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ESAMI 2012-2013 DISEGNO DI CARROZZERIA – Presentata la Ferrari SS Superfast

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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:
Francesco Longhin, Cristian Brilli, Raffaele Sabato, Michele Prati
ANNO ACCADEMICO 2011-2012
fianco1
INTRODUZIONE
L’obiettivo del nostro lavoro è stato quello di impostare e proporre un progetto di carrozzeria per la
realizzazione di un’ipotetica Ferrari che si ispiri e reinterpreti in chiave moderna la leggendaria
Ferrari 250 Le Mans “Berlinetta Scaglietti” del 1964, in ricordo di Sergio Scaglietti.
Immagini relative alla Ferrari 250 LeMans del 1964.
Gli obiettivi principali che ci siamo posti per la realizzazione della carrozzeria sono stati:
. Ricerca del Family Feeling Ferrari e ispirazione alla Ferrari 250 Le Mans “Berlinetta
Scaglietti”
. Rispetto della normativa vigente per l’omologazione stradale internazionale della nostra
vettura
4
. Ricerca del compromesso migliore tra tecnica e stile per effettuare le scelte progettuali sulla
base del layout messo a disposizione dal docente (Fig. a)
pf_layout_oscar_sezioni-longhinbrillisabatoprati

FASI DEL PROGETTO
Le diverse fasi che hanno portato allo sviluppo e realizzazione della carrozzeria sono state:
• Studio del materiale fornito dal docente
• Elaborazione di vari bozzetti di stile per ipotizzare varie tipologie di carrozzerie e soluzioni
ispirandosi al Family Feeling Ferrari
• Scelta di alcuni bozzetti più rappresentativi dell’idea da sviluppare nel progetto
• Messa in tavola della carrozzeria in scala 1:10 e successivamente in scala 1: 5
• Studio della normativa per l’omologazione e controllo del rispetto nel nostro progetto delle
norme in essa contenute
• Verifiche tecniche
A tutte le fasi si è accompagnata la realizzazione della relazione tecnica richiesta per riportare tutte
le scelte progettuali e i motivi di tali scelte.
Nella fase iniziale le difficoltà sono state innumerevoli essendo la prima esperienza di lavoro in
team per tutti i componenti del gruppo, provenienti da atenei universitari diversi.
Superati i problemi iniziali per l’organizzazione del lavoro, si è proseguito con l’analisi del
materiale a nostra disposizione e rilevando le misure fondamentali per iniziare lo sviluppo della
carrozzeria.

Microsoft Word - TESINA FERRARI SS SUPERFAST.docx
BOZZETTI
DI
STILE
La necessità iniziale di elaborare una carrozzeria che esprimesse i concetti di Family Feeling Ferrari
e del modello di ispirazione in esame, utilizzando soluzioni innovative, ha richiesto lo sviluppo di
alcuni bozzetti dove le linee hanno iniziato a prendere forma in ogni particolare della carrozzeria,
dai gruppi ottici anteriori e posteriori alle prese d’aria, dal cofano ai passaruota e così via in ogni
dettaglio che definisce l’anima della carrozzeria.
Fig (2.1) Alcune immagini dei primi bozzetti di stile
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3
-°©‐
POSIZIONAMENTO
MANICHINO
“OSCAR”
La scelta della corretta disposizione all’interno della vettura del manichino regolamentare “Oscar” è
stata affrontata avvalendosi di un modello in scala 1:5 raffigurante un individuo di statura media
(50° percentile).
Il punto fondamentale da trovare è il punto H, cioè il punto d’intersezione tra l’asse di rotazione tra
il tronco e le cosce e il piano di mezzeria longitudinale del sedile.
Per stabilirne la posizione, si è adottato un sistema di riferimento con origine nel punto
d’intersezione tra il suolo, il piano di mezzeria longitudinale della vettura e il piano ortogonale al
suolo che passa per l’asse dell’assale anteriore, con l’asse X definito con verso positivo nel verso
opposto a quello di avanzamento del veicolo, con l’asse Y definito con verso positivo verso il lato
passeggero e con l’asse Z verticale ascendente. La posizione stabilita è la seguente:
Punto H
X = 1195mm
Y = -380 mm
Z = 310 mm
Le coordinate del punto H sono da considerarsi intermedie in quanto, per tale posizionamento
scelto, è previsto un certo grado di regolazione del sedile conducente; in particolare, avanzamento o
arretramento lungo la direzione X e spostamento verso l’alto o il basso lungo Z.
La posizione del punto H è determinante per la progettazione del veicolo, perché in base ad essa si
definisce l’altezza minima del tetto della nostra vettura, la facilità di entrata ed uscita del
manichino, gli angoli di visibilità (considerando il nostro manichino come un monocolo), la
posizione del sedile e l’inclinazione dello schienale.
Per verificare la correttezza della posizione di “Oscar” bisogna verificare che il suo capo non
incontri nessun ostacolo nella rotazione antioraria attorno al punto H, requisito fondamentale per
superare la prova di crash (Fig. 3.1). Per sicurezza abbiamo considerato anche un leggero margine
di altezza del tetto tenendo conto che durante l’impatto il punto H si alzerà di poco.
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Fig. (3.1) Simulazione Prova di crash per Oscar
Il manichino “Oscar” è stato posizionato in modo che l’angolo tra la retta verticale passante per il
punto H e la linea del tronco sia minore di 25°, angolo massimo di inclinazione ammissibile.
Nel nostro caso si è scelto un angolo d’inclinazione pari a 18°.
Per quanto riguarda gli angoli di visibilità, sono stati rispettati i valori stabiliti dalla
regolamentazione, in particolare quelli più rilevanti sono :
ü Angolo maggiore o uguale di 5° verso il basso, partendo dall’orizzontale, della posizione del
monocolo per un arco di 180°
ü Angolo maggiore od uguale a 7° verso il basso, partendo dall’orizzontale, della posizione
del monocolo in almeno una zona dell’arco di visuale
ü Angolo di visuale di 15° verso il lato sinistro della vettura
ü Rispettare un angolo di visuale di 45° verso il lato destro della vettura
I valori di questi angoli vanno calcolati partendo dal monocolo di “Oscar” che, sfruttando lo stesso
sistema di riferimento utilizzato per calcolare il punto H, ha le seguenti coordinate:
Coordinate Monocolo
X = 1195 mm
Y = -380 mm
Z = 980 mm
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4
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ANALISI
ELEMENTI
CARROZZERIA
Partendo dai vincoli geometrici imposti dalla normativa per l’omologazione stradale, quali gli
angoli di attacco e di uscita, la distanza da terra del fondo vettura, e il manichino in posizione
corretta, sono state abbozzate le prime forme e dimensioni della vettura.
Gli angoli di attacco e uscita sono formati dalle due rette inclinate uscenti dai punti di contatto tra le
ruote ed il terreno: tali rette rappresentano il limite sotto il quale la carrozzeria, in corrispondenza
degli sbalzi anteriore e posteriore, non può scendere. Gli angoli di attacco e uscita devono assumere
entrambi un valore minimo di 7°.
La distanza da terra del fondo vettura deve assumere un valore minimo pari a 120 mm lungo tutto il
veicolo.
Fig.(4.1) Verifica del rispetto delle normative di omologazione
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Con lo sviluppo del disegno abbiamo poi affrontato lo studio delle soluzioni costruttive per i vari
elementi fondamentali della carrozzeria:
1. Targhe
2. Gruppo ottico anteriore
3. Gruppo ottico posteriore
4. Prese d’aria
5. Estrattore e scarichi
6. Portiere e finestrini
7. Sistemi per la retro visione
4.1
-°©‐
Targhe
Il codice della strada indica che gli autoveicoli devono essere muniti, anteriormente e
posteriormente, di una targa contenente i dati d’immatricolazione.
La targa anteriore è stata posizionata in un’apposita sede di dimensioni 360 mm x 110 mm (Fig.
4.1.1), posta centralmente e nella parte inferiore del muso della vettura.
Fig. (4.1.1) Particolare sede targa anteriore
La targa posteriore (Fig. 4.1.2), di dimensioni 520 mm x 110 mm, prevede invece una sede
illuminata studiata in modo da verificare le tre condizioni geometriche imposte dalla normativa:
• Posizione centrale
• Altezza minima da terra 300 mm
• Superficie della targa inclinata rispetto alla verticale di un angolo che non superi i 5°
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Fig. (4.1.2) Particolare sede targa posteriore
4.2
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Gruppo
ottico
anteriore
La soluzione adottata per il gruppo ottico anteriore ha visto l’impiego del componente fornito dal
costruttore Hella, N° articolo: 1BL 007 834-087, le cui dimensioni sono riportate in figura:
Faro fornito dal costruttore Hella
La regolamentazione prevede che la distanza minima tra i due gruppi anteriori sia 600 mm e ogni
gruppo disti un massimo di 400 mm dallo sbalzo laterale. La zona inferiore del gruppo ottico
anteriore deve trovarsi ad un’altezza minima dal suolo pari a 508 mm secondo la normativa per la
prova del pendolo.
La disposizione del proiettore anabbagliante è inoltre soggetta a vincoli sugli angoli caratteristici
della zona di proiezione del fascio luminoso:
ü 15° verso l’alto
ü 10° verso il basso
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ü 10° verso l’interno
ü 45° verso l’esterno
Nel suo complesso il gruppo ottico anteriore (Fig. 4.2.1 b) è costituito da:
1. proiettore anabbagliante con funzione abbagliante integrata
2. luci di posizione a led
3. indicatore direzionale a led
Non sono stati previsti i proiettori fendinebbia anteriori in quanto non obbligatori.
La scelta estetica del gruppo ottico anteriore si è sviluppata cercando di richiamare, almeno in parte,
la rotondità del faro nella vista frontale e la forma allungata della parabola utilizzata nella vecchia
Ferrari Le Mans, partendo dalle forme definite dalla carrozzeria, in maniera da riuscire a sfruttare
queste linee geometriche e definendo uno stile del fanale in accordo con il Family-Feeling Ferrari.
In particolare è stato preso come riferimento il gruppo ottico anteriore presente nella Ferrari
California (Fig. 4.2.1 a).
Fig. (4.2.1 a-b) Gruppo ottico anteriore
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4.3
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Gruppo
ottico
posteriore
La scelta della forma del gruppo ottico posteriore è stata fatta seguendo come riferimento principale
la Ferrari 250 Le Mans, in particolare si è cercato di ricordare tale vettura, però utilizzando le nuove
tecnologie disponibili sul mercato con l’obiettivo di mantenere la stessa forma.
Come mostra la figura si è deciso di raggruppare del gruppo ottico a forma circolare le varie
funzioni richieste dalla normativa per l’omologazione stradale:
1. luci di posizione con funzione integrata di luci di arresto (tecnologia a led) e di catadiottro
posteriore
2. indicatore direzionale (tecnologia a led)
3. indicatore di retromarcia
Si è inoltre scelto di disporre sullo spoiler posteriore una terza luce di arresto con tecnologia a led e
in prossimità del diffusore 2 proiettori fendinebbia posteriori.
Fig. (4.3.1) Gruppo ottico posteriore
Nel posizionamento delle varie luci e gruppi ottici posteriori si sono seguite le varie norme che le
interessano, tra le principali ci sono:
• La distanza tra le luci di arresto non deve essere inferiore a 600 mm
• Le luci di arresto e di posizione devono essere posizionate ad una distanza da terra di
almeno 350 mm
• Terza luce di arresto deve essere posizionata al di sopra delle altre luci di arresto
• Il proiettore fendinebbia posteriore si deve trovare in altezza fra 250 e 1000 mm dal suolo
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• La distanza tra il proiettore fendinebbia posteriore e le luci di arresto deve essere superiore a
100 mm
• Catadiottro posteriore deve essere posto ad una distanza dal suolo minima di 350 mm e
massima di 900 mm
• Indicatori di direzioni posteriori devono essere posti ad una distanza dal suolo minima di
500 mm
Oltre le norme sul posizionamento, sono state rispettate anche le norme che riguardano gli
angoli di visibilità delle varie luci posteriori, che sono le seguenti:
• Luci di arresto
angolo orizzontale : minimo di 45° verso l’esterno e l’interno
angolo verticale : minimo di 15° sopra e sotto l’orizzontale
• Luce di posizione posteriore
angolo orizzontale : minimo di 45° verso l’interno e 80° verso l’esterno
angolo verticale : minimo di 15° sopra e sotto l’orizzontale
• Proiettore fendinebbia posteriore:
angolo orizzontale : minimo di 25° verso l’esterno e l’interno
angolo verticale : minimo di 5° sopra e sotto l’orizzontale
• Catadiottro posteriore
angolo orizzontale : minimo di 30 ° verso l’esterno e l’interno
angolo verticale : minimo di 15° sopra e sotto l’orizzontale
Come da normativa sono stati aggiunti anche due indicatori di direzione ripetitori laterali, i quali
devono essere disposti ad un’altezza minima di 500mm da terra.
4.4
-°©‐
Prese
d’aria
e
spoiler
Nella frontale sono state ricavate una grande presa d’aria centrale che ha la funzione di
raffreddamento dei due radiatori per il raffreddamento del motore, per evitare surriscaldamenti
eccessivi, e altre due prese d’aria che permettono il raffreddamento dell’impianto frenante
all’anteriore.
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Fig. (4.4.1) Prese d’aria frontali
Fig. (4.4.2) Posizionamento dei radiatori
La forma delle prese d’aria oltre che per un’adeguata funzione di raffreddamento è stata scelta
seguendo il family feeling aziendale delle vetture Ferrari presenti nel mercato attuale, in modo di
rendere da subito riconoscibile il marchio di appartenenza della nostra vettura.
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Nella parte laterale della vettura si è deciso di realizzare una presa d’aria poco prima della
bombatura del passaruota che ha come funzione principale il raffreddamento del motore. La forma
di tale presa è stata grande oggetto di discussione perché si è cercata una forma il più possibile
piacevole ma pur sempre dando un indole sportiva ed accattivante alla vettura.
Fig. (4.4.3) Presa d’aria laterale
Nella parte laterale si è deciso poi di realizzare un ulteriore presa d’aria nella zona inferiore, per
permettere il corretto raffreddamento dei freni posteriori e contribuire, insieme alla presa laterale
decritta in precedenza, al raffreddamento del vano motore.
Nella parte posteriore della vettura, la scelta della forma della griglia posteriore è stata fatta con lo
scopo di rievocare la soluzione che si era adottata nella Ferrari 250 Le Mans, utilizzando in
aggiunta una cornice che si raccordi con l’alloggiamento per la targa posteriore posta al di sotto di
tale griglia.
La funzione principale di tale griglia posteriore è di permettere la fuoriuscita dell’aria calda
proveniente dal motore quando si è in marcia.
Fig. (4.4.4) Griglia posteriore di sfogo
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Per evitare problemi di surriscaldamento dato dai vapori caldi provenienti dal motore e olio di
raffreddamento quando la vettura è ferma con motore acceso, si è deciso di ricavare nel cofano
motore degli sfoghi laterali per permettere la fuoriuscita di tali vapori caldi.
Fig. (4.4.5) Particolare del cofano motore
Inoltre è stata prevista anche la presenza di uno spoiler nella parte estremale del cofano motore che
permetta il deflusso dell’aria attraverso il vuoto presente tra esso e la parte sottostante del cofano
(Fig. 4.4.6).
Fig. (4.4.6) Particolare spoiler posteriore
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4.5

Estrattore
e
scarichi
Gli estrattori situati nella parte posteriore della vettura danno un tocco di sportività alla linea e
garantiscono un deflusso dell’aria che proviene dalla zona sottostante al pianale della vettura e ne
favorisce lo schiacciamento a terra.
Non è stato possibile uno studio approfondito della forma degli estrattori perché non si è stati in
grado di effettuare uno studio aerodinamico approfondito.
Il numero di scarichi è di 4, come nella maggior parte delle Ferrari, disposti lateralmente a coppie
nella parte inferiore del paraurti.
Fig. (4.5.1) Particolare dell’estrattore e degli scarichi
4.6
-°©‐
Portiere
e
finestrino
Per decidere la grandezza delle portiere si è posto il manichino oscar mobile creato da noi in scala
1:5 e si è deciso di rendere agevole l’entrata e uscita del nostro manichino scegliendo una portiera
di generose dimensioni in lunghezza.
La maniglia è stata posta ad un’altezza che consenta con facilità l’apertura della portiera, ma il
serraggio della portiera al montante interno avverrà nella zona mediana e più sporgente della
portiera stessa.
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Fig. (4.6.1) Particolare della portiera e del finestrino
Il finestrino è stato disegnato con una curvatura ed un’estensione che permetta una buona visibilità
laterale al guidatore e permetta il corretto inserimento dello stesso all’interno della portiera per
mezzo di guide comandate elettricamente.
L’apertura della portiera non prevede la presenza di una cornice di lamiera che contenga il
finestrino, ma esso, nel momento dell’apertura della portiera, viene fatto scendere di una certa quota
che ne permetta la liberazione dalle varie guarnizioni, in modo da non e l’apertura.
4.7

Sistemi
per
la
retro
visione
Si è deciso di posizionare i dispositivi per la visione indiretta laterali in una posizione che conceda
una buona visibilità al conducente, con la possibilità di regolazione elettrica dell’inclinazione dello
specchio e di chiusura dello specchietto.
Inoltre, visto il segmento di appartenenza della nostra vettura, si è deciso di inserire nella parte
posteriore, in prossimità della targa una telecamera per aumentare la visibilità posteriore.
Questa soluzione dovrà prevedere l’inserimento di un computer di bordo all’interno dell’abitacolo
che possa proiettare le immagini fornite dalla telecamera.
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5

CONFRONTO
FERRARI
250
LM
/
SS
SUPERFAST
Nelle Fig.(5.1 e 5.2) si riporta un confronto tra la Ferrari 250 LM e la nostra Ferrari SS Superfast, in
cui vengono evidenziate le linee caratteristiche che sono state rielaborate in chiave moderna.
Fig.(5.1) Confronto250 LM / SS Superfast
Fig. (5.2) Confronto250 LM / SS Superfast
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6

PARTI
MOBILI
CARROZZERIA
Una volta definiti i volumi e dimensioni della nostra carrozzeria si è proceduti con lo studio di una
possibile suddivisione delle varie parti della carrozzeria in pannelli che permettano un buon
assemblaggio e una facile lavorazione, cercando di limitare le parti molto complesse, eccezion fatta
per il cofano posteriore, e che consentano la corretta apertura delle parti mobili come portiere,
cofano anteriore e posteriore.
Fig. (6.1) Scomposizione dei pannelli, vista laterale
Fig. (6.2) Scomposizione dei pannelli, vista frontale
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Fig. (6.3) Scomposizione dei pannelli, vista dall’alto
Fig. (6.4) Scomposizione dei pannelli, vista posteriore
Le aperture del cofano anteriore è verso l’abitacolo, sotto di esso si ha a disposizione un piccolo
spazio per eventuali bagagli, che però risulta un buon compromesso visto il carattere sportivo della
vettura.
Tra il parabrezza e l’inizio del cofano motore si è deciso di lasciare un piccolo spazio per
permettere la fuoriuscita dell’aria calda proveniente dal radiatore dell’acqua posto all’anteriore e
per l’alloggiamento di un sistema di tergicristalli per la pulizia del parabrezza.
Per quanto riguarda il cofano motore posteriore, si è ricavata una sede per posizionare un ampio
cristallo in corrispondenza del motore, in modo da permetterne la vista dall’esterno esaltando così
l’anima sportiva della vettura. L’apertura del cofano posteriore è come per l’anteriore verso
l’abitacolo.
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Fig. (6.5) Particolare dell’apertura cofano posteriore e anteriore
Per le portiere si è scelta un’apertura classica, verificando che non ci siano elementi o parti della
carrozzeria che interferiscono, in modo di garantire la corretta accessibilità dell’abitacolo.
Essendo un’auto appartenente al segmento delle supersportive, si è deciso di costruire la carrozzeria
interamente in alluminio.
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7

PIANO
DI
FORMA
Una volta conclusi e definiti completamente i prospetti si è passati al completamento del piano di
forma (Fig.6.1), inserendo all’interno di esso tutte le sezioni necessarie a definire in modo completo
tutte le curvature della carrozzeria nello spazio.
Nel dettaglio sono state eseguite sezioni trasversali in loco sul prospetto anteriore e posteriore,
mentre sul fianco sinistro si sono realizzate le sezioni ribaltate a 90° lungo tutto il passo della nostra
vettura ogni 200 mm (Fig. 6.2).
Inoltre si sono realizzate tre sezioni assiali nella vista dall’alto.
Fig. (7.1) Piano di forma
Fig. (7.2) Piano di forma completo di sezioni
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8

SCHEDA
TECNICA
MOTORE
TIPO V8 a 90°
CILINDRATA 4499cm3
POTENZA MASSIMA 570 CV a 9000 giri/min
POTENZA SPECIFICA 127 CV/l
COPPIA MASSIMA 540 Nm a 6000 giri/min
RAPPORTO DI COMPRESSIONE 12,5:1
PNEUMATICI
ANTERIORI 235/35 ZR 19
POSTERIORI 285/35 ZR 19
PRESTAZIONI
VELOCITA’ MASSIMA 325 km/h
ACCELERAZIONE 0-100 Km/h 3,4 s
CARROZZERIA
TIPO DI VETTURA berlinetta
LUNGHEZZA 4298 mm
LARGHEZZA 1926 mm
ALTEZZA 1175 mm
PASSO 2560 mm
CARREGGIATA ANTERIORE 1577 mm
CARREGGIATA POSTERIORE 1605 mm
SBALZO ANTERIORE 986 mm
SBALZO POSTERIORE 752 mm
PESO STIMATO 1400 Kg
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9

CONCLUSIONI
Il progetto da noi realizzato ci ha permesso di comprendere le varie problematiche ed esigenze che
ci sono nello sviluppo di una nuova vettura, che non riguardano solo la parte estetica, ma soprattutto
l’omologazione e soluzioni tecniche.
Per cui ogni scelta da noi effettuata è stata frutto di una ricerca di soluzioni stilistiche che ricordino
il family feeling Ferrari senza mai prescindere dal rispetto delle normative che ne permettano
l’omologazione stradale.
Nel nostro caso si è cercato di progettare una nuova carrozzeria in chiave moderna della Ferrari 250
LM, che riprenda le linee più caratterizzanti della vettura di partenza, pur rispettando la normativa
vigente e le esigenze prestazionali e aerodinamiche richieste da una vettura sportiva.
Attraverso la linea stilistica ottenuta, si è cercato di far conciliare nel miglior modo possibile, dal
nostro punto di vista, la sportività e l’eleganza che da sempre contraddistinguono il family feeling
Ferrari.
Il nome del modello si riconduce al nome di Sergio Scaglietti per quanto riguarda la sigla SS e tale
scelta è giustificata dal tema di partenza, ovvero la Ferrari 250 LM “Berlinetta Scaglietti”; mentre
con Superfast si è voluto omaggiare Sergio Pininfarina, recentemente scomparso, ricordandolo col
nome di un suo modello Ferrari.
In conclusione il progetto che è stato realizzato, anche se frutto di opportune scelte effettuate dal
team di studio, può essere ulteriormente sviluppato tramite l’impiego di software di modellazione
3D e di analisi dei flussi aerodinamici, in modo tale da apportare dei miglioramenti sia in termini
stilistici che tecnici al modello.
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BIBLIOGRAFIA
• Materiale a cura del docente, prof. Fabrizio Ferrari
• Regolamentazione fornita dal docente
• www.menudeimotori.eu
• www.ferrari.com
• www.hella.com

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