F1 | In poche parole: l’aerodinamica del veicolo

 Negli anni Sessanta nel mondo del motorsport si è compreso come migliorare le prestazioni delle autovetture attraverso la gestione aerodinamica del veicolo. Da quel momento in poi si è creata una competizione con l’obiettivo di ricercare la migliore efficienza aerodinamica. Scopriamo in breve come funziona la fisica che sta dietro l’aerodinamica.

Aerodinamica del veicolo
Credit: f1ingenerale.com

La potenza è nulla senza il controllo“, recitava qualche anno fa uno spot della Pirelli e negli anni Sessanta gli ingegneri della Formula 1 lo sapevano bene. Iniziarono proprio in quegli anni gli studi aerodinamici sul veicolo, con il fine di aumentare stabilità della vettura e grip degli pneumatici.

Era già noto da tempo che per avere una presa maggiore degli pneumatici sull’asfalto c’è bisogno di una spinta che mantenga il contatto. Erroneamente, si potrebbe pensare che aumentando il peso della vettura il grip dello pneumatico aumenti, ma non è così. Soprattutto in curva, dove la dinamica del veicolo introduce delle forze d’inerzia dovute alle masse che sbilanciano la vettura.

Per questo motivo, si è arrivati all’idea geniale di sfruttare la massa d’aria che circonda il mezzo per generare una spinta verso il basso. Da qui nascono gli studi sull’aerodinamica in campo automobilistico.

L’aerodinamica di un veicolo è composta principalmente da due fenomeni, il drag (resistenza all’avanzamento) e la deportanza (la spinta verso il basso).

La Deportanza.

Prendiamo come esempio l’ala anteriore delle attuali monoposto di F1. Vedendo la sezione rappresentata sotto si nota che hanno una forma curva, che da una direzione orizzontale curva verso la verticale. Questa forma ha il compito di deviare la massa di aria verso l’alto, generando una forza proporzionale alla massa d’aria spostata, ma diretta verso il basso.

Questa forza aiuta a schiacciare al suolo la vettura, aumentando il grip e la velocità in curva.

aerodinamica del veicolo
Credit: f1ingenerale.com

Il drag.

Di contro, la forza che viene generata dallo spostamento della massa d’aria genera anche una forza col verso opposto all’avanzamento del veicolo, che frena il veicolo. Questo fenomeno è ben evidente se pensiamo che prima dell’introduzione delle appendici aerodinamiche le vetture di Formula Uno raggiungevano e superavano i 300 km/h con soli 400 cv, mentre negli anni successivi, con l’introduzione delle varie ali aerodinamiche, non si raggiungevano tali velocità.

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Una parte considerevole di drag è dato anche dalle turbolenze che si generano subito dopo la superficie, che formano la scia.

Queste turbolenze introducono una differenza di pressione tra l’aria che si trova nella zona davanti all’ala e l’aria che sta dietro. Questa differenza di pressione si tramuta in una forza che ha il verso opposto all’avanzamento e che frena il veicolo.

Il lavoro più difficile da fare in questo campo ingegneristico non è riuscire ad ottenere una forte spinta verso il basso, ma farlo in modo efficiente.

Infatti, gli sforzi dei vari progettisti sono concentrati sull’ottenere superfici efficienti, che massimizzino il rapporto deportanza-drag.

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Fabrizio Marini

Studente d'ingegneria meccanica presso l'università di Bergamo. Il primo ricordo della Formula Uno risale alla stagione 1999. Un Eddie Irvine che prova a vincere il titolo, avevo 8 anni. Da li in poi ho trascorso un sacco di domeniche sul divano a guardare le gare, combattendo la sonnolenza post brasato con polenta. Sono cresciuto tifando nell'ordine Alonso, Raikkonen, Button (fenomeno sul bagnato), Alonso, Alonso (Ferrari),... , Alonso (McLaren) e Ferrari dei giorni d'oggi.