Il debutto della Ferrari 499P a Le Mans, nell’edizione del centenario, è stato epico.
Un dominio strameritato, iniziato già dalla Hyperpole, con la prima fila monopolizzata dalle due Hypercar del Cavallino, e suggellato poi con la vittoria dopo i 342 giri compiuti dalla vettura #51.
Vediamo quindi come è fatta la 499P e le fasi di sviluppo che hanno portato ad affinare il progetto per renderlo vincente.
La Ferrari 499P in sintesi
La Ferrari 499P è stata realizzata in conformità con il nuovo regolamento tecnico delle Hypercar LHD. Si tratta di un regolamento che lascia molta libertà ai costruttori, che possono progettare la vettura da un foglio bianco, a patto di rimanere all’interno di una finestra prestazionale ben definita. Il sistema ibrido, che può essere sviluppato internamente dalle Case, è addirittura optional, mentre il peso minimo è di 1030 kg.
La scelta dei tecnici Ferrari per la 499P è quella avere un powertrain ibrido che combina un motore termico 3.0 V6, montato in posizione centrale-posteriore, a un motore elettrico, sull’asse anteriore, per una potenza combinata di 680 CV.
Il nome 499P riprende la cilindrata unitaria – 499 cc – mentre la “P”, come già utilizzato in passato nella storia del Cavallino, sta per “Prototipo”.
Unità Termica
L’unità endotermica sovralimentata V6, con carter secco e angolo tra le due bancate di 120°, è in grado di esprimere una potenza massima, limitata dal regolamento, di 500 kW (680 cavalli) ed è derivata dal V6 biturbo stradale della nuova 296.
La declinazione più vicina è quella montata sulla Ferrari 296 GT3, ma rispetto a quest’ultima, il motore è stato sottoposto a una profonda rivisitazione: la caratteristica più esclusiva è il fatto che il motore sia di tipo portante e quindi svolga una funzione strutturale, rispetto alle versioni che equipaggiano le granturismo da competizione o le vetture stradali, dove invece è montato sul telaio della vettura ma non contribuisce alla rigidezza.
Al V6 è accoppiato un cambio sequenziale a sette rapporti.
Motore elettrico e sistema ERS
La seconda “anima” del motopropulsore ibrido è rappresentata dal motore elettrico MGU (Motor Generator Unit), alimentato a 800 Volt nominali e con una potenza massima di 200 kW (272 CV).
Con il termine ERS (Energy Recovery System) ci si riferisce alla combinazione della batteria ad alta tensione e dell’MGU (Motor Generator Unit).
Questo sistema consente alla 499P di generare energia elettrica e immagazzinarla nella batteria durante la frenata e di migliorare le prestazioni della vettura durante l’accelerazione, sia in combinazione con il motore a combustione interna sia in alternativa ad esso
Il pacco batterie beneficia dell’esperienza maturata in Formula 1 sebbene sia stato sviluppato specificatamente per questo progetto, e si ricarica nelle fasi di decelerazione e frenata.
L’impianto frenante integra un sistema di brake-by-wire, necessario per consentire il recupero della energia cinetica in frenata da parte del motore elettrico anteriore ed è sviluppato per coniugare precisione e velocità di risposta con affidabilità e durata.
Il Motore a Combustione Interna sull’asse posteriore e l’Energy Recovery System consentono alla 499P di erogare una potenza massima complessiva di circa 680 cavalli, entro i limiti regolamentari.
4 ruote motrici
L’unità elettrica, in frenata, lavora in alternativa oppure in sinergia con i dischi freno anteriori per rallentare la Ferrari 499P.
In accelerazione, l’ERS può attivare la trazione integrale 4WD: “La velocità alla quale si può attivare il motore elettrico”, spiega Mauro Barbieri, Endurance Race Cars Performance Simulation and Regulation Manager, “è fissata dal BoP (Balance of Performance) e dipende anche dalla misura degli pneumatici utilizzati dalle diverse hypercar”.
Le vetture del Cavallino Rampante possono utilizzare la coppia positiva sprigionata dall’unità elettrica solo oltre i 190 km/h, cioè in determinate condizioni e su determinati settori delle piste del FIA WEC.
La possibilità di ingaggiare le ruote anteriori oltre i 190 km/h consente di gestire meglio il bilanciamento della vettura, specialmente nei curvoni veloci.
A Le Mans queste condizioni si verificano in prossimità della parte finale delle curve Porsche e nella parte iniziale del tracciato quando si esce dal circuito Bugatti e si entra nel circuito della 24 Ore.
A Monza, sede del quinto round della stagione 2023, i piloti affrontano la seconda curva della variante Ascari e la curva Parabolica, che immette sul rettilineo principale a velocità superiori ai 190 km/h.
Le hypercar ibride utilizzano meno benzina per stint sfruttando la potenza del motore elettrico, beneficiando di un minor peso a bordo.
Inoltre, nelle fasi di trazione, quando si attiva la 4WD, la trazione integrale fornisce una migliore distribuzione dell’energia alle gomme posteriori, che subiscono così un minor degrado.
La scocca e la meccanica
La scocca della Ferrari 499P è realizzata in fibra di carbonio, mentre le sospensioni presentano una geometria a triangoli sovrapposti, con elementi elastici attivati da un cinematismo di tipo “push-rod”.
I freni, forniti da Brembo, sono realizzati in carbonio, materiale che meglio coniuga la
capacità di dissipare il calore e la leggerezza.
L’attenzione di Brembo si è concentrata sull’ottimizzazione della ventilazione e delle misure dei dischi, che hanno uno spessore massimo di 38 mm e un diametro massimo è di 380 mm, con una percorrenza prevista che va oltre i 6.000 km.
I fori di ventilazione dei dischi sono 432, con un range di temperatura di esercizio tra i 250°C e gli 850°C.
Le forme sono semplici e sinuose, richiamando all’epoca eroica degli anni ’60, ma lo studio aerodinamico ha poi richiesto anche tratti tesi, che si fondono con le curve per creare uno stile puro e iconico.
La carrozzeria è plasmata a partire da una grande superficie piana, dalla quale si sviluppano armoniosamente le pance laterali e i passaruota.
Le cavità delle pance sono attraversate da flussi aerodinamici che investono il cockpit e portano aria ai radiatori.
L’aerodinamica
I passaruota sono caratterizzati da ampie aperture sulla superficie, con lo scopo di ridurre la pressione all’interno dei vani ruota, e ridurre pertanto il drag.
I gruppi ottici conferiscono carattere ed espressività al frontale senza nascondere i richiami ai nuovi canoni stilistici introdotti con la Ferrari Daytona SP3.
La parte posteriore è caratterizzata da una doppia ala orizzontale, mentre ala e bandelle superiori sono accuratamente studiate per garantire l’adeguato livello di downforce.
L’ala inferiore ospita una barra luminosa orizzontale che rende unico e minimalista il design del posteriore.
Gli elementi in carbonio non coprono tutta la meccanica, lasciando ruote e sospensioni completamente a vista.
Sul tetto della vettura è disposta infine una presa d’aria multipla per l’alimentazione dell’aspirazione del motore V6 e per il raffreddamento della batteria e del cambio.
Il lavoro di sviluppo
Dall’annuncio del ritorno della Casa di Maranello nella top class dell’endurance, nel febbraio 2021, al debutto nella classe Hypercar del FIA World Endurance Championship, il 17 marzo 2023, lo sviluppo della Ferrari 499P ha attraversato diverse fasi.
“Possiamo parlare di tre fasi principali – spiega Giuliano Salvi, Ferrari GT & Sports Race Cars Race & Testing Manager “al simulatore, al banco, in pista. La parte concettuale della 499P è stata sviluppata al simulatore, quindi è iniziato il contemporaneo lavoro al banco, dove ogni input ricevuto dalle prove al simulatore veniva raccolto e analizzato. Quando la vettura ha raggiunto un certo livello di maturità abbiamo iniziato il lavoro in pista”.
La continua interazione tra “mondo” digitale e reale ha permesso di mettere a punto le varie componenti della 499P, sfruttando al contempo due vetture, e impiegando un gruppo di lavoro composto da 30 ingegneri.
Durante lo sviluppo il lavoro in pista rappresenta circa il 70% dell’impegno, il 30% rimanente si lega al simulatore.
La prima fase di sviluppo si è concentrata sulla “gestione elettronica – prosegue Salvi – per coordinare il sistema ibrido a 800 Volt in un layout 4WD, composto da un motore elettrico all’anteriore e un propulsore termico al posteriore. Individuate le problematicità, le abbiamo risolte affinché potessimo avere un programma il più continuo possibile”.
Prestazioni e affidabilità della Ferrari 499P
I principali filoni di sviluppo sono due: uno riguarda la prestazione, l’altro l’affidabilità. “Quando parte il programma vi sono dei modelli, ricavati dalla simulazione digitale, che stabiliscono come la vettura dovrà comportarsi nella realtà – prosegue Salvi –. Far convergere virtuale e reale è la sfida ultima dello sviluppo”.
Il lavoro al simulatore permette di moltiplicare la capacità di calcolo e di modellare scenari molto differenti, aspetti fondamentali per lo sviluppo della performance.
Quindi arriva il momento dei primi test reali, “una fase sulla quale abbiamo lavorato con un approccio innovativo, una nuova metodologia per noi – dice Salvi –. Terminato un test ogni componente viene analizzata e se si riscontrano difetti o problemi questi vengono classificati in categorie. Stabilita una priorità nelle categorie, si affrontano i singoli problemi, si modificano eventuali pezzi, si migliora il prodotto-vettura: tutto questo contribuisce ad affinare l’affidabilità”.
“Le aree che si sono dimostrate più complesse sono state l’elettronica, la parte legata al powertrain ibrido e al sistema 4WD, ma test dopo test abbiamo migliorato la loro gestione”. Lo sviluppo, in ogni caso, non si arresta con l’inizio del FIA WEC.
Come in ogni nuovo progetto ogni chilometro accumulato fornisce informazioni essenziali. “Saremo impegnati in pista ogni qualvolta ne avremo l’opportunità, per proseguire con le attività di sviluppo dell’affidabilità e miglioramento della competitività”.
