Edge9 torna in pista per scoprire i segreti della collaborazione fra Ansys e Ferrari

Siamo tornati nuovamente al Mugello. A giugno l’appuntamento era con le due ruote, mentre questa volta in pista sfrecciavano delle automobili. Non vetture qualsiasi, bensì delle Ferrari. Di ogni tipo: dalle moderne F488 Challenge usate per il Trofeo Ferrari Challenge, alle vetture storiche, incluse quelle che hanno fatto la storia della F1 e che oggi sono possedute da fortunati (e molto benestanti) clienti della casa del cavallino.

Scopo della nostra visita non era solo goderci il rombo dei motori e assistere alle qualifiche della finale del torneo europeo, ma scoprire come la tecnologia di Ansys supporta Ferrari nello sviluppo delle nuove vetture da GT.

Una nuova vettura GT: arriva Ferrari 296 Challenge

Se poter gareggiare in F1 è un sogno impossibile per la stragrande maggioranza delle persone, indipendentemente dal loro conto in banca, partecipare a un torneo Ferrari Challenge è decisamente più facile: qui non corrono solamente i professionisti più veloci in assoluto, dato che la competizione è aperta un po’ a tutti i clienti della casa del cavallino. Pur non mancando giovani e talentuosi piloti, infatti, a questo torneo partecipano soprattutto i cosiddetti gentleman driver, persone spesso non giovanissime (l’età media supera i 50 anni), che partecipano a queste corse prevalentemente per la loro passione. Ma, ci assicurano gli ingegneri, il livello di chi corre è comunque molto alto. Le auto dello schieramento non sono vetture comuni, bensì delle 488 Challenge Evo, vetture derivate da quelle stradali ma alleggerite ulteriormente e dotate di soluzioni aerodinamiche particolari, a partire dall’ingombrante alettone posteriore, che permettono al V8 da 6 litri che le equipaggia di dare il massimo. L’edizione del 2023, però, sarà l’ultima a utilizzare queste auto: dal 2024, infatti, farà il suo esordio la nuova Ferrari 296 Challenge, che si pone a metà strada fra la 296 GTB e la 296 GT3. Alcuni appassionati forse storceranno il naso di fronte al motore: al posto del V8 è stato inserito un V6, sempre in posizione centrale, come ci si aspetta da una vettura pensata per ottenere il miglior tempo sul giro.

La potenza, però, non ne risente, anzi, si arriva a ben 700 cavalli con una coppia massima di 740 Nm. Il tutto rinunciando, come nella versione GT3, alla componente ibrida (il propulsore elettrico, insomma) che invece è di serie nella versione stradale e che porta quest’ultima a un massimo di 830 CV. Può sembrare assurdo che una vettura da corsa abbia meno cavalli della corrispettiva stradale, ma rinunciando alla parte ibrida si è potuto risparmiare sul peso. A garantire un elevatissimo carico aerodinamico, che schiaccia l’auto verso il terreno e la tiene incollata ad alte velocità, un generoso alettone posteriore. “Essendo una vettura da pista abbiamo voluto dare priorità a ridurre i pesi e alla semplicità di utilizzo in pista rispetto ai benefici, prevalentemente su strada, di un motore elettrico”, spiega Manuela Cecconi, Ferrari Non Homologated Vehicle Team Leader, ingegnere che ha contribuito allo sviluppo dell’auto.

Il motore elettrico, infatti, può aiutare soprattutto a dare più coppia quando quello termico gira a bassi regimi, come avviene nella maggior parte dei casi guidando per le comuni strade. In pista, però, quando si cerca la prestazione, questi vantaggi verrebbero meno e il peso in più sarebbe solo d’impiccio. Dal punto di vista delle dimensioni la 296 Challenge è praticamente identica alla 296 GTB, fatta eccezione per il passo leggermente ridotto, che ne esalta le doti dinamiche. Il vero lavoro, però, è stato fatto sul pacchetto aerodinamico. Un lavoro “che si è consolidato in parallelo a quello della Ferrari 296 GT3”, prosegue Cecconi, evidenziando come non siano mancati dei trasferimenti tecnologici fra i due progetti. Ed è qui che entrano in gioco le tecnologie di Ansys.

Così Ansys supporta Ferrari nello sviluppo delle nuove vetture da corsa

Ansys è un’azienda che collabora con Ferrari dal 1998, quando l’azienda di Maranello ha iniziato a utilizzare simulazioni al computer per supportare gli ingegneri che si occupavano dell’aerodinamica delle vetture. Una collaborazione che prosegue ancora oggi, con strumenti sempre più raffinati che all’analisi CFD per la simulazione fluidodinamica (utilissime, dato che permettono di risparmiare parecchio tempo in galleria del vento) aggiungono ulteriori aspetti, come la simulazione delle temperature dei liquidi, che influenzano il comportamento e la durata del motore, dei freni e di altre componenti.

Per capire meglio come Ansys supporta Ferrari abbiamo posto alcune domande a Matteo Aroni, Senior Manager Application Engineering di Ansys.

Edge9: Quali sono gli aspetti chiave della collaborazione fra Ansys e Ferrari?
MA: Ferrari usa le soluzioni di simulazione di Ansys dal 1998 e negli anni ha accumulato una serie di competenze chiave che vengono applicate a nuovi progetti a seconda delle esigenze specifiche. Lo sviluppo di una vettura Challenge è proprio una di queste esigenze. Di volta in volta, per supportare il team di ingegneri dedicato al Challenge vengono messe in campo le risorse dei vari reparti e il relativo know-how necessario a sviluppare vetture in grado di superare sia le aspettative dei piloti sia, ovviamente, le performance della generazione precedente. Molto di questo know-how è supportato dalla simulazione di Ansys, in particolare sul fronte della performance aerodinamica, elemento essenziale per queste vetture da competizione. Ferrari riconosce un forte allineamento con la visione Ansys di Pervasive Insights, una chiara traiettoria di sviluppo degli strumenti di simulazione per realizzare strumenti predittivi e accessibili da esperti e non in tutte le fasi del ciclo di vita di una vettura.

Edge9: Quali soluzioni di Ansys sono utilizzate per lo sviluppo delle vetture Challenge di Ferrari? Sono soluzioni standard o vengono customizzate per le esigenze di Ferrari?
MA: Le soluzioni Ansys a supporto di Ferrari Challenge sono diverse. Innanzitutto, vi è Ansys Fluent, lo strumento di galleria del vento virtuale utilizzato nello sviluppo aerodinamico delle vetture, al quale si affiancano Ansys Mechanical, usato a supporto dello sviluppo del telaio, e Ansys HFSS, utilizzato nell'integrazione delle antenne sul veicolo. Ansys Granta è lo strumento usato per sviluppare e caratterizzare materiali avanzati, mentre Ansys Speos è usato per la progettazione e l’integrazione degli elementi ottici (fanali). E la lista continua. Tutti i prodotti Ansys forniscono API per supportare la personalizzazione e Ferrari, con il contributo attivo del personale Ansys, si è avvalsa di alcune di queste per migliorare ulteriormente le capacità standard o armonizzare gli strumenti Ansys nei loro flussi di lavoro industriali.

Edge9: Le soluzioni di Ansys vengono utilizzate anche per la ricerca e la scelta dei materiali? Se sì, puoi darci qualche informazione in più su questo aspetto?
MA: Ferrari utilizza Ansys Granta MI per catturare le caratteristiche di materiali avanzati attraverso prove sperimentali. Questi materiali, le cui descrizioni appartengono al gruppo di ricerca e sviluppo materiali di Ferrari, vengono messe a disposizione dell’intero gruppo di progettazione nel momento in cui si ha necessità di svolgere calcoli con la migliore rappresentazione possibile del materiale che verrà poi usato nella costruzione del veicolo. Analogamente, la produzione accederà al sistema in maniera indipendente e saprà con chiarezza quale materiale è stato scelto per realizzare la caratteristica chiave ai fini della migliore performance.

Edge9: L'adozione di strumenti di simulazione come quelli di Ansys ha permesso di ridurre il numero di test su prototipi fisici: qual è il grado di corrispondenza fra la simulazione e i dati acquisiti sul campo?
MA: L’uso della simulazione ha permesso di ridurre il volume di test fisici e di aumentare la qualità dei test realizzati. I gruppi sperimentali usano la simulazione per comprendere il comportamento fisico dei loro banchi prova e gallerie e perfezionarne l’utilizzo. Tutti gli strumenti fisici e numerici contribuiscono a una visione d’insieme che cerca di predire il comportamento della vettura in pista. Gli stessi simulatori di dinamica del veicolo che i piloti usano nel loro addestramento sono a loro volta ‘addestrati’ con dati di simulazione. Con il graduale aumento delle competenze acquisite dal team Ferrari, è cresciuta in maniera significativa anche l'affidabilità del risultato di simulazione. Il livello è tale che spesso la simulazione è lo strumento più affidabile cui far riferimento, in grado di fornire la descrizione più fedele di quanto avviene in pista.