Aerodinamica delle auto stradali: è veramente necessaria?

Quando si parla di aerodinamica tutti pensano subito alle vetture da competizione, siete curiosi di sapere come viene applicata alle auto stradali?

aerodinamica auto stradali

Importanza aerodinamica nell’automotive

L’aerodinamica è fondamentale anche sulle auto stradali soprattutto per alcuni motivi. Il primo fra tutti è sicuramente il comfort di guida. Intorno alla macchina si generano infatti molti vortici, quando questi si separano dal corpo della vettura generano un fastidioso rumore nell’abitacolo. Le auto stradali hanno anche una scia molto grande, si può dimostrare come la drag a cui la vettura è sottoposta sia uguale al contenuto energetico della scia stessa. Per questo motivo, una vettura più aerodinamica consumerà meno benzina durante gli spostamenti. Infine, non per importanza, lo studio dell’aerodinamica nelle auto stradali serve anche a garantire il corretto raffreddamento dei componenti meccanici. 

Vortici principali intorno alla vettura

Come possiamo notare da questa immagine, intorno alle auto stradali si generano molti vortici. Come possiamo ridurne la loro intensità? I vortici si formano in presenza degli “spigoli” della carrozzeria, si cerca quindi di raccordare il più possibile le varie superfici. Vediamo insieme alcune delle aree più critiche. 

Iniziamo dal parabrezza, più questo è inclinato, minore sarà la drag che verra generata. Qui nasce un problema, un parabrezza troppo inclinato mi porta a problemi di visibilità, distorsione dell’immagine e luce riflessa. Nelle moderne vetture si utilizza un angolo compreso tra i 55° e i 60°. 

Un altro fattore da considerare è l’inclinazione del tetto, e il raggio di curvatura dello stesso in funzione della lunghezza. Un aumento del raggio di curvatura mi porta però all’aumento dell’area frontale della vettura. Gli effetti dovuti al migliore flusso si scontrano poi con una maggiore area frontale, la sua funzione avrà quindi un minimo.

Analizziamo infine l’angolo del lunotto posteriore. Qui possiamo distinguere due tipologie di vetture: fastback e squareback. Le prime sono dotate di una inclinazione del lunotto inferiore ai 30° mentre le seconde hanno una inclinazione superiore ai 30°. Questa distinzione è dovuta alla diversa separazione del flusso nella parte terminale della vettura. Nelle fastback l’aria separa all’uscita del lunotto, mentre nelle squareback il flusso separa in ingresso del lunotto. Per questo motivo, come possiamo notare anche dal grafico, il coefficiente ha un massimo a circa 30°. Angoli  piccoli comportano però lunghezze molto elevate della parte posteriore delle vetture. Un angolo ottimale per questa parte è circa 12°, come quello della Tesla Model S. Una curiosità, tutte le vetture fastback non hanno il tergicristallo sul lunotto posteriore. L’aria restando attaccata alla superficie del lunotto è in grado di rimuovere pioggia e sporco dalla superficie.

Raffreddamento componenti

aerodinamica vetture stradali

Come già anticipato, anche il raffreddamento è una parte fondamentale dell’aerodinamica. Dobbiamo infatti considerare che tutte le parti in movimento si scaldano durante il loro funzionamento. Non solo motore e cambio devono essere raffreddati ma anche i freni. Per questo motivo si cerca di studiare in modo adeguato anche i flussi sotto alla vettura. 

Verifica flussi aerodinamici

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Tutti i progettisti eseguono varie simulazioni al computer, questi risultati vengono poi validati nelle gallerie del vento. Per vedere i flussi si usano particolari marcatori che sono in grado di individuarmi le linee del flusso d’aria. 

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Federico Martello

Vehicle Engineer student, Euroracing (Indy autonomous challenge) vehicle dynamics team member