Il drag in F1 gioca un ruolo molto importante in quanto rappresenta una forza aerodinamica legata alla quantità di carico generato ed influenza le velocità massime.
Molto spesso in F1 sentiamo parlare di drag o resistenza aerodinamica. Si tratta di una forza che impatta molto sulle prestazioni di una vettura perchè va ad influenzarne la velocità massima. La quantità di drag generata dipende da molti fattori ma è comunque legata, in particolare sulle ali, al carico aerodinamico creato. Ma la resistenza aerodinamica come influenza una macchina di Formula 1?
Che cos’è il drag?
Il drag è una forza aerodinamica che si oppone al movimento di un corpo nell’aria. La sua intensità dipende da molti fattori tra cui la velocità e la forma geometrica del corpo. In particolare si distinguono tre tipi di resistenza aerodinamica:
- Resistenza di forma: è più elevata tanto più è difficile per l’aria “aggirare” il corpo investito. Permette di fare una distinzioni tra “corpi tozzi” e “corpi aerodinamici”.
- Resistenza d’attrito viscoso: dipende dall’interazione tra le molecole d’aria e la superficie del corpo investito. Più quest’ultimo è rugoso ed esteso in lunghezza, più la resistenza viscosa sarà maggiore.
- Resistenza indotta: questo tipo di resistenza si crea per il solo fatto di generare carico aerodinamico e dipende dai vortici di estremità dell’ala. Per questo motivo in Formula 1 si usano gli endplates, per limitare questo tipo di resistenza.
Ci sarebbe anche un quarto tipo di drag ma si genera solo a velocità supersoniche e quindi non interessa la F1. Tutti questi contributi sono raccolti all’interno di un coefficiente di resistenza aerodinamica CD, noto anche come Cx, usato per misurare la resistenza di un corpo in movimento dell’aria. Il CD tiene conto anche dell’angolo d’incidenza del profilo, ovvero l’angolo tra la direzione del flusso e la corda del profilo. In generale si può affermare che il drag aumenti all’aumentare dell’angolo d’incidenza.
Come si calcola la resistenza aerodinamica?
Il drag generato da un corpo è generalmente calcolato come:
D = 0.5*ρ*V2*S*CD
dove ρ è la densità dell’aria, V la velocità del corpo, S la superficie bagnata dall’aria e CD il coefficiente di resistenza aerodinamica.
Si vede subito come la velocità giochi un ruolo importante nel calcolo della resistenza così come la superficie del profilo. Proprio per questo motivo nelle piste con molti rettilinei e poche curve, come Monza, si usano ali più piccole. In questo modo infatti si va a diminuire quello che è il drag generato dalla macchina permettendo alle monoposto di F1 di raggiungere velocità più elevate.
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Gli effetti del drag su una monoposto di F1
La resistenza aerodinamica, come abbiamo detto, dipende direttamente anche dal carico generato. Per questo su circuiti come Monaco, Hungaroring o Zandovoort le monoposto di F1 generano tantissimo drag in quanto la velocità di punta non è un requisito primario su quelle piste. Non è importante l’efficienza, conta andare forte nelle curve e per farlo serve carico aerodinamico. Dove invece conta avere velocità massime elevate, vediamo ali più scariche il cui obiettivo e quello di generare meno resistenza all’avanzamento possibile.
In Formula 1 è molto importante l’efficienza aerodinamica, ovvero il rapporto tra carico e drag generato. Il fondo ad esempio è un elemento molto efficiente perché crea molta downforce e poca resistenza. Le ali invece generano molto più drag.
Dove invece il drag aiuta i piloti di F1 è in frenata. Come abbiamo detto la resistenza aerodinamica è una forza che si oppone al moto del corpo e quindi lo rallenta. Questo dunque aiuta la macchina a rallentare di più in frenata consentendo quindi ai piloti di staccare più tardi rispetto a come dovrebbero fare se non avessero l’aerodinamica.
Come ridurre il drag di una F1: il DRS
Dal 2011 in F1 è stato indotto il DRS, Drag Reduction System, proprio per ridurre la resistenza aerodinamica generata in rettilineo. Questo sistema serve per aprire il secondo flap dell’ala posteriore e portarlo in posizione orizzontale. Questo movimento riduce l’angolo d’incidenza del profilo e quindi di conseguenza sia il carico che il drag. Il CD, di cui abbiamo parlato prima, infatti si riduce a DRS aperto e questo consente alle monoposto di raggiungere velocità più elevate.
Al contrario di quello che si potrebbe pensare, il DRS è molto più efficace sulle piste ad alto carico rispetto a circuito come Monza. Questo perché sul quel genere di tracciati il drag generato dall’ala posteriore è molto più elevato e dunque l’apertura del flap mobile porta ad un crollo molto più marcato della resistenza.
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Ci sono molti elementi su cui gli aerodinamici possono intervenire per regolare il quantitativo di carico e drag generato. Gli elementi più “facili” da modificare sono i profili alari e la beam wing. Una modifica al corpo vettura invece richiede un lavoro molto maggiore.
Il drag gioca quindi un ruolo molto importante nelle performance e nello sviluppo di una monoposto di F1. L’obiettivo di ogni aerodinamico è sempre quello di raggiungere una migliore efficienza e quindi ridurre la resistenza a parità di carico generato.
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