ESAMI 2011 DISEGNO DI CARROZZERIA – Ancora una proposta degli studenti di Ingegneria del Veicolo di Modena per la futura hypercar Ferrari: la F150 Stradale, davvero originale ed interessante!

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FACOLTÀ DI INGEGNERIA “ENZO FERRARI” CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN INGEGNERIA DEL VEICOLO
CORSO DI “DISEGNO DI CARROZZERIA E COMPONENTI”
DOCENTE
Prof. Fabrizio FERRARI
STUDENTI
Agnese MALPIGHI, Dario RUBINO, Federico PEDERZOLI, Francesco PORTA
ANNO ACCADEMICO 2010-2011

INTRODUZIONE

Dopo mesi di lavoro, si presentano nelle seguenti pagine le scelte tecniche e stilistiche
effettuate nella realizzazione (in scala 1:5) di una carrozzeria Ferrari F1 stradale.

La vettura è stata disegnata sulla piattaforma comune della Maserati MC12 e della Ferrari
Enzo ed è equipaggiata da un motore posteriore centrale.

Ad inizio lavori ci è stato affidato il compito di realizzare una carrozzeria Ferrari seguendo un
concept “Formula1 stradale”. Il nostro compito è stato quello di disegnare, secondo la nostra
fantasia, una nuova vettura nel rispetto attento della normativa vigente e dei vincoli imposti
dal telaio assegnato.

Si precisa che il progetto è stato realizzato interamente a mano con squadre, curvilineo e
quant’altro o come molti definirebbero “alla vecchia maniera”. È noto, infatti, che con
l’avvento dei software CAD è stato, per così dire, accantonato il disegno tradizionale il quale
però, come suggerito anche dall’ ing. Forghieri, permette di evidenziare incompatibilità
geometriche e di produzione ignorate anche dal più potente software.

Questo studio ha stimolato l’intero gruppo in un’attività nuova permettendo di misurarci
reciprocamente nei nostri limiti e abilità. Il massimo impegno di ognuno di noi ha prodotto il
seguente risultato che ci auguriamo possa essere di Vostro gradimento.

1 CENNI STORICI

La Maserati MC12 (acronimo di Maserati Corse 12 cilindri) nasce come vettura da
competizione per partecipare al campionato FIA GT. L’auto per poter ottenere
l’omologazione regolare è stata prodotta in 25 esemplari nel primo anno (2004) ed altrettanti
nell’anno successivo (costo medio 720.000 €).

Il telaio della MC12 è realizzato in materiali compositi ad alte prestazioni, fibre di carbonio e
nomex a nido d’ape, arricchito da una struttura in alluminio presente sia all’anteriore che al
posteriore.

Come già accennato l’MC12 ha un motore posteriore a V di 12 cilindri di famiglia Ferrari
(come ci è stato confermato durante la visita allo stabilimento Maserati in data 18/05/2011).

La F150 Stradale nasce sullo stesso telaio della suddetta Maserati, ad opera di un gruppo tutto
italiano riunito per celebrare, con un grande marchio, come quello della più nota casa di
Maranello, i 150 anni dell’ Unità d’ Italia.

La vettura è un’evoluzione stradale della monoposto 2010/2011 da cui eredita un tocco
sportivo e deciso che convive con un comfort ed una guidabilità tutta stradale. La F150
Stradale, infatti, richiama il look della nuova F1 di casa Ferrari all’anteriore mostrando
fieramente un muso pronunciato nei tratti caratteristici della vettura sportiva, due alettoni, un
musetto lungo ed affusolato, snorkel a vista in cima al tettuccio ed al posteriore montando un
evidente alettone mobile. Allo stesso tempo questa biposto è dotata di alcuni optional, ormai
irrinunciabili, quali computer di bordo e navigatore, comandi al volante ed interni in pelle
personalizzabili in ogni particolare (più di 2000 combinazioni disponibili tra colori e
materiali differenti). La F150 Stradale vanta un marchio autentico di italianità essendo
interamente progettata, prodotta e costruita in Italia.

2 ORGANIZZAZIONE DEL LAVORO

L’organizzazione di un lavoro così complesso parte da un numero di vincoli e informazioni
che sembrano allo stesso tempo poche e troppe. Il fatto di dovere creare una carrozzeria su un
telaio preesistente, rispettando i vincoli di una normativa dettagliata (pena la non
omologazione dell’autoveicolo) e seguendo un family feeling così apprezzato come quello
della Ferrari ha creato in un primo momento un senso di smarrimento. Seguendo i consigli di
chi è più esperto ed un senso logico a noi congeniale siamo arrivati ad un risultato,
concedendoci il vezzo di correggerci fino all’ultima linea tracciata.

La logica seguita è presentata di seguito:

– Attento studio del telaio assegnato: in questa fase sono state analizzate la vista laterale e
la pianta del telaio della MC12. In questo modo è stato possibile renderci conto dei punti
fissi e non modificabili del telaio e dell’errato posizionamento di Oscar. Così come si
presentava l’abitacolo infatti, il manichino regolamentare avrebbe trovato difficoltà sia
nell’ingresso all’automobile che nell’uscita trovandosi alla guida in una posizione
eccessivamente reclinata. A tale scopo è stato traslato il montante A, parallelamente a se
stesso, di 20 mm in avanti (verso l’assale anteriore) ed è stato riposizionato il manichino
Oscar, come verrà mostrato più avanti.

– Disegno su carta centimetrata (2000×700 mm) di alcuni punti fissi: l’analisi di
dettaglio del telaio ha permesso di tracciare, sul nostro foglio ancora spoglio, alcuni punti
delimitanti volumi invalicabili con parti di carrozzeria tra cui: blocco motore, airbox,
radiatori anteriori e posteriori, fine della trasmissione e pneumatici.
– Definizione dell’altezza minima da terra: essendo la F150 Stradale una vettura stradale
ma con marcate pretese sportive, si è deciso di porre il fondo vettura ad un altezza da terra
pari a 125 mm. La scelta è stata fatta nel rispetto della regolamentazione che impone che
l’altezza minima da terra sia superiore a 120 mm; allo stesso tempo si è voluto conferire
alla vettura un assetto da macchina da corsa, quasi al limite dell’utilizzo stradale.
– Posizionamento del manichino Oscar sul foglio centimetrato
a) Disegnato il fondo vettura, si è stabilito che il manichino Oscar potesse stare ad una
distanza da questo non inferiore ai 65 mm. Questa ed altre considerazioni sugli angoli di
visibilità, longitudinale e trasversale, sull’inclinazione del busto rispetto alla verticale
hanno portato al posizionamento, prima del punto H del manichino, poi della sua
posizione da seduto con le mani sul volante.
b) Tracciamento degli angoli di visibilità: premesso che la normativa impone angoli minimi
di visibilità, rispettati dal nostro pilota, si mostrano le scelte effettuate:

visibilità longitudinale 6.85°

visibilità trasversale destra 52.8°

visibilità trasversale sinistra 26.1°

– Disegno di una prima bozza della carrozzeria: appuntate le parti note della nostra
carrozzeria, note in quanto vincolate, abbiamo proceduto al tracciamento di alcuni
bozzetti, disegnati a mano libera.

Figura 3 – Bozzetto a mano libera

Da queste prime idee, discusse in gruppo, si è partiti a disegnare in carta centimetrata la
parte anteriore della vista laterale sino alla coda. Ultimata la vista laterale si è poi
proceduto a realizzare le altre 3 viste (semipianta, semiprospetto anteriore e semiprospetto
posteriore). A questo punto è opportuno spendere due parole a favore del disegno
manuale, o come è piaciuto definirlo a noi, tradizionale. Il lavoro qui presentato ci ha dato
l’opportunità di toccare con mano una tipica situazione di progettazione, a noi sinora
sconosciuta. Cosa c’è di più facile di sbagliare quando si fa una cosa mai fatta prima? Ce
ne siamo resi ben conto noi tutti in questi mesi. Terminata infatti la vista laterale, ci
sembrava di essere ormai a metà dell’opera, esteticamente apprezzata da tutti, fisicamente
rispettosa dei vincoli imposti dalla normativa, un assetto sportivo e deciso … eppure
l’errore era dietro l’angolo. Solamente realizzando le altre tre viste ci siamo resi conto di
alcune incompatibilità di realizzazione (un esempio per tutti i finestrini laterali) e di
alcune geometrie che ci sembravano in un modo, ma in realtà erano in un altro (ad
esempio il fianco della portiera).

Il passare diverse ore con la matita in mano ci aveva fatto credere di poter creare
qualunque cosa fatto salvi i vincoli già citati in realtà; richiamato all’ordine l’ingegnere
che sta crescendo in noi, abbiamo rivisitato criticamente il nostro progetto.

– Realizzazione di alcune sezioni significative: Quando il lavoro sembrava ormai
completato siamo passati al disegno di alcune sezioni caratteristiche in modo che il
disegno bidimensionale potesse risultare più chiaro e leggibile. Siccome “non si finisce
mai di imparare” il nostro gruppo si è ricorretto sino all’ultimo tratto di matita; anche
questa fase infatti è risultata utile a perfezionare nuovamente alcuni dettagli. Le sezioni
sono state tracciate su un foglio da lucido a partire dalla sagoma della F150 Stradale
scegliendo come passo di discretizzazione 40 mm (200 mm in scala reale).
– Ricalcatura dell’intero progetto su carta da lucido: la fase terminale del lavoro è stata
quella di ricalcatura del disegno, completo delle quattro viste e delle sezioni, su un foglio
lucido ( 1800×790 mm) avendo cura di marcare con tratto pen a punta più o meno fine a
seconda dell’importanza delle linee tracciate.

Il gruppo ha seguito tendenzialmente la scaletta proposta, anche se come già accennato in
precedenza, le numerose modifiche e revisioni del progetto hanno fatto sì che il lavoro sia il
risultato di un processo iterativo fatto di modifiche successive a partire anche solo da una
vista, che ha poi comportato modifiche, di profili e linee, sulle rimanenti. Questo
procedimento in un certo senso imposto dal metodo, unitamente all’occhio critico di ognuno
di noi, ha permesso di effettuare controlli incrociati sulla correttezza della quattro porzioni di
disegno.

Ancora prima di utilizzare matita, gomma e squadre abbiamo ricalcato le quattro viste del
telaio Maserati, completo di blocco motore, trasmissione, radiatori e altri vincoli fissi. Questo
ci ha aiutati a verificare, passo dopo passo, che il nostro disegno rispettasse effettivamente i
vincoli geometrici imposti attraverso la sovrapposizione del lucido del telaio sul nostro
progetto (ad es. dimensione dei radiatori, fine della trasmissione ecc. ).

Il disegno delle quattro viste e delle sezioni è stato affrontato scegliendo una scala 1:5.

La scelta della scala 1:5 oltre a garantire un’adeguata precisione, senza richiedere dimensioni
eccessivamente ingombranti, facilita il calcolo delle quote (aspetto non secondario quando si
a che fare con progetti di questo tipo). Durante il lavoro tuttavia, sono stati realizzati delle
bozze in dimensione ridotta.

3 VINCOLI NORMATIVI E QUOTE FONDAMENTALI

S’intende elencare di seguito alcuni dei vincoli normativi di omologazione seguiti nel corso
del lavoro.

Tipo di vincolo

Normativa

F150 Stradale

GEOMETRIA DELLA VETTURA

Altezza minima da terra del veicolo

120 mm

125 mm

Angolo di attacco

>7°

7.1°

Angolo d’uscita

>7°

17.5°

Prova del pendolo

508 mm

Verificato

Prova di crash (zona deformabile)

200 mm

Verificato

Altezza parte inferiore targa

>300 mm

500 mm

Altezza parte superiore targa

<1200 mm 610 mm Inclinazione targa <5° 0° INDICATORI LUMINOSI ANTERIORE Anabbaglianti Distanza massima dal fuoritutto (larghezza) <400 mm 100 mm Distanza tra i bordi interni dei due fari >600 mm

1640 mm

Altezza minima da terra

500 mm

545 mm

Altezza massima da terra

1200 mm

Verificato

Angolo •

15° alto

10° basso

Verificato

Angolo •

45° esterno

10° interno

Verificato

Abbaglianti

In larghezza devono distare maggiormente dal fuoritutto
rispetto gli anabbaglianti

Verificato

Luci di posizione

Distanza massima dal fuoritutto (larghezza)

<400 mm 200 mm Distanza tra i bordi interni dei due fari >600 mm

1680 mm

Altezza minima da terra

350 mm

420 mm

Altezza massima da terra

1500 mm

Verificato

Angolo •

15° alto

15° basso

Verificato

Angolo •

45° esterno

80° interno

Verificato

Indicatori di direzione

Distanza massima dal fuoritutto (larghezza)

<400 mm 210 mm Distanza tra i bordi interni dei due indicatori >600 mm

1650 mm

Altezza minima da terra

350 mm

535 mm

Altezza massima da terra

1500 mm

Verificato

Angolo •

15° alto

15° basso

Verificato

ZONA LATERALE

Indicatori di direzione

Altezza minima da terra

500 mm

625 mm

Altezza massima da terra

1500 mm

Verificato

Lunghezza massima dal fuoritutto anteriore

1800mm

1430 mm

POSTERIORE

Luci di posizione

Distanza massima dal fuoritutto (larghezza)

<400 mm 275 mm Distanza tra i bordi interni dei due fari >600 mm

1530 mm

Altezza minima da terra

350 mm

690 mm

Altezza massima da terra

1500 mm

Verificato

Angolo •

15° alto

15° basso

Verificato

Angolo •

45° esterno

80° interno

Verificato

Luci di arresto

Distanza tra i bordi interni dei due fari

>600 mm

1570 mm

Altezza minima da terra

350 mm

710 mm

Altezza massima da terra

1500 mm

Verificato

Angolo •

15° alto

15° basso

Verificato

Angolo •

45° esterno

45° interno

Verificato

Indicatori di direzione

Distanza massima dal fuoritutto (larghezza)

400 mm

135 mm

Distanza tra i bordi interni dei due fari

>600 mm

1740 mm

Altezza minima da terra

350 mm

710 mm

Altezza massima da terra

1500 mm

Verificato

Angolo •

15° alto

15° basso

Verificato

Retromarcia

Altezza minima da terra

250mm

435 mm

Altezza massima da terra

1200mm

Verificato

Angolo •

15° alto

5° basso

Verificato

Angolo • (luce singola)

45° esterno

45° interno

Verificato

Retronebbia

Altezza minima da terra

250mm

435 mm

Altezza massima da terra

1000mm

Verificato

Angolo •

5° alto

5° basso

Verificato

Angolo •

25° esterno

25° interno

Verificato

Distanza fra retronebbia e luce di arresto

>100mm

Verificato

Catadiottro (non triangolare)

Distanza massima dal fuoritutto (larghezza)

<400 mm 395 mm Distanza tra i bordi interni dei due fari >600 mm

1280 mm

Altezza minima da terra

350mm

590 mm

Altezza massima da terra

900mm

Verificato

Angolo •

15° alto

15° basso

Verificato

Angolo •

30° esterno

30° interno

Verificato

ANGOLI DI VISIBILITÀ

Angolo di visibilità orizzontale verso
l’esterno della carreggiata della strada

>45°

52.8°

Angolo di visibilità orizzontale verso
l’interno della carreggiata della strada

>15°

26.1°

Angolo di visibilità verticale (su tutta la
superficie frontale)

>5°

6.85°

Angolo di visibilità verticale (almeno in un
punto)

7°

8.9° (tra musetto e
passaruota)

Tabella 1 – Vincoli Normativi

Quote Fondamentali

Lunghezza complessiva

4595 mm

Altezza complessiva

1220 mm

Larghezza complessiva

2070 mm

Passo

2800 mm

Carreggiata anteriore

1660 mm

Carreggiata posteriore

1650 mm

Sbalzo anteriore

1170 mm

Sbalzo posteriore

625 mm

Tabella 2 – Quote fondamentali

4 SCELTE TECNICHE

Nello stabilire il design dell’auto si è cercato di rimanere il più aderente possibile al briefing
proposto ovvero “F1 stradale”.

Si è presa perciò la Ferrari F150, con i suoi tratti caratteristici quali il musetto anteriore
dotato di ala e alettone posteriore pronunciato innestato su una coda molto corta e si è cercato
di farne una vettura stradale.

A tale scopo siamo ricorsi a diversi artifizi, elencati di seguito, al fine di personalizzare in
maniera innovativa il concept assegnato.

4.1 Zona anteriore del veicolo (avantreno)

L’idea è stata quella di coprire, con una copertina di carrozzeria, le ruote e parte del musetto
lasciando esteticamente quasi inalterata la struttura sottostante.

Immaginando di adagiare una coperta vera e propria sul muso della F150 abbiamo creato le
linee della F150 Stradale cercando di conferirle un velato tocco da monoposto da
competizione. Volendo poi mantenere il tipico musetto (naso) della F1 si è poi pensato di
terminare la copertina a metà lunghezza dell’avantreno lasciando comparire la parte terminale
del muso della Formula1.

Il tutto è stato poi personalizzato con una parte di carrozzeria tutta particolare, quella che
abbiamo chiamato “box dei radiatori” che ha il principale scopo di contenere e proteggere il
doppio radiatore anteriore ed i dispositivi annessi.

Infine, si è pensato di aggiungere un’ala, posta in basso, quasi al limite dell’ammissibilità (i
7° di angolo d’attacco all’anteriore).

Alettone

Dovendo il veicolo superare la prova di urto, si è presentato il problema della forma
particolare dell’anteriore. Con la sola ala ribassata infatti, il pendolo avrebbe urtato la
carrozzeria in modo equivoco lungo l’anteriore: l’urto sarebbe stato assicurato nella zona
centrale (per la presenza del musetto/naso) ma non sarebbe avvenuto al di fuori di questo non
trovando materiale.

Figura 6 – Anteriore non omologabile e strategia adottata

Il problema è stato risolto utilizzando un doppio alettone all’anteriore le cui ali, essendo
disposte su due piani paralleli a diversa altezza, ricoprono quasi interamente la zona urtata dal
pendolo evitando così di incorrere in spiacevoli disquisizioni in fase di omologazione. Inoltre
il doppio alettone anteriore è stato conformato a ‘V’per conferire maggiore slancio alla vettura
(figura 6).

Il doppio alettone è stato configurato in modo da facilitare l’entrata dell’aria nel convogliatore
dei radiatori anteriori. Questo infatti, come si vede in figura 7, funge da una sorta di pista di
convoglio per i bocchettoni dei radiatori, nascosti dietro la griglia. Il tutto è stato pensato per
migliorare l’efficienza dei due raffreddatori.

flussi_3d.jpg

Figura 7 – Pista di convoglio aria

L’ala inferiore, inizialmente immaginata separata dalla carrozzeria, cioè sospesa, è stata unita
al fondo vettura, in modo da evitare problemi di natura aerodinamica, davanti
all’intercapedine tra ala inferiore e convogliatore dei radiatori, e problemi vibratori ad elevate
velocità. In questo modo l’ala ha solo l’effetto di convogliatore d’aria ai radiatori e non un
effetto aerodinamico come sulla F150 da F1.

L’ala superiore è stata studiata, non rigorosamente, per produrre anche un effetto di
deportanza sfruttando sia il flusso che essa stessa provvede ad incanalare nei convogliatori
dei radiatori anteriori, sia quello avviato nella parte superiore.

Questo effetto di deportanza riesce a compensare il fatto che, come si dirà in seguito, il flusso
in uscita dai radiatori non è diretto verticalmente verso l’alto, bensì verso il parabrezza,
rinunciando a sfruttare completamente la downforce associata.

flussi_bene_col.jpg

Figura 8 – Linee di flusso

Come mostrato in figura 8 una parte dell’aria che entra tra le due ali si dirige nel
convogliatore anteriore, mentre il resto viene espulsa lateralmente. L’aria attraversa il
radiatore (disposto orizzontalmente come nel layout originale) ed esce, attraverso un
condotto, nel sotto-copertina, dove si miscela con l’aria fresca entrata attraverso
l’intercapedine lasciata tra il sotto copertina e box dei radiatori.

L’intenzione è quella di beneficiare di un duplice effetto:

– l’aria fresca viene convogliata nel sotto-copertina in modo tale da produrre depressione
all’uscita dei radiatori, facilitando il passaggio di aria attraverso questi e dunque garantendo
un effetto di “tiraggio” del flusso d’aria.

– l’aria che giunge all’uscita del sotto-copertina (e che poi fluirà sul parabrezza), è una miscela
di aria fresca e aria calda, il che contribuisce ad un minore riscaldamento dell’abitacolo (in
altri termini la miscelazione dell’aria in uscita dai radiatori con quella ambiente viene
effettuata prima dell’arrivo al parabrezza, nel sotto-copertina).

Una critica alla configurazione appena illustrata potrebbe essere fatta in termini di
coefficiente di resistenza aerodinamica cx. Come spesso accade nella pratica ingegneristica si

tratta di trovare un compromesso, in questo caso tra resa termodinamica e aerodinamica. Si
sottolinea tuttavia che la nostra critica non è supportata da alcuna base sperimentale né
teorica, si rimanda pertanto tale discussione tra qualche tempo, quando avremo maggiori
conoscenze in campo aerodinamico.

Zona deformabile

Come indicato sulla normativa è stata prevista all’anteriore una zona deformabile, necessaria
in caso di urto a evitare il danneggiamento di componenti funzionali. Tale zona infatti deve
essere di geometria ed estensione tale (minimo 200 mm di distanza dal fuori tutto anteriore)
da assorbire l’energia di un urto (simulato dall’impatto di un muro ai 55km/h), senza
coinvolgere componenti responsabili della messa in moto del veicolo e del suo corretto
funzionamento (ad esempio indicatori luminosi e meccanismo di apertura della copertina). Su
questo particolare la normativa non è unificata a livello mondiale. In Italia infatti, la norma
prevede che un pendolo con asse posto a 445 mm da terra urti la zona deformabile (a veicolo
carico).

Negli Stati Uniti invece la suddetta altezza è portata a 508 mm. Per ovvi motivi commerciali,
la F150 Stradale si adatta ad entrambe le regolamentazioni avendo noi considerato i vincoli
americani.

Apertura cofano

Sempre in tema di zone deformabili, si evidenzia come a seguito della prova del pendolo
l’apertura del cofano rimanga garantita. Per come è stata studiata la vettura infatti, si è resa
mobile la sola copertina mediante un meccanismo meccanico, mentre il musetto anteriore
rimane immobile. Questa scelta è stata fatta al fine di evitare che un eventuale impatto del
musetto possa irrimediabilmente danneggiare la copertina e impedirne l’apertura,
costringendo a una sostituzione dell’intera parte anteriore del veicolo in sede di riparazione.

Indicatori luminosi e di direzione

Visto il particolare layout della vettura non è stato semplice pensare alla soluzione migliore in
materia d’indicatori luminosi. La normativa infatti impone che questi siano posti sopra una
ben determinata altezza da terra (vero all’anteriore come al posteriore) e che siano direzionati
e montati in modo da garantire determinati raggi d’azione. Come mostrato dalla tabella 1 i
vincoli normativi in materia sono stati rispettati.

3auto.jpg
Per quanto riguarda i fari si è scelto di separare le funzioni:

-fari abbaglianti interposti tra sotto-copertina e box dei radiatori. Questi sono stati realizzati
di forma rettangolare posti simmetricamente rispetto all’asse longitudinale del veicolo.

– luci diurne di posizione realizzate a led (per accontentare anche il cliente più moderno);

-fari anabbaglianti (figura 9): consegnato ad inizio progetto è stato posizionato nella parte
anteriore del passaruota, prestando particolare attenzione nell’evitare eventuali interferenze
con la parte superiore della ruota durante la sterzatura.

-indicatori di direzione, meglio noti come frecce di direzione, posizionate vicine alle luci
anabbaglianti ad altezza 535 mm da terra.

Figura 9 – Faro anabbagliante omologato

Nelle figure successive è rappresentata l’evoluzione del passaruota:

La prima configurazione fu scartata a favore di un modello decisamente meno spigoloso, poi
modificato nella configurazione finale a causa di problemi di ingombro sorti nel
posizionamento del faro.

Raffreddamento freni

È presente inoltre un’uscita d’aria nella zona del passaruota che permette il raffreddamento
dei freni anteriori prevenendone il surriscaldamento. Una opportuna griglia, ben visibile nel
fianco, mette in comunicazione il vano del passaruota e l’ambiente esterno. Il flusso d’aria in
uscita viene indirizzato il più possibile all’esterno del veicolo in modo da evitare che aria
calda entri nella grande presa d’aria dei radiatori dell’olio posta in prossimità del passaruota
posteriore.

4.2 Zona centrale del veicolo

Avanzamento del montante

Il primo accorgimento adottato in questa zona è stata la modifica del layout originale al lato
montante A (in figura 12).

Figura 12 – Avanzamento del montante

Come è mostrato nell’immagine di cui sotto, nel caso del layout originale il pilota, in caso di
urto o tamponamento sarebbe andato a sbattere con la testa contro parte della carrozzeria
senza prima incontrare l’airbag. In seguito alla nostra modifica invece, si può dimostrare (qui
è fatto con semplici immagini), che lo scoppio dell’airbag previene l’urto tra pilota e
carrozzeria/telaio essendo questa avanzata di una quantità sufficiente. Tutto ciò è
indispensabile per il superamento della prova di crash, che vincola l’omologazione del
veicolo.

L’aver fatto avanzare il montante A ha avuto anche un ulteriore effetto positivo e desiderato.

Quest’ultimo infatti, per come era conformato, rendeva difficoltoso l’ingresso e l’uscita del
manichino regolamentare. I montanti del parabrezza e la loro relativa sottostruttura sono stati
spostati in avanti di 2 cm rispetto al telaio del layout originale, garantendo una maggiore
sezione di apertura portiera e agevolando al manichino l’ingresso e soprattutto l’uscita
dall’abitacolo.

Portiere e indicatori di direzione laterali

Per quanto riguarda le portiere, è stata prevista un’apertura stile Ferrari Enzo (ali a farfalla),
sia per questioni di family feeling sia per conferire alla vettura un certo senso di esclusività.

La fine della portiera, osservata dalla vista in pianta, termina in linea con il fianco dell’airbox.

La forma è piuttosto articolata e presenta zone verticali e altre inclinate o quasi orizzontali.
Tali scelte sono state effettuate al fine di rendere il più possibile robusta e leggera la portiera
(per evitare di sovradimensionare il meccanismo pneumatico d’apertura). Allo stesso tempo
si è cercato di creare una geometria che aiutasse il flusso d’aria ad entrare nei bocchettoni dei
radiatori posteriori o, quanto meno, da non ostacolarlo.

Gli indicatori di direzione sono stati posizionati lateralmente sul passaruota anteriore ad una
altezza da terra di 625 mm.

Comfort abitacolo

Come è facilmente intuibile un abitacolo di una monoposto da F1 è particolarmente angusto e
non favorisce certamente il comfort del pilota. Per questo motivo abbiamo pensato di
concentrarci oltre che sull’abitabilità descritta prima anche sul comfort termico
dell’abitacolo, in quanto l’obiettivo del progetto è realizzare una “F1 stradale” senza però
compromettere il comfort che deve garantire una Ferrari. Il comfort termico dell’abitacolo è
direttamente dipendente dalla radiazione solare che colpisce le superfici esterne del veicolo
andando a surriscaldare le parti della carrozzeria e passando dai vetri scaldando l’aria
dell’abitacolo e le superfici interne. Le ultime tecnologie in ambito di controllo termico
prevedono l’utilizzo di particolari filtri della radiazione solare che permettono di riflettere
parte della radiazione incidente senza compromettere la visibilità dei vetri o il colore della
carrozzeria. Questo garantisce un miglioramento diretto del comfort termico in termini di
temperature interne, che porta a un minore utilizzo del sistema di condizionamento, andando
così a limitare il consumo della pompa del condizionatore e il suo assorbimento di potenza
dal motore. Per questo sono stati scelti per il parabrezza e per i finestrini vetri a controllo
solare (Pilkington Siglasol™) e per la carrozzeria un particolare pigmento “Rosso Ferrari”
realizzato con filtri antisolari. Il tutto è pensato per realizzare un veicolo dove nulla è lasciato
al caso ma per ogni scelta si opta per il più alto livello che la tecnologia odierna può offrire.

4.3 Zona posteriore del veicolo

Paratia di copertura pneumatici

Si è cercato anche in questo caso di restare aderenti al briefing proposto lasciando scoperte le
ruote nella parte posteriore. Poiché la normativa non permette di lasciare scoperto lo

pneumatico ad una quota superiore a quella dell’asse ruota, è stata adottata una soluzione di
compromesso che garantisce lo stesso risultato estetico del caso di ruote scoperte. Abbiamo
scelto infatti di realizzare la carrozzeria della coda molto rialzata ed abbiamo annesso a
questa una paratia nera che copre lo pneumatico fino a poco sotto l’asse. Questa è fissata
all’alettone e non al parafango per evitare interferenza con lo pneumatico durante la
movimentazione del passaruota per la sostituzione della ruota.

La paratia, realizzata in policarbonato, garantisce la medesima protezione di un classico
passaruota dando però al veicolo nel suo complesso un senso di sportività che l’avvicina ad
un veicolo da competizione.

Alettone

L’alettone posteriore è molto massiccio e ben evidente da qualunque angolazione, come in F1
non si è lasciato spazio ad immaginazione, l’alettone è ben pronunciato. L’ispirazione agli
alettoni da F1 però non è stata scelta solo per motivi estetici ma soprattutto per l’importanza
tecnica che questi hanno dal punto di vista aerodinamico. Proprio in quest’anno infatti è stato
introdotto nel mondiale F1 il tanto discusso alettone mobile detto DRS (Drag Reduction
System), dispositivo che permette di ridurre la deportanza della vettura. Con il DRS l’ala
posteriore perde carico in virtù dell’effettiva variazione dell’inclinazione di un flap sull’ala
stessa. Sull’alettone posteriore c’è un attuatore che è sotto il controllo del pilota, che
schiacciando un bottone sul volante, attiva una leva che richiama il flap che modifica
l’incidenza aerodinamica dell’alettone e regala tra 10 e 12 chilometri orari in più sulla
velocità di punta. Per mantenersi il più possibile attinenti al briefing del progetto, abbiamo
scelto di spingere al massimo l’innovazione tecnologica dei moderni sistemi di controllo
prevedendo un sistema di ala mobile anche sulla nostra F150. Il dispositivo in questione però
non è azionato direttamente dal pilota ma è controllato dalla centralina in base alle condizioni
di guida e ai settaggi della vettura scelti dal pilota stesso. In questo modo la centralina
comanda direttamente un attuatore che inclina l’ala a seconda dei dati in input da tutti i
sensori del veicolo e in base alla sua mappatura. Grazie a questo dispositivo si possono
ottenere diverse configurazioni di funzionamento dell’ala posteriore che in condizioni di
massima efficienza (figura 15) garantirà il giusto compromesso tra resistenza aerodinamica e
portanza. A partire da questa posizione “intermedia”, l’ala può essere inclinata verso il basso
o verso l’alto permettendo di ottenere due configurazioni di funzionamento: quella di
massima deportanza (figura 16) e quella di minima resistenza aerodinamica (figura 17). Le
tre figure che seguono rappresentano le tre configurazioni indicando in rosso la deportanza, in
blu la resistenza aerodinamica e in nero la forza di trazione data dalla vettura in moto.

Nella configurazione di massima deportanza, si trascura l’effetto della resistenza pensando di
sfruttare al massimo la downforce posteriore che può garantire l’ala. Pertanto la centralina
opterà per questa posizione dell’alettone nelle tipiche condizioni di guida su circuiti lenti,
dove le velocità sono più ridotte e si vuole sfruttare anche il minimo carico aerodinamico.
Di contro come aumenta la deportanza, la resistenza aumenta considerevolmente, quindi non
ci si può aspettare una velocità di punta elevata. La configurazione opposta è quella di
minima resistenza aerodinamica, che garantirà velocità di punta più elevate. D’altro canto
minimizzando la resistenza anche la deportanza sarà a sua volta molto bassa e non garantirà
un carico aerodinamico molto elevato. Pertanto questa configurazione sarà scelta dalla
centralina in circuiti con rettilinei molto lunghi oppure per minimizzare i consumi
nell’utilizzo urbano o in autostrada andando a rendere molto bassa la resistenza aerodinamica

dell’ala posteriore e permettendo una andatura a velocità sostenuta (entro i limiti di legge nel
caso di utilizzo stradale) contenendo i consumi per quanto possibile su una vettura di questo
tipo. Il funzionamento di questo dispositivo e in generale di una qualsiasi alettone
automobilistico è spiegato da questo diagramma polare che mette relazione fra di loro dai
coefficienti di portanza (Cp) e di resistenza (Cr) che determinano rispettivamente le forze di
deportanza e di resistenza aerodinamica.

Sono indicati in figura i tre punti che indicano le tre posizioni dell’ala descritte sopra e tutti
gli altri punti della curva rappresentano ulteriori punti di funzionamento dell’alettone in
condizioni intermedie a quelle descritte.

È necessario specificare inoltre che, essendo l’alettone collegato al pianale del veicolo, non è
classificabile come appendice aerodinamica sporgente dalla sagoma della vettura. In questo
modo può essere considerato come parte di carrozzeria, dunque non ci sono problemi di
omologazione.

Scarichi

I tubi di scarico sono disposti in posizione elevata e protetta, come imposto dalla normativa:
sono leggermente infossati all’interno della carrozzeria a una distanza tale da impedire il
contatto accidentale con essi. Si è scelto infatti di porre i terminali di scarico ad altezza 705
mm da terra, un poco più rialzati rispetto alle normali vetture stradali (alle quali la F150
Stradale non intende assomigliare) in un’ottica di maggior sportività.

Prese d’aria

La parte terminale dell’airbox lascia spazio ad una calotta in materiale plastico speciale e
trasparente. Questa è circondata da una cornice forellata per l’aerazione del motore per
prevenirne l’incendio a seguito dei vapori di combustibile che altrimenti si creerebbero.

Quest’ultimo potrebbe sembrare un problema lontano, ma ricordiamo che sovente vetture
così prestazionali e potenti hanno dovuto fare i conti con ingenti danni di questa natura.

Il materiale trasparente della calotta rende visibile ai più curiosi il proprietario di casa: un
motore V12 6 litri da 630cv ed una parte della trasmissione.

L’ampia presa d’aria laterale che fa capo ad un radiatore immediatamente retrostante, è stata
resa omologabile aggiungendo un separatore tra le pareti della sezione d’ingresso in modo da
impedire l’ingresso di una geometria sferica, indeformabile, di 190 mm di diametro. Subito
dietro ai radiatori è presente un condotto di scarico dedicato dell’aria calda in modo che
questa possa direttamente essere scaricata all’esterno senza surriscaldare il vano motore. Per
questo motivo è stata realizzata una uscita d’aria nella parte posteriore della vettura tra i due
passaruota sotto l’ala posteriore. Questa uscita d’aria è divisa in due sezioni, la prima che
corrisponde allo scarico dell’aria calda proveniente dai radiatori, la seconda invece è
costituita da una superficie a griglia in comunicazione con il vano motore ed in particolare
direttamente sopra la zona degli scarichi in modo da prevenirne il surriscaldamento.

Indicatori luminosi e di direzione

– luci di posizione: questi ultimi indicatori sono stati posti nella parte terminale del passaruota
posteriore. La loro forma è “a diamante”, ovvero appaiono circolari se guardati dal prospetto
posteriore, ma presentano una protuberanza se osservati nella pianta. Per dirla diversamente,
il blocco del faro rimane parzialmente scoperto, così come suggerisce il family feeling Ferrari
negli ultimi anni. Tuttavia la parte luminosa rimane il solo cerchio visibile dal posteriore,
tutto il resto è realizzato in plastica rossa semi opaca.

-stop: racchiusi dalle corone circolari più interne delle luci di posizione a LED

-frecce: racchiuse dalle corone circolari più esterne delle luci di posizione a LED

-catadiottro posteriore: come da normativa è stato posizionato un catadiottro posteriore ad
altezza da terra 600 mm.

-retronebbia e retromarcia: per queste due funzioni obbligatorie si è scelto di sfruttare un
singolo faro (come concesso dalla normativa) posizionando ad una altezza da terra di 535 mm
il retronebbia dal lato opposto del senso di marcia e la retromarcia dal lato del senso di
marcia.

Come ultima nota al posteriore sottolineiamo il particolare di una sottile striscia tricolore
posta sotto la targa, sopra la zona dei deflettori. La scelta è stata fatta a scopo celebrativo dei
150 anni di unità nazionale.

5 INGEGNERIZZAZIONE DEL VEICOLO

Nella seguente sezione si chiariscono alcuni aspetti legati al “design for manufactoring” del
nostro progetto.

Si premette che la F150 Stradale è una vettura di alta gamma prodotta per una lista ristretta e
selezionata di 25 clienti Ferrari. A tale vettura sono state riservate tecnologie d’avanguardia e
sistemi di lavorazione di materiali innovativi. Inutile forse aggiungere che i 25 esemplari
della F150 Stradale sono interamente assemblati a mano da tecnici d’esperienza.

Saltando i particolari di produzione dei componenti si mettono in risalto piuttosto alcuni
meccanismi personalizzati per questa biposto.

Guardando la F150 Stradale da una prospettiva frontale si analizzano il cofano ed il box dei
radiatori.

Cofano

La copertina è azionabile dall’interno della vettura mediante un semplice pulsante nascosto al
fianco del volante. Premuto il pulsante, la copertina inizia la sua apertura sfruttando un
sistema a molla pneumatica, che garantisce la chiusura senza rimbalzi (per evitare di urtare il
musetto che vi finisce sotto). Questo sistema a molla pneumatica è sganciabile dall’esterno,
solo così è possibile alzare per intero la copertina. Una volta terminata la manutenzione, la
copertina è riportata a battuta sulla molla che viene riagganciata alla stessa copertina e
compressa nuovamente a garantirne la chiusura. Il sistema appena citato vuole garantire una
maggiore sicurezza. È impossibile, infatti, accedere al sottocofano se non dall’interno
dell’abitacolo e inoltre, durante le frequenti registrazioni del veicolo, è il tecnico e gestire
manualmente l’apertura della copertina.

Tra il cofano ed il box dei radiatori sembrano rimanere sospesi gli abbaglianti i quali in realtà
sono supportati da un contenitore uscente dal sottocofano. In questo modo una volta alzata la
copertina è possibile la sostituzione degli abbaglianti smontando la loro copertura con
semplici operazioni. Questa soluzione garantisce il flusso dell’aria tutto intorno agli
abbaglianti; il flusso passa poi nel sottocopertina e va a raffreddare l’aria uscente dai
radiatori. La copertina è fissata al telaio nella zona dei due montanti laterali vicino al
meccanismo di apertura delle portiere. L’apertura avviene verso l’alto alzando la parte
centrale, in questo modo è facilitato l’accesso al vano del passaruota anteriore per consentire
l’eventuale sostituzione dei fari. Per non intralciare l’apertura delle portiere a copertina
alzata, questa aprendosi spazzerà un angolo di 45° gradi. Vista la spiccata vena sportiva della
vettura non è previsto un vano portabagagli anteriore perché andrebbe ad intralciare lo spazio
necessario alle sospensioni anteriori. Per questo motivo si prevede la realizzazione di un
particolare vano nell’abitacolo, situato davanti al sedile passeggero, dove si potrà collocare
un opportuno bagaglio realizzato su misura.

Il lunotto posteriore è realizzato in policarbonato trasparente e mostra il motore 12 cilindri a
V ed il cavallino più famoso del mondo. Il materiale previsto è il policarbonato Lexan che
garantisce ottime caratteristiche di infrangibilità, trasparenza e resistenza alle alte temperature
coniugate alla notevole leggerezza tipica dei policarbonati. Per consentire l’accesso ai
principali organi meccanici posteriori è prevista l’apertura di una superficie che comprende il
lunotto e tutta la zona laterale fino ai passaruota. Il meccanismo di apertura prevede le
cerniere nella zona del lunotto subito dietro l’airbox che consentono di alzare tutta la
superficie di un angolo di 80° gradi senza andare ad intralciare lo spazio occupato dall’ala
posteriore. In questo modo è possibile effettuare la manutenzione programmata del motore. A
vano motore aperto è previsto un meccanismo interno per sganciare la superficie orizzontale
posta sotto la zona dell’alettone posteriore, in questo modo una volta sganciata questa può
essere sfilata facilmente in modo da scoprire la zona degli scarichi, della trasmissione e delle
sospensioni posteriori garantendo lo spazio sufficiente ad effettuare sostituzioni o interventi
di manutenzione straordinaria. L’apertura è meccanica e comandata dall’interno
dell’abitacolo.

La scatola di carrozzeria che va a racchiudere e proteggere i radiatori ed i tubi annessi poggia
sul fondo vettura sul quale scorre per poi essere bloccato in posizione definitiva
posteriormente. I radiatori sono accessibili del fondo vettura per manutenzioni complete. Per
un semplice controllo dello stato dei radiatori e del corretto posizionamento dei tubi invece è
sufficiente smontare i lati esterni del parallelepipedo.

Il passaruota innovativo montato sulla F150 Stradale copre parzialmente le ruote posteriori
nel seguente modo:

Come si evince dalla figura pertanto, potrebbe essere ostacolata la manovra di cambio
pneumatico. In realtà il pezzo è amovibile: è stato previsto un meccanismo di
movimentazione il cui funzionamento è riassunto in figura 21. Per l’apertura è necessario
prima allontanare il parafango dalla fiancata (per evitare l’interferenza con questa nella parte
anteriore del parafango) e successivamente è possibile il moto di alzata. Si libera così lo
spazio necessario per l’estrazione della ruota dalla sua sede.

Come detto la macchina è interamente assemblata a mano quindi ciò che in una catena
automatizzata potrebbe risultare una complicazione (come il montaggio ad opera di bracci
meccanici di un siffatto passaruota) diventa ordinaria pratica per un meccanico Ferrari. La

guida del passaruota infatti arriva sino al fondo vettura e l’assemblaggio del passaruota
avviene nel seguente modo. Mantenendo sollevata la macchina, si fa scorrere il passaruota
dal basso verso l’alto e una volta giunto in posizione viene bloccato, nella zona più bassa
della guida, alle traslazioni verso il basso lungo l’asse della guida. Così facendo il passaruota
rimane sempre parte della carrozzeria, anche durante le fasi di manutenzione, riducendo il
rischio di danneggiamento e/o di perdita dello stesso e della componentistica annessa.

Un altro particolare di figura 20 riguarda la posizione delle ruote posteriori rispetto la
carrozzeria della vettura: queste risultano incassate all’interno del passaruota, ma la
particolare conformazione del pianale del veicolo (più stretto in prossimità delle ruote)
garantisce lo spazio necessario all’alloggiamento delle ruote posteriori, eventualmente con le
opportune regolazioni d’assetto (camber e convergenza).

Ruote

I pneumatici montati sulla vettura rimangono inalterati rispetto al layout della Maserati MC12
(dotazione standard). All’anteriore sono presenti pneumatici 245/35 ZR 19, mentre al
posteriore 345/35 ZR 19. Queste scelte rispondono alle necessità di un assetto prettamente
sportivo senza trascurare troppo il comfort di guida.

6 CONCLUSIONI

Ci piacerebbe terminare questa presentazione con alcune considerazioni conclusive. Fino a
poche ore fa non ci saremmo mai potuti immaginare che questo progetto sarebbe stato
effettivamente così articolato. Abbiamo parlato, sin dalle prime pagine della complessità e
completezza del compito assegnato ma come accade in questi casi, fino a che non si scende in
campo, la vera partita non si gioca. Quest’oggi possiamo dire, con consapevolezza, che è stata
una bella sfida.

A conclusione dei lavori possiamo dire che, la Ferrari F150 Stradale è pronta a mostrarsi agli
occhi di tutti. Il progetto è stato realizzato nel rispetto della normativa vigente facendo
attenzione a non uscire dal tracciato proposto “F1 stradale”. Allo stesso tempo alla F150
Stradale non manca sicuramente un tocco d’innovazione stilistica e tecnologica come si
evince dall’anteriore e da alcuni particolari accennati sopra. Nel complesso possiamo dunque
ritenerci soddisfatti di quanto prodotto, se non altro per averci messo il massimo impegno.