F80: Ferrari’s Nieuwe Supercar

Sinds 1984 heeft Ferrari regelmatig een nieuwe supercar uitgebracht die het toppunt van geavanceerde technologie en innovatie van zijn tijd vertegenwoordigde en voorbestemd was om opgenomen te worden in de populaire cultuur. Deze auto’s, die bedoeld waren voor de meest veeleisende klanten van het merk, werden onmiddellijk legendes in hun eigen tijd en drukten niet alleen een onuitwisbare stempel op de geschiedenis van Ferrari, maar ook op de geschiedenis van de auto zelf.

De nieuwste telg in deze familie, de F80, moet het summum van techniek voor een auto met verbrandingsmotor belichamen en maakt gebruik van de meest geavanceerde technologische oplossingen, waaronder de nieuwste generatie hybride technologie voor de aandrijflijn, om ongeëvenaarde vermogens- en koppelniveaus te bereiken. Elk aspect van de architectuur is ontworpen om de prestaties te maximaliseren, van het koolstofvezelchassis en de extreme aerodynamische oplossingen die veel verder gaan dan wat ooit eerder is vertoond in een voor de weg bestemde auto, tot de nieuwe actieve ophanging die is geoptimaliseerd om de bestuurder elk grammetje prestaties uit de auto te laten persen op het circuit.

In tegenstelling tot al het andere in de huidige supercarwereld, combineert de F80 al deze eigenschappen met een compromisloos niveau van bruikbaarheid op de weg, waar hij met gemak kan worden bestuurd. Dit vermogen vormde de basis voor elke keuze die werd gemaakt op het vlak van technologie en architectuur om het op het eerste gezicht onmogelijke doel te bereiken, namelijk een supercar maken die op het circuit is georiënteerd en net zo bestuurbaar is als een productiemodel.

Dit alles betekent dat de bestuurder nog meer tijd in de auto doorbrengt en echt kan genieten van zijn prestaties en de opwindende rijervaring die hij biedt. De architectuur van de F80 is zo extreem dat de gekozen lay-out resulteert in een smallere cabine waarin de bestuurder centraal staat, maar die desondanks uitstekende ruimte en comfort biedt voor een passagier. Deze keuze had cruciale voordelen voor het minimaliseren van de luchtweerstand en het gewicht.

De cockpit heeft daardoor een duidelijk eenzittergevoel, ondanks het feit dat de auto gehomologeerd is voor twee inzittenden, wat resulteert in een architectuur die we “1+” zouden kunnen noemen. De belangrijkste reden voor deze keuze was het minimaliseren van de breedte, ten gunste van de aerodynamica (minder luchtweerstand) en gewichtsbesparing. Dit concept is volledig in lijn met de autosportwereld waaruit deze auto niet alleen inspiratie put, maar ook technologische oplossingen erft.

Zoals altijd het geval is geweest met de Ferrari supercars voorafgaand aan de F80, is de aandrijflijn gebaseerd op de beste uiting van technologie in de autosport. De GTO en F40 werden aangedreven door een turbo-V8, omdat Formule 1-auto’s in de jaren 80 gebruik maakten van turbomotoren. Tegenwoordig bestaan de aandrijflijnen in zowel de Formule 1 als het World Endurance Championship (WEC) uit turbo V6 ICE-motoren die zijn gekoppeld aan een 800 V hybridesysteem. Het was dan ook niet meer dan logisch dat deze architectuur – dezelfde architectuur die werd gebruikt door de 499P, die twee opeenvolgende overwinningen behaalde in de 24 uur van Le Mans – zou worden overgebracht naar de nieuwe F80.

Hier wordt de aandrijflijn echter verder aangevuld door de introductie, voor de eerste keer ooit op een Ferrari, van elektrische turbotechnologie (e-turbo), die met een elektromotor die tussen de turbine en compressor van elke turbo is geïnstalleerd, zorgt voor een buitengewone specifieke vermogensafgifte en een ogenblikkelijke respons vanaf lage toerentallen.

Aerodynamica speelt een sleutelrol op de F80, met oplossingen zoals de actieve achtervleugel, de diffuser achter, de vlakke onderzijde, de drievlaksvleugel voor en de S-Duct die samenwerken om 1000 kg downforce te genereren bij 250 km/u. Dit resultaat wordt nog versterkt door de actieve ophanging, die direct bijdraagt aan het genereren van grondeffect. De prestaties worden versterkt door de elektrische vooras, die vierwielaandrijving biedt om nog effectiever gebruik te maken van het beschikbare koppel en vermogen, en de nieuwe remmen met motorsport-afgeleide CCM-R Plus technologie.

Net als alle voorgaande supercars markeert de F80 het begin van een nieuw ontwerptijdperk voor Ferrari, met een meer gespannen, extreme designtaal die de race-ziel accentueert. Er zijn duidelijke verwijzingen naar signalen uit de ruimtevaart, die de geavanceerde technologie en elegante techniek van elke technische oplossing benadrukken. Maar er zijn ook knipogen naar zijn beroemde voorgangers die de illustere afkomst van de F80 duidelijk maken.

AANDRIJFSYSTEEM

INTERNE VERBRANDINGSMOTOR

De drieliter 120° V6 F163CF van de F80 is de ultieme uitdrukking van de Ferrari zescilinder motor: deze unit produceert een verbluffend piekvermogen van 900 pk, waardoor het de Ferrari motor is met het hoogste specifieke vermogen aller tijden (300 cv/l), waaraan de elektrische vooras (e-4WD) en achtermotor (MGU-K) van het hybride systeem nog eens 300 cv toevoegen.

De link met motorsport, en endurance racen in het bijzonder, is sterk: de architectuur van deze motor en veel van zijn componenten zijn nauw afgeleid van de krachtbron van de 499P die de laatste twee edities van de 24 uur van Le Mans won. Overeenkomsten met de auto die deelneemt aan het World Endurance Championship (WEC) zijn onder andere de architectuur, het carter, de lay-out en de aandrijfkettingen van het timingsysteem, het oliepompherstelcircuit, de lagers, de injectoren en de GDI-pompen.

Natuurlijk is er ook technologie overgenomen uit de Formule 1, waarvan de F80 zowel het concept van de MGU-K erft (met de ontwikkeling van een industrieel produceerbare elektromotor die lijkt op de eenheid die in F1-auto’s van Ferrari wordt gebruikt) als de MGU-Hs (die vermogen genereren uit het overschot aan kinetische energie van de rotatie van de turbines, gecreëerd door de warmte-energie van de uitlaatgassen) met een op maat gemaakte e-turbo-toepassing.

Voor maximale prestaties onder alle mogelijke omstandigheden is elk aspect van de kalibratie van de motor tot het uiterste doorgevoerd, met name gericht op het ontstekings- en injectietijdstip, het aantal injectieslagen per slag en het beheer van de variabele kleptiming. De F80 is uitgerust met de eerste Ferrari-wegautomotor die profiteert van een nieuwe benadering voor statistische klopbeheersing, waardoor de motor nog dichter bij de klopgrens kan werken en er een hogere verbrandingskamerdruk dan ooit kan worden gebruikt (+20% vergeleken met de 296 GTB) om nog meer van het potentieel van de motor te benutten.

Een ander cruciaal aspect was het werk aan de dynamische kalibratie van de koppelkromme in elke versnelling, een primeur voor een Ferrari wegauto. Dit deel van het project richtte zich op echte rijomstandigheden op de weg en het beheer van het e-turbo-systeem, omdat de grenswaarden voor de klop- en compressorpiek variëren afhankelijk van de vraag of ze worden gemeten in dynamische of stationaire omstandigheden. Als resultaat van dit onderzoek werd een specifieke kalibratie ontwikkeld voor elke versnelling, waardoor de motor in alle bedrijfsomstandigheden een responsniveau kan bereiken dat vergelijkbaar is met dat van een atmosferische motor.

Met de e-turbo’s, met een elektromotor die axiaal tussen de turbine en het compressorhuis is geïnstalleerd, kunnen de ingenieurs de vloeistofdynamica van de motor optimaliseren voor maximaal vermogen bij middelhoge tot hoge toerentallen zonder het gebruikelijke compromis dat dit met zich meebrengt in termen van turbogat bij lage toerentallen. Door elektrisch vermogen in de vergelijking op te nemen, is het mogelijk om e-turbo managementstrategieën te definiëren die het turbogat tenietdoen en voor bliksemsnelle reactietijden zorgen.

De 350 bar injectoren van het GDI-systeem bevinden zich in het midden van de verbrandingskamer voor een optimale brandstof-luchtmenging en zorgen samen met de meervoudige injectiestrategieën voor efficiëntie voor uitstekende prestaties met lagere emissies. De in- en uitlaatnokprofielen zijn herzien om de vloeistofdynamische efficiëntie te optimaliseren en het maximale motortoerental te verhogen tot 9000 t/min, met een dynamische begrenzer bij 9200 t/min.

Zowel de inlaat- als de uitlaatrunners zijn gepolijst voor betere prestaties; de inlaatrunners zijn verkort om de weerstand te verminderen en het lucht/brandstofmengsel te koelen via vloeistofdynamische ontstemming, en zijn specifiek ontworpen om de turbulentie in de verbrandingskamer te verhogen. De uitlaatlijn met drie stenen (matrices) voldoet aan de huidige emissienormen (Euro 6E-bis), maar houdt nu al rekening met toekomstige evoluties in de emissieregelgeving op wereldniveau.

De Inconel© uitlaatspruitstukken zijn ontworpen om drukverliezen te minimaliseren en zijn getuned om het kenmerkende geluid van een Ferrari V6 te benadrukken. De stalen krukas is vervaardigd uit een gegoten element en heeft warmgesmede krukpennen met een offsethoek van 120°. De ontstekingsvolgorde 1-6-3-4-2-5 geeft de F80 een typisch Ferrari timbre. Om gewicht te besparen, zijn de krukasvlakken en contragewichten lichter gemaakt.

De drijfstangen en zuigers zijn ook herzien: de titanium drijfstangen hebben een getande interface op het pasvlak tussen de schacht en de grote eindkap om een perfecte uitlijning tussen de twee delen en een absolute montageprecisie met de lagers te garanderen. De aluminium zuigers zijn geoptimaliseerd om het gewicht te verminderen en om de hogere druk en thermische belasting in de verbrandingskamer te weerstaan als gevolg van het ongelooflijk hoge koppel en vermogen. Specifiek voor de zuigerpen is hoogsterkte staal met DLC-coating (diamantachtige koolstof) gebruikt. Bovendien is er een speciale opening voor oliedoorvoer toegevoegd aan de zone tussen de zuigerpen en de drijfstang om de smering te verbeteren.

Om het zwaartepunt van de auto te verlagen, is de motor zo dicht mogelijk bij de vlakke onderkuip geplaatst. Daardoor bevindt geen van de onderdelen onderin het carter zich meer dan 100 mm onder de middellijn van de krukas. Er werd ook beslist om de motor-transmissie-eenheid 1,3° te kantelen in de Z-as, waardoor de versnellingsbak hoger komt te liggen zodat de efficiëntie van de aerodynamische onderkuip niet in het gedrang komt.

Om de motor lichter te maken, zijn het cilinderblok, carter, timingdeksel en andere onderdelen herzien, terwijl er ook titanium schroeven zijn gebruikt. Als gevolg van deze maatregelen weegt de motor niet meer dan de V6 van de 296 GTB, ondanks een vermogenstoename van 237 pk.

De lagere montagepositie van de motor-transmissie-eenheid werd mogelijk gemaakt door het nieuwe vliegwiel met een kleinere diameter, dat helemaal nieuw voor deze toepassing werd ontworpen. Deze innovatieve oplossing werd mogelijk gemaakt door het gebruik van twee sets veren, die ook bijdroegen aan het verminderen van de algehele stijfheid van het systeem en het effectiever filteren van trillingen die naar de transmissie worden overgebracht. De demper werd ook specifiek voor deze toepassing ontwikkeld om de hogere torsietrillingskrachten in de aandrijflijn te dempen en de hogere thermische belastingen als gevolg van de toegenomen prestaties af te voeren.

HYBRIDE AANDRIJFLIJN

De elektromotoren die voor de F80 worden gebruikt, zijn de eerste eenheden die volledig door Ferrari in Maranello zijn ontwikkeld, getest en geproduceerd, allemaal met het specifieke doel om de prestaties te maximaliseren en het gewicht te verminderen. Het ontwerp (twee op de vooras en één achterop de auto) is rechtstreeks afgeleid van Ferrari’s ervaring in de racerij; met name de stator en rotor in een Halbach array-configuratie (die gebruikmaakt van een speciale lay-out van de magneten om de kracht van het magnetische veld te maximaliseren) en de magneethuls van koolstofvezel zijn allemaal oplossingen die zijn afgeleid van het ontwerp van de MGU-K-unit die in de Formule 1 wordt gebruikt.

De rotor maakt gebruik van Halbach array technologie om de magnetische fluxdichtheid te maximaliseren en het gewicht en de massatraagheid te minimaliseren. Aan de andere kant is de koolstofvezel magneetkoker gebruikt om de maximale motorsnelheid te verhogen tot 30.000 tpm. De stator met geconcentreerde wikkeling vermindert het gewicht van het koper dat gebruikt wordt voor de eindwikkelingen, terwijl de Litz-draad de hoogfrequente verliezen minimaliseert. De Litz bestaat uit meerdere geïsoleerde draden in plaats van een enkele draad, waardoor het ‘skin-effect’ wordt verminderd en de stroom gelijkmatig door de hele doorsnede van de draad kan stromen om verliezen te minimaliseren. De harscoating voor alle actieve delen van de stator verbetert de warmteafvoer.

Een DC/DC-converter transformeert gelijkstroom op één spanning naar gelijkstroom op een andere spanning. Deze innovatieve technologie maakt het mogelijk om met één component drie verschillende spanningen tegelijk te verwerken: 800 V, 48 V en 12 V.

Door gebruik te maken van de gelijkstroom die door de hoogspanningsbatterij van 800 V wordt geproduceerd, genereert de Ferrari converter gelijkstroom van 48 V om de actieve ophanging en e-turbo-systemen van stroom te voorzien, en gelijkstroom van 12 V om de elektronische regeleenheden en alle andere elektrische hulpvoorzieningen van het voertuig van stroom te voorzien. Dankzij innovatieve resonantietechnologie kan deze component stroom omzetten zonder vertraging met een omzettingsefficiëntie van meer dan 98%, zodat hij zich in alle opzichten gedraagt als een accumulator. Deze component maakt een 48 V batterij overbodig, wat gewicht bespaart en de lay-out van het elektrische systeem vereenvoudigt.

De vooras, die ook volledig door Ferrari zelf is ontwikkeld en geproduceerd, bevat twee elektromotoren, een omvormer en een geïntegreerd koelsysteem. Dit onderdeel maakt het mogelijk om torque vectoring toe te passen voor de vooras. De integratie van verschillende functies in één enkel onderdeel en de nieuwe mechanische lay-out hebben een gewichtsbesparing van ongeveer 14 kg opgeleverd ten opzichte van eerdere toepassingen, en het hele onderdeel weegt slechts 61,5 kg. Het optimaliseren van de mechanische efficiëntie was een primair doel: olie met een lage viscositeit (Shell E6+) en een actief smeersysteem met droog carter met een olietank die rechtstreeks in de as is geïntegreerd, verminderden de mechanische vermogensverliezen met 20%. Het gebruik van tandwielen met een hoge dekkingsgraad (HCR) droeg bij aan een vermindering van de geluidsemissies met 10 dB.

De gelijkstroom die wordt ontvangen van de hoogspanningsaccu wordt door de omvormer omgezet in de wisselstroom die nodig is om de elektromotor aan te drijven. De omvormer die in de vooras is geïntegreerd, is bidirectioneel, wat betekent dat hij ook de wisselstroom die door de as wordt geproduceerd tijdens het regeneratief remmen, omzet in gelijkstroom voor het opladen van de accu. De omvormer die wordt gebruikt om het vermogen om te zetten en de twee voorste motoren aan te sturen, kan in totaal 210 kW vermogen aan de as leveren. Op de F80 is de omvormer rechtstreeks in de as geïntegreerd en weegt hij slechts 9 kg, wat bijdraagt aan de lagere massa van dit onderdeel in vergelijking met zijn tegenhanger op de SF90 Stradale.

Een andere omvormer wordt gebruikt voor de elektrische motor achteraan (MGU-K). Deze vervult drie functies: de verbrandingsmotor starten, energie terugwinnen om de hoogspanningsaccu op te laden en het koppel van de motor aanvullen in bepaalde dynamische omstandigheden. Hij kan tot 70 kW genereren in de regeneratiemodus en de verbrandingsmotor tot 60 kW vermogen leveren. Geïntegreerd in beide omvormers is het Ferrari Power Pack (FPP) systeem, een vermogensmodule met alle elementen die nodig zijn voor vermogensomzetting in een zo compact mogelijke eenheid. Deze unit bestaat uit zes modules in siliciumcarbide (SiC), gate driver boards en een speciaal koelsysteem.

De kern van het energieaccumulatiesysteem – de hoogspanningsbatterij – is ontworpen voor een zeer hoge vermogensdichtheid. Het innovatieve ontwerp van de batterij is gebaseerd op drie principes: lithiumcelchemie afgeleid van de Formule 1, een uitgebreid gebruik van koolstofvezel voor de constructie van de monocoque behuizing en een gepatenteerde ontwerp- en montagemethode (cell-to-pack) die het gewicht en volume van de eenheid minimaliseert. Laag in de motorruimte draagt het pack bij aan een nog beter dynamisch voertuiggedrag door het zwaartepunt van de auto te verlagen. Alle elektrische en hydraulische circuitaansluitingen zijn in het onderdeel ingebouwd om de lengte van kabels en slangen te beperken, terwijl het pack is geconfigureerd met 204 cellen die in serie zijn geschakeld en gelijkmatig zijn onderverdeeld in 3 modules, voor een totale energiecapaciteit van 2,3 kWh en een maximaal vermogen van 242 kW.

Last but not least, om de integratie tussen de elektrische en elektronische interne componenten te verbeteren, ontwikkelde Ferrari de CSC (Cell Sensing Circuit) draadloze sensorsuite, die de celspanning controleert met veercontacten en de celtemperatuur meet met infraroodsensoren.

AERODYNAMIEK

De F80 stuwt de aerodynamische prestaties naar een niveau dat nog nooit eerder is gezien op een Ferrari wegauto, zoals blijkt uit de 1000 kg downforce die wordt geproduceerd bij 250 km/u. Deze verbazingwekkende prestatie werd mogelijk gemaakt door een perfecte symbiose tussen alle interne Ferrari-afdelingen die werkten aan de definitie van de architectuur van de auto; voor elke afdeling was de perfecte balans tussen downforce en topsnelheid de basis voor elke ontwerpkeuze, wat vorm gaf aan een reeks extreme oplossingen die passen bij een echte superauto.

De voorkant van de F80, die een totale downforce van 460 kg ontwikkelt bij 250 km/u, is geïnspireerd op de aerodynamische concepten die in de Formule 1 en het World Endurance Championship (WEC) worden gebruikt en die voor deze toepassing innovatief zijn geherinterpreteerd als hoekstenen van het hele ontwerp. Aan de ene kant maakte de liggende racepositie een chassis met een hoge centrale kiel mogelijk, terwijl aan de andere kant de lay-out van het koelsysteem het hele centrale deel van het voertuig heeft vrijgemaakt, waardoor de bruikbare ruimte voor andere functies is gemaximaliseerd.

Het carrosseriekleurige centrale volume van de neus fungeert als het royale hoofdvlak van de voorvleugel. Binnenin de S-Duct zitten twee flappen die het hoofdprofiel volgen om de configuratie van de drievleugel te vervolledigen met krommingen en blaasspleten die duidelijk geïnspireerd zijn op de 499P. Cruciaal voor de aerodynamische efficiëntie van de voorkant van de auto is de manier waarop het drievlak perfect samenwerkt met de S-Duct en de hoge centrale kiel, waardoor de luchtstroom naar de vleugel zo min mogelijk wordt geblokkeerd en de prestaties worden gemaximaliseerd.

Als gevolg daarvan ondergaat de luchtstroom vanaf de onderkant en bumper een heftige verticale expansie en wordt deze binnen het kanaal omgeleid naar de motorkap aan de voorkant, waardoor een krachtige upwash ontstaat die zich vertaalt in een krachtige lagedrukzone onder de onderkant van de auto. Dit is goed voor 150 van de 460 kg maximale downforce die wordt gegenereerd aan de voorkant van de auto, die echter erg gevoelig is voor veranderingen in de bodemvrijheid. De aerodynamische balans van de auto wordt daarom gegarandeerd door de actieve ophanging, die de houding van de auto in realtime regelt en de afstand tussen de onderkant en de weg aanpast aan de rijomstandigheden.

Het volume dat vrijkwam onder de voeten van de bestuurder maakte ook ruimte voor drie paar bargeboards. Deze apparaten genereren krachtige, geconcentreerde wervelingen die een snelheidscomponent introduceren in het luchtstromingsveld in de outwash-richting. De outwash verbetert niet alleen de aanzuiging van de onderzijde, maar vermindert ook verstoppingen en verbetert de prestaties van het voorste drievlak. De bargeboards helpen ook de nadelige effecten van het zog van het voorwiel te beperken door het op te sluiten en weg te houden van de onderkant van de auto, waardoor vervuiling van de luchtstroom naar de achterkant van de auto wordt voorkomen.

De aerodynamische prestaties van de achterste zone van de auto, die de resterende 590 kg downforce genereert bij 250 km/u, zijn het resultaat van de gecombineerde actie van het achtervleugel-diffusorsysteem. De efficiëntie van dit systeem is sterk afhankelijk van de hoeveelheid downforce die door de onderzijde wordt geproduceerd, omdat dit weinig invloed heeft op de luchtweerstand.

Om de prestaties van de diffuser van de F80 naar een extreem niveau te tillen, is het expansievolume van de diffuser zelf gemaximaliseerd door de motor-gearbox-eenheid 1,3° te laten hellen in de Z-as en door de configuratie van het achterste chassis en de ophangingscomponenten. Het beginpunt van de opwaartse kromming van de diffuser werd naar voren gebracht, wat resulteerde in een diffuser met een recordlengte van 1800 mm, die een enorme lagedrukzone onder de auto genereert die op zijn beurt een enorme luchtstroom naar de onderkant van de auto trekt.

De geometrie van het chassis, met smalle, gebogen dorpels, draagt bij aan het creëren van een aerodynamisch afdichtingseffect rond de onderzijde door een kanaal te vormen dat de stroming opvangt die aan de flank kleeft en lucht naar de binnenkant van de achterste wielkast onder de onderste ophangingsarm blaast. De interactie tussen deze luchtstroom en de buitenste rand van de diffuser verstoort de wervelingen die in de contactzone tussen wiel en weg ontstaan, waardoor de lucht niet te ver naar voren in de diffuser kan stromen. Deze oplossingen zijn zo perfect op elkaar afgestemd dat de downforce die alleen al door de diffuser wordt gegenereerd 285 kg bedraagt, oftewel meer dan 50% van de totale downforce op de achteras.

De actieve vleugel is het meest opvallende aerodynamische kenmerk van de F80, dat het hele aerodynamische concept van de auto compleet maakt. Het actuatorsysteem van de achtervleugel past niet alleen de hoogte aan, maar regelt ook de invalshoek continu en dynamisch, voor nauwkeurig moduleerbare downforce en luchtweerstand. In de HD-configuratie (High Downforce), die wordt gebruikt tijdens het remmen, indraaien en nemen van bochten, neemt de vleugel een hoek van 11° aan ten opzichte van de richting van de luchtstroom om meer dan 180 kg downforce te genereren bij 250 km/u.

Aan het uiterste tegenovergestelde van het draaibereik bevindt de vleugel zich in de Low Drag (LD) configuratie, met de voorrand omhoog gekanteld. De weerstand is veel lager in deze configuratie, niet alleen vanwege de verminderde lift, maar ook vanwege het trekeffect dat wordt opgewekt door de resterende lagedrukzone die op de onderkant van de vleugel zelf drukt.

De achtervleugel is de hoeksteen van het volledige adaptieve aerodynamische systeem, waardoor de F80 zich kan aanpassen aan alle mogelijke dynamische omstandigheden, die in realtime worden bewaakt en geëvalueerd door de regelsystemen van het voertuig. Als reactie op de verzoeken van de bestuurder op het gebied van acceleratie, snelheid en stuurhoek, bepaalt het systeem de optimale mix van downforce, aerodynamische balans en luchtweerstand, en vertelt het de actieve ophanging en actieve aerosystemen om de ideale houding dienovereenkomstig te implementeren. In het geval van het aerosysteem betekent dit het regelen van de invalshoek van de achtervleugel en de activeringstoestand van de Active Reverse Gurney flap onder het voorste drievlak.

Met zijn twee verschillende configuraties maakt de flap het ook mogelijk om de downforce en luchtweerstand aan de voorkant van de auto te regelen: de gesloten stand genereert maximale downforce, terwijl het apparaat in de open stand loodrecht op de luchtstroom staat en, net als DRS-systemen in de Formule 1, de onderkant van de auto blokkeert om de luchtweerstand te verminderen en de auto een hogere topsnelheid te laten bereiken.

WARMTEBEHEER

Het bepalen van de lay-out van het koelsysteem vereiste diepgaande studies en een nauwgezette ontwikkeling om de thermische behoeften van de motor (die meer dan 200 kW thermisch vermogen moet afvoeren tijdens prestatiegebruik) en het nieuwe hybride systeem te verzoenen met de aërodynamische vereisten. Het doel was om een koelsysteem te ontwerpen met de kleinst mogelijke impact op de algehele verpakking, om een functioneel en aerodynamisch verantwoorde configuratie te bereiken die perfect voldoet aan zowel de aerodynamische als de thermische eisen van de F80.

De radiatoren zijn optimaal geplaatst om de koude luchtstroom te maximaliseren en de interferentie met de warme luchtstroom te minimaliseren, voor een betere thermische uitwisselingsefficiëntie. Er is ook gekozen voor een aantal andere innovatieve oplossingen om de algehele thermische balans van de auto te verbeteren, zoals de transparante folie in de voorruit die stroom van het 48V-circuit gebruikt om het scherm te ontwasemen en de stroomvraag van het HVAC-systeem te verminderen. Bovendien wordt het klimaatregelingscircuit geregeld door elektrisch bediende kleppen die de koelmiddelstroom moduleren in functie van de behoeften van het HVB-circuit, wat het energiebeheer verbetert.

Aan de voorkant bevinden zich twee condensors voor de klimaatregeling, de accu en het circuit van de actieve ophanging, plus drie hogetemperatuurradiatoren voor de koeling van de V6. Twee van deze bevinden zich aan de zijkant, aan de buitenkant, om zo effectief mogelijk gebruik te maken van de ruimte tussen de ondervloer en de koplampen, terwijl de derde in het midden is geplaatst en profiteert van de upwash die door het drievlak wordt gegenereerd om voor een adequate luchtstroom te zorgen.

De ontluchting van de warme luchtstromen is geoptimaliseerd om de aerodynamica van de voorkant en de naar achteren gerichte koelluchtstromen niet te verstoren. De hoofdontluchting van de zijradiatoren opent in de wielkast, een oplossing die zo min mogelijk blokkering biedt om een uitstekende permeabiliteit voor de stralende massa’s te garanderen. Een andere opening in de flank van de voorvleugel vóór het wiel draagt bij aan het indammen van het zog van het wiel, terwijl de warme lucht ook rond de buitenkant van het wiel wordt geleid. De middelste radiateur voert de warmte af naar de zone tussen de bumper en de motorkap zonder de stroom die de S-Duct verlaat te verstoren.

Een aantal verschillende functies zijn geïntegreerd in de flank van de F80 in één formele oplossing die wordt beschreven door het bovenste volume van de deur, waar het oppervlak geleidelijk wegvalt om vorm te geven aan een kanaal dat in de carrosserie zelf is opgenomen. De vorm van dit kanaal beschermt de luchtstroom langs de vleugel tegen thermische vervuiling door het hete zog van het voorwiel en leidt de luchtstroom langs het oppervlak van de deur naar de inlaat aan de voorkant van de flank. Deze luchtinlaat wordt bekroond door een winglet die de kenmerkende vorm van NACA luchtinlaten herinterpreteert: een oplossing die gebruik maakt van de werveling van de lucht om een deel van de luchtstroom die in de regio boven het kanaal stroomt op te vangen. Binnenin het kanaal wordt de binnenkomende lucht in twee stromen gesplitst, waarbij de ene het inductiesysteem van de motor voedt, dat profiteert van tot 5 pk extra vermogen als gevolg van het rameffect, en de andere de intercooler voedt, die de inlaatlucht koelt, en de achterremmen.

Ook hier kozen de ingenieurs voor innovatieve oplossingen om het remsysteem – dat is ontwikkeld rond hypermoderne CCM-R Plus schijven – onder optimale thermische omstandigheden te laten werken. Deze omvatten een luchtkanaal aan de voorkant dat gebruikmaakt van de holle binnenholtes van de schokabsorberende chassisoverlang aan de voorkant om de hoogenergetische koude luchtstroom van de bumper naar de schijven, remblokken en remklauwen te leiden, de meest gevoelige elementen van het systeem. Voor de allereerste keer verandert deze oplossing, gepatenteerd door Ferrari, wat een verpakkingsbeperking was in een middel om de koelprestaties te maximaliseren en biedt het een toename van 20% in de koelluchtstroom vergeleken met de LaFerrari zonder dat dit ten koste gaat van de aerodynamica aan de voorkant.

VOERTUIGDYNAMIEK

De F80 is uitgerust met het meest geavanceerde pakket technologische oplossingen dat momenteel beschikbaar is voor het beheren van de voertuigdynamiek onder alle mogelijke omstandigheden op de weg of op het circuit. Het actieve veersysteem van Ferrari is ongetwijfeld een van de paradepaardjes hiervan en is vanaf de basis opnieuw ontworpen in vergelijking met de versie die werd gebruikt op de Ferrari Purosangue om het aan te passen aan de supercar ziel van de F80.

Het systeem bestaat uit volledig onafhankelijke ophanging rondom, bediend door vier 48V elektromotoren, een dubbele wishbone-lay-out, actieve binnenboorddempers en bovenste wishbones die zijn gemaakt met 3D-printing en additive manufacturing-technologie, die hier voor het eerst wordt toegepast op een Ferrari wegauto. Deze oplossing biedt een aantal voordelen, zoals een geoptimaliseerde lay-out, nauwkeurigere wielbesturing, minder onafgeveerde massa, geen noodzaak voor een stabilisatorstang en de introductie van een speciale functie voor correctie van de camberhoek.

Dit systeem voldoet aan twee schijnbaar onverenigbare eisen – de behoefte aan een zeer vlakke rit op het circuit, waarbij variaties in de rijhoogte zo veel mogelijk moeten worden beperkt, en de behoefte dat de conformiteit effectief oneffenheden in het wegdek opvangt tijdens normaal rijden. Dit betekent dat de auto uitstekende rijeigenschappen heeft op de weg en ook de downforce optimaal kan beheren in alle mogelijke omstandigheden.

Bij lage snelheden geeft het systeem prioriteit aan mechanische balans en zwaartepuntregeling, terwijl bij toenemende snelheid het rijhoogteregelsysteem werkt om de aerodynamische balans in elke verschillende bochttoestand te optimaliseren in samenwerking met het actieve aerosysteem. Bij hard remmen, zoals bij het ingaan van een bocht, minimaliseert de rijhoogteregeling variaties om instabiliteit te voorkomen die wordt veroorzaakt door de gewichtsverplaatsing naar voren die normaal gesproken in dit scenario optreedt. Tijdens het nemen van bochten draagt het systeem bij aan het verhogen van de downforce om de optimale balans te behouden. Als de auto de bocht uitrijdt, neutraliseert het systeem de neiging om de balans naar achteren te verschuiven, waardoor de best mogelijke omstandigheden voor tractie voor alle vier de wielen en stabiliteit worden behouden.

Een andere belangrijke evolutie die de F80 introduceert, is het nieuwe SSC 9.0-systeem (Side Slip Control), dat nu profiteert van de geïntegreerde FIVE-functie (Ferrari Integrated Vehicle Estimator). De nieuwe estimator is gebaseerd op het concept van de digitale tweeling, een wiskundig model dat gebruikmaakt van de parameters die worden verkregen door sensoren die op de auto zijn geïnstalleerd om het gedrag van de auto virtueel na te bootsen.

Naast het in realtime schatten van de gierhoek, wat al mogelijk was met de vorige generatie, schat het nieuwe systeem ook de snelheid van het massamiddelpunt van de auto en berekent beide met een precisie van respectievelijk minder dan 1° en 1 km/u. De nieuwe schatter verbetert de prestaties van alle dynamische regelsystemen aan boord van de auto, inclusief bijvoorbeeld de tractieregeling.

De hybride aandrijflijn van de F80 is voorzien van de eManettino, zoals alle PHEV Ferrari-modellen, en biedt drie verschillende rijmodi: ‘Hybrid’, ‘Performance’ en ‘Qualify’. Er is geen eDrive-modus, die beschikbaar is op de SF90 Stradale en 296 GTB, omdat de F80 niet in volledig elektrische modus kan worden gereden, wat niet in overeenstemming zou zijn met de missie van de auto.

De ‘Hybrid’-modus is standaard geselecteerd wanneer de auto wordt ingeschakeld en schakelt alle functies in die bedoeld zijn om de auto efficiënter en bruikbaarder te maken onder alle omstandigheden in de praktijk. Deze modus geeft prioriteit aan energieterugwinning en het behoud van de acculading om het vermogen van de MGU-K motor om boost te leveren wanneer dat nodig is, te verlengen. De modus ‘Performance’ is gericht op het leveren van continue prestatieniveaus tijdens lange stints op het circuit, waarbij de energiestromen naar de batterij worden geoptimaliseerd om de ladingstoestand van de batterij altijd rond de 70% te houden. In de meest extreme modus, ‘Qualify’, kan de bestuurder al het vermogen van de F80 benutten, waarbij elektronische koppelvorming wordt gebruikt tijdens het opschakelen aan de toerenbegrenzer om de koppelcurves van de elektromotor en de ICE-motor in de best mogelijke combinatie te gebruiken voor maximale prestaties.

De eManettino-modi ‘Performance’ en ‘Qualify’ bieden de bestuurder ook toegang tot een gloednieuwe functie die niet alleen een primeur is voor Ferrari, maar voor de hele auto-industrie: Boost Optimization, een technologie die het circuit waarop de auto rijdt registreert en een extra vermogensboost levert op de delen van het circuit waar dat het meest nodig is. Na het selecteren van deze functie rijdt de bestuurder eerst een verkenningsronde over het circuit, waarbij het systeem de bochten en rechte stukken van het circuit identificeert en de gegevens verzamelt die het nodig heeft om de vermogensafgifte te optimaliseren. Zodra deze ronde is voltooid, is de auto klaar om het benodigde extra vermogen automatisch te leveren zonder verdere actie van de bestuurder. Hoe Boost Optimization wordt geïmplementeerd, hangt af van de vraag of het systeem wordt gebruikt in de modus ‘Performance’ (waarbij de constant beschikbare prestaties zo lang mogelijk worden gehandhaafd) of in de modus ‘Qualify’ (kwalificatie), waarbij de boostzones worden gemaximaliseerd, zelfs als dit ten koste gaat van de lading van de hoogspanningsaccu.

Het remsysteem van de F80 introduceert nog een belangrijke innovatie: CCM-R Plus technologie, ontwikkeld in samenwerking met Brembo. De toepassing van materialen en technologieën die rechtstreeks zijn afgeleid van Ferrari’s ervaring in de autosport heeft geleid tot een product met duidelijk superieure prestaties dan elk ander koolstofkeramisch systeem voor op de weg.

CCM-R Plus gebruikt langere koolstofvezels om de mechanische sterkte (+100%) en thermische geleidbaarheid (+300%) aanzienlijk te verbeteren ten opzichte van de vorige generatie. De remoppervlakken zijn gecoat met een laag siliciumcarbide (SiC), die een ongelooflijke slijtvastheid biedt en tegelijkertijd de inremtijd verkort. Deze schijven werken samen met remblokken met een specifieke nieuwe samenstelling die zorgt voor een buitengewoon constante wrijvingscoëfficiënt, zelfs bij langdurig extreem gebruik op het circuit. Het grotere warmte-uitwisselingsgebied van de twee rijen ventilatiekanalen van de schijf en hun geometrie, afgeleid van F1-toepassingen en geoptimaliseerd met geavanceerde computational fluid dynamic (CFD)-methoden, zorgen voor een superieure koeling.

Twee bandenkeuzes, Pilot Sport Cup2- en Pilot Sport Cup2R-varianten, beide aangeboden in de maten 285/30 R20 en 345/30 R21 (voor/achter), werden samen met Michelin ontwikkeld voor de F80. Pilot Sport Cup2-banden hebben een karkas en profiel dat speciaal is ontworpen om een opwindende rijervaring te bieden en de bruikbaarheid van de auto te maximaliseren, terwijl de Pilot Sport Cup2R specifieke compounds gebruikt die zijn afgeleid van autosporttoepassingen om de auto in staat te stellen prestaties op het circuit te leveren die voorheen ondenkbaar waren voor een Ferrari wegauto, zowel wat betreft maximale grip als consistentie in de tijd.

En om de dagelijkse bruikbaarheid te maximaliseren, zelfs wanneer niet op de limiet wordt gereden, is de F80 standaard uitgerust met alle belangrijke ADAS-functies voor bestuurdersassistentie die momenteel beschikbaar zijn: Adaptieve Cruise Control met Stop&Go-functie; Automatische noodrem; Lane Departure Warning; Lane Keeping Assist; Automatisch grootlicht; Verkeersbordherkenning; en Waarschuwing voor slaperigheid en aandacht.

CHASSIS EN CARROSSERIE

CHASSIS

De kuip en andere elementen van het chassis van de F80 zijn ontwikkeld met behulp van een multimaterialenaanpak, waarbij voor elke afzonderlijke zone het meest geschikte materiaal voor de taak wordt gebruikt. De cel en het dak zijn gemaakt van koolstofvezel en andere composieten, terwijl de subframes voor en achter van aluminium zijn en met titanium schroeven aan de kuip zijn bevestigd. Aan de achterkant is er een extra aluminium subframe, dat met schroeven aan het achterste subframe is bevestigd, voor de accu.

De subframes bestaan uit gesloten extrusies die met elkaar verbonden zijn door gegoten elementen. De kuip heeft holle dorpels van koolstofvezel die dienen als de belangrijkste dragende elementen. Het dak is gemaakt van koolstofvezel, gefabriceerd en vervolgens in één sessie uitgehard in de autoclaaf. Beide gebieden maken gebruik van dubbele buisvormige blazen, een innovatieve productiemethode die is afgeleid van de Formule 1. De kuip en het dak maken beide gebruik van interne koolstofvezel en Rohacell/Nomex sandwichpanelen als dragende structuren.

Net als bij de LaFerrari fungeren de dorpels als zijdelingse schokdempers. Door de asymmetrische indeling van de cabine kon elke kant van de kuip afzonderlijk worden geoptimaliseerd: de bestuurderskant heeft een verstelbare stoel, met een groot aantal standen voor rijcomfort en veiligheid bij een aanrijding van opzij. Dit vereiste een groter aantal structurele panelen in de vloer en langere schokdempers aan de bestuurderskant dan aan de passagierskant, waar een vaste stoel wordt gebruikt om gewicht te besparen en toch de veiligheid voor beide inzittenden te garanderen.

De schokabsorberende aluminium langsdragers aan de voorkant dragen ook bij aan het warmtebeheer, omdat hun holle binnenkanten worden gebruikt als koelluchtkanalen voor het remsysteem. Ferrari ontwikkelde mee aan een nieuwe gietoplossing die de minimale wanddikte die voorheen van toepassing was op deze gietstukken (2,0 mm) met 23% heeft verminderd. Samen hebben deze oplossingen een gewichtsbesparing van 5% opgeleverd, terwijl de torsiestijfheid en de stijfheid van de liggers met 50% zijn toegenomen ten opzichte van de LaFerrari. De NVH is ook aanzienlijk verbeterd om de meest comfortabele rijervaring te bieden.

CARROSSERIE

De carrosserie van de F80 is volledig nieuw en is gemaakt van pre-preg koolstofvezel die in de autoclaaf is uitgehard met behulp van technologie uit de Formule 1 en andere autosporten. De motorkap aan de voorkant is voorzien van een S-Duct dat bestaat uit een vast element dat de twee voorvleugels met elkaar verbindt.

Net als bij de LaFerrari worden er vleugeldeuren gebruikt met een scharniermechanisme met dubbele draaias, waardoor ze verticaal kunnen openen tot een hoek van bijna 90°. De onderstructuur van de deuren, een structureel element dat ook dynamische belastingen moet absorberen bij zijdelingse impact, is gemaakt van speciale hoogwaardige koolstofvezel.

De achterste motorkap, die de stylingkenmerken van de deur vanaf de zijkant weerspiegelt, bevat zes sleuven die hete lucht van de V6-motor ventileren en een grille die ook lucht ventileert.

ONTWERP

EXTERIEUR

De F80 is het product van een creatieve ontwerpstudie die het team van het Ferrari Styling Centre onder leiding van Flavio Manzoni heeft geleid tot een radicale verandering in de visuele taal van het merk, waarbij een link werd gelegd tussen het verleden en de toekomst van het Ferrari-design. Met de bedoeling om een groot aantal verschillende elementen van de designtaal en het DNA van het merk te assimileren, richtte deze studie zich eerst op de esthetiek van de F1-raceauto’s van het merk om de richting te bepalen voor het creëren van een auto met een moderne en innovatieve visuele identiteit die plaats biedt aan een bestuurder en een passagier, ondanks de compromisloze ervaring van een eenzitter.

Met deze logica als basis werd het ontwerp van de F80 vervolgens ontwikkeld met technologische input, waardoor de auto zijn gedurfde hightech-karakter kreeg. De ambitieuze prestatiedoelen vereisten een holistische benadering van het project; als gevolg daarvan vorderde het formele ontwerpproject voor de F80 van begin tot definitieve voltooiing, waarbij het Styling Centre voortdurend samenwerkte met de afdelingen techniek, aerodynamica en ergonomie. Vanaf de allereerste schetsen en de meer abstracte eerste vormstudies ontwikkelde het project zich in een proces van natuurlijke convergentie tot een perfecte balans tussen vorm en volume die de compromisloze prestaties van de auto visueel perfect tot uitdrukking brengt.

De F80 heeft een sterk futuristische visuele impact met onmiskenbare verwijzingen naar de ruimtevaart. De architectuur wordt gedefinieerd door een dihedrale dwarsdoorsnede met de twee onderste hoeken stevig op de wielen. In zijaanzicht heeft de achterkant een gebeeldhouwde vloeiing die de gespierdheid van de hele achtervleugel benadrukt. De voorkant van de auto wordt gedefinieerd door meer architecturale elementen: de wielkast eindigt met een verticaal paneel dat boven de deur uitsteekt en een eerbetoon is aan de visuele taal van de F40.

De cabine rijst op uit de volumes van de onderzijde van de carrosserie, een zwevende bubbelstructuur met onverwachte volumes en het resultaat van een nauwgezette studie naar architectuur en proporties. De cabine, die 50 mm lager is dan de serre van de LaFerrari, heeft een aanzienlijk effect op de volumeperceptie en verbreedt de schouders van de auto, waardoor de cockpit er nog compacter uitziet.

Zoals bij alle Ferrari’s van de laatste generatie accentueert het contrast tussen de bovenste zone in carrosseriekleur en de onderste zone in blank gelakt koolstofvezel het design van de auto en onthult het bij elke nieuwe blik meer van zijn technische kant. De ontwerpers wilden een antropomorf effect aan de voorkant van de F80 vermijden; de koplampen zijn verborgen in een vizierelement, een zwart scherm dat zowel een aerodynamische als een verlichtingsfunctie heeft en de F80 een bijzonder originele uitstraling geeft.

De kortstaartige achterkant van de auto heeft twee verschillende configuraties tijdens het gebruik: met de mobiele vleugel opgeborgen of uitgeklapt. De achterlichten zijn geplaatst in een tweelagige structuur die bestaat uit de achterbumper en de spoiler, waardoor een sandwicheffect ontstaat dat de achterkant in beide configuraties een extreem sportief karakter geeft.

Met de achterspoiler omhoog straalt de auto nog meer kracht en dynamiek uit, omdat het verschil in visuele balans tussen de twee configuraties de andere kant van zijn karakter laat zien. De functionele behoeften van de auto zijn visueel opgelost in het ontwerp om de perfecte dialoog tussen prestaties en vorm te creëren. Sommige van deze functionele kenmerken spelen een zeer sterke rol bij het bepalen van het visuele karakter: het NACA-kanaal dat de lucht naar de motorinlaat en de radiatoren aan de zijkant leidt, is bijvoorbeeld even iconisch als functioneel en vormt een van de origineelste stylingelementen van de flank.

Een ander functioneel maar zeer symbolisch element is de wervelkolom van het motorcompartiment met lamellen, waar zes sleuven, één voor elke cilinder van de verbrandingsmotor, een onverwachte relatie creëren tussen de geometrische lijnen en sculpturale oppervlakken van de auto.

INTERIEUR

De compacte afmetingen van de cabine werden mogelijk gemaakt door te kiezen voor een cockpit die geïnspireerd is op een racer met één zitplaats, waardoor een visuele perceptie wordt gecreëerd die verwant is aan een gesloten Formule 1-wagen. Een langdurig proces waarbij ontwerpers, ingenieurs, ergonomische specialisten en Colour & Trim-experts betrokken waren, resulteerde in een originele nieuwe oplossing die de bestuurder ondubbelzinnig als hoofdrolspeler in de cabine plaatst en de auto in een “1+” verandert.

De uitgesproken omhullende cockpit is volledig rond de bestuurder gecentreerd, waarbij de vormen naar de bedieningselementen en het instrumentenpaneel convergeren. Het bedieningspaneel is ook ergonomisch naar de bestuurder gericht, waardoor er een soort coconeffect om hem heen ontstaat.

Terwijl de passagiersstoel ergonomisch compleet en comfortabel is, is hij zo goed geïntegreerd in de bekleding van de cabine dat hij bijna uit het zicht verdwijnt, een resultaat dat ook mogelijk wordt gemaakt door de meesterlijke differentiatie tussen de kleuren en materialen die worden gebruikt voor de bestuurdersstoel en voor de rest van de bekleding.

Door de posities van de stoelen voor de twee inzittenden in de lengterichting te verschuiven, kon de passagiersstoel verder naar achteren worden gezet dan de bestuurdersstoel, waardoor de binnenruimte smaller werd zonder dat dit ten koste ging van de ergonomie en het comfort. Dankzij deze oplossing konden de ontwerpers de auto een kleinere cabine geven en de frontale dwarsdoorsnede van de auto verkleinen.

De F80 heeft ook een nieuw stuurwiel dat speciaal voor deze auto is ontwikkeld en dat ook zijn opwachting zal maken in de toekomstige wegmodellen van het Steigerende Paard. Het stuurwiel is iets kleiner dan dat van zijn voorganger en heeft afgeplatte boven- en onderranden, waardoor het zicht verbetert en het gevoel van sportiviteit tijdens het rijden wordt geaccentueerd. De laterale zones van de rand zijn geoptimaliseerd voor een betere grip met of zonder handschoenen. De fysieke knoppen op de rechter- en linkerspaken van het stuurwiel keren hier terug, waarbij de volledig digitale lay-out die Ferrari de afgelopen jaren gebruikte, wordt vervangen door een oplossing met eenvoudiger te gebruiken knoppen die direct herkenbaar zijn door aanraking.

7-JARIG ONDERHOUD

Ferrari’s ongeëvenaarde kwaliteitsnormen en toenemende focus op klantenservice liggen ten grondslag aan het uitgebreide zevenjarige onderhoudsprogramma dat wordt aangeboden bij de F80. Dit is de eerste keer dat dit programma wordt aangeboden voor een supercar en het dekt al het reguliere onderhoud voor de eerste zeven jaar van de levensduur van de auto. Dit onderhoudsprogramma voor Ferrari’s is een exclusieve service die klanten de zekerheid biedt dat hun auto door de jaren heen optimaal en veilig blijft presteren. Deze zeer speciale service is ook beschikbaar voor eigenaren van tweedehands Ferrari’s.

Regelmatig onderhoud (met intervallen van ofwel 20.000 km of één keer per jaar zonder kilometerbeperkingen), originele reserveonderdelen en nauwgezette controles door personeel dat rechtstreeks is opgeleid in het Ferrari Training Centre in Maranello met behulp van de modernste diagnostische instrumenten zijn slechts enkele van de voordelen van het Genuine Maintenance Programme. De service is beschikbaar op alle markten wereldwijd en bij alle dealerbedrijven van het officiële dealernetwerk.

Het Genuine Maintenance-programma breidt het brede scala aan after-sales services van Ferrari verder uit om te voldoen aan de behoeften van klanten die de prestaties en uitmuntendheid willen behouden die de handtekening vormen van alle auto’s die in Maranello worden gebouwd.