui spesso e volentieri si gira sui bellissimi passi tra l’Emilia-Romagna e la Toscana e almeno una volta all’anno c’è la gara di go-kart aziendale. Sfortunatamente abbiamo un po’ di ex-piloti di go-kart tra di noi, quindi il podio è irraggiungibile, però nel mid-field c’è una bella bagarre, anche perché siamo tutti molto competitivi. Questo si vede anche nel calcetto aziendale, dove sebbene il livello non sia certo altissimo, l’agonismo non manca mai. Tutte queste attività aiutano molto sia a conoscere colleghi magari non direttamente legati al proprio ruolo in azienda, sia a creare un ambiente di lavoro più piacevole e a rafforzare il senso di appartenenza al team.