F1 | Sviluppo dell’aerodinamica nelle vetture di Formula 1: i Tubi di Pitot

L’aerodinamica nelle vetture di Formula 1 gioca un ruolo chiave, ma come viene studiata? Tubi pitot F1 rastrelli

 

Innanzitutto, studiare l’aerodinamica è importante perché permette di sfruttare la massa dell’aria per ottenere una forza che schiaccia a terra la vettura, chiamata carico aerodinamico. L’attrito statico tra pneumatico e asfalto è direttamente proporzionale alla forza verticale, quindi una vettura che ha più spinta verso il basso riuscirà a raggiungere limiti di aderenza maggiori. Tubi Pitot F1 rastrelli

Per questo, più carico si riesce a sviluppare e più si percorrono le curve ad alta velocità. Il contro rispetto alla creazione del carico è la resistenza all’avanzamento (Drag), una forza contraria all’avanzamento che riduce le velocità massime. Per questo motivo, nei circuiti come Monza si cerca di avere meno carico aerodinamico possibile per ottenere velocità maggiori sul dritto.

Le varie squadre sono sempre alla ricerca della migliore efficienza ricavabile da ogni singola appendice aerodinamica, ovvero ottenere il massimo carico con la minor resistenza.

In fase di progetto e sviluppo l’aerodinamica delle vetture viene studiata tramite l’utilizzo di modelli matematici dei flussi d’aria sviluppati al computer e con l’utilizzo della galleria del vento. I modelli utilizzati approssimano il comportamento dei flussi reali e quindi le varie squadre hanno bisogno di testare e confermare la progettazione virtuale.

A Barcellona abbiamo visto due soluzioni adottate per studiare l’andamento dei flussi, i tubi di Pitot e la flow viz paint.
Tubi pitot F1 rastrelli
Foto Davide G. per F1ingenerale.com

I tubi di Pitot servono a realizzare una mappa dell’andamento delle velocità dell’aria per ogni tratto del circuito, attraverso la misura della pressione statica e pressione totale. La pressione totale Po, ovvero la pressione che avrebbe il gas se fosse fermo, e la pressione statica Ps sono legate dalla seguente equazione:

da cui si ricava la velocità   dove   è la densità dell’aria

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Come funzionano i tubi di Pitot F1 rastrelli
Fonte: fluid mechanics, Frank M. White

Durante i test questi sensori vengono montati su griglie posizionate nelle zone da studiare. Spesso durante le prove libere in stagione possono essere installati in zone specifiche dell’auto. In genere i team li posizionano subito dietro le ruote anteriori per studiare il disturbo aerodinamico provocato dalle stesse.

Foto Davide G. per F1inGenerale

Attraverso la flow viz paint si ottiene invece un “disegno” lungo la superficie della vettura che mostra il comportamento dell’aria in prossimità della superficie. Dopo aver completato il turno di test, la parte d’interesse viene fotografata. L’immagine verrà successivamente elaborata per estrarre dati da utilizzare in fase di miglioramento delle componenti.

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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.