F1 | Aerodinamica – Introduzione e primi sviluppi nella Formula 1

Iniziamo con il primo di una serie di articoli tecnici riguardanti l’aerodinamica delle vetture di Formula1.

L’aerodinamica delle vetture di Formula 1 è sempre stata presa in considerazione, anche le prime monoposto degli anni 1950 presentavano uno studio a riguardo. L’aerodinamica di una vettura non riguarda solo la presenza di alettoni ma anche le forme stesse del corpo.

Nei primi 15 anni gli sviluppi si sono concentrati principalmente su telaio e gomme. Le prime vetture di F1 avevano una forma molto affusolata, simile a quella dei proiettili. Le prime ali sono comparse solo nel 1967.

Principio fisico alla base dell’aerodinamica in Formula 1

Perché l’aerodinamica è così importante?

La risposta è molto semplice, grazie alla forma delle superfici si riesce a generare un “peso” verso terra sulle gomme, senza però aumentare la massa del veicolo. Questa forza che viene generata è molto importante, in quanto determina la capacità della nostra vettura di avere velocità di percorrenza curve più elevate. Viene considerata questa semplice formula:


Da questa formula vedo come più aumento il valore di L più posso aumentare la velocità di percorrenza in curva.

Esempi di aerodinamica nel passato della Formula 1

Come detto prima, le prime ali sono comparse sulle vetture nel 1967, queste ali prendevano spunto da quelle usate negli aerei, ma montate sotto-sopra. Negli aerei servono per generare portanza, e quindi garantire al velivolo di prendere il volo, nelle vetture da competizione si vuole invece tenere il veicolo attaccato a terra.

Nel 1977 si è poi passati allo studio anche dei flussi che passano sotto alla vettura: si sono ideate quindi le minigonne, il fondo piatto ed il diffusore posteriore nel corso degli anni seguenti.

Il caso più estremo lo troviamo applicato nella Brabham BT-46B, dotata di una ventola che creava il vuoto sotto la vettura e la rendeva così attaccata al suolo. Questa vettura gareggiò nel 1978 per usa sola gara, per essere poi bandita.

Gli sviluppi si sono così susseguiti fino ai giorni d’oggi, nel mentre sono intervenuti anche i regolamenti tecnici della FIA a controllare questi componenti.

Auto moderne

Le vetture moderne, a 50 m/s (circa 180 km/h), riescono a generare un carico aerodinamico di circa 9000 N. Questo risultato è impressionante considerando un peso minimo del veicolo di soli 7200 N (circa 734 kg).

Questo aumento di carico però comporta anche effetti negativi, infatti tutti questi alettoni portano ad aumentare la resistenza all’avanzamento della vettura. Sempre a 50 m/s si hanno valori di Drag di circa 2000N.

Per ovviare ciò, e per favorire i sorpassi in gara, si è introdotto negli ultimi anni il sistema DRS (Drag Reduction System) che attraverso un flap mobile sull’alettone posteriore è un grado di ridurre il carico aerodinamico e la drag del veicolo in certi tratti di pista.

Tipicamente il carico aerodinamico è così diviso:

Notiamo come il componente più importante è il fondo della vettura, esso è anche quello con la dimensione maggiore.

I due alettoni hanno circa la stessa importanza, quello anteriore ha il compito principale di tenere le ruote anteriori il più possibile attaccate a terra, garantendo così una migliore capacità sterzante della vettura.

Dispositivi aerodinamici vietati dal regolamento

F-duct – Mclaren MP4/25 – 2010

Questo sistema consentiva di prelevare aria dalla zona anteriore e di portarla direttamente sull’alettone posteriore, facendolo stallare, in questo modo si alzava la velocità di punta raggiungibile dalla vettura (circa 10km/h in più).

Doppio diffusore – Brawn GP 001 – 2009

Nel 2009, la Brawn GP, nata dalle ceneri della Honda, sfrutto un buco regolamentare per sviluppare questo dispositivo, in grado di creare una maggiore area di passaggio per l’aria nel posteriore della vettura. Questa area più grande garantiva un maggiore effetto suolo e quindi più velocità in curva.

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Federico Martello

Vehicle Engineer student, MoRe Modena Racing Formula Student Team member