PILS FROM RACE: Come ridurre le instabilità del flusso attorno alle vetture

Con il secondo appuntamento della stagione, il gran premio del Bahrain, ci concentriamo su un particolare riguardante la Ferrari. Stiamo parlando dell’S-duct.

Molte sono le immagini che giungono dal circuito e che ben raffigurano l’elemento in questione. Essendo oramai condiviso dalla maggior parte delle scuderie credo sia importante capire qualcosa in più a riguardo.

Tra la lista degli equipaggiamenti oramai irrinunciabili su un’auto di F1, questo elemento svolge un compito di notevole importanza anche se non per aggiungere deportanza. Come detto all’inizio, in effetti, possiamo immaginare a tutte le appendici aerodinamiche come oggetti che cercano di assolvere ad uno tra i due compiti di seguito:

  • Ridurre la resistenza aerodinamica
  • Accrescere la deportanza

Come detto, l’S-duct si occupa meno del secondo obiettivo per cercare d raggiungere il primo. Per capirlo, cerchiamo di arrivarci a step. Consideriamo quindi una F1, ma inizialmente senza questo prezioso particolare.

L’aria derivante dalla parte anteriore e che risale il profilo superiore del musetto, viene obbligata ad un elevato sforzo per poter rimanere aderente alle superfici anche laddove la curvatura cresce. Si vedano una serie di esempi per quanto riguarda i punti in questione sulle vetture reali.

Ad elevate velocità, da 200kmh in su, uno sforzo di questo tipo può causare due tipi di problemi per quanto riguarda la stabilità del flusso:

  • Instabilità locale e creazione di turbolenze
  • Generazione di vortici laterali

Il primo fenomeno è semplice da capire e si può intuire dallo schema che segue: l’aria non riesce a mantenersi aderente in modo stabile e il flusso inizia a guastarsi creando molte turbolenze. Un flusso turbolento attorno ad un veicolo, specialmente nella parte frontale, diventa una perdita di efficienza perché propagando fino al posteriore, non riuscirà ad essere efficace quando incontrerà le superfici deportanti. È risaputo infatti, che una superficie deportante necessità di una corrente ordinata, stabile e laminare, non una corrente turbolente e difficile da gestire.

Il secondo fenomeno include invece anche la parte di fluido che scorre a lato del musetto il quale, sentendo una depressione accentuata sul lato superiore, viene attratta e crea vortici di dimensioni notevoli per deviare la traiettoria. Di fatto anche in questo caso sono presenti delle instabilità e viene deviata una porzione importante del flusso che non segue più il percorso desiderato dai tecnici. Il flusso interessato è la parte di aria prevista in ingresso nelle prese di raffreddamento, per esempio.

Ecco quindi che giunge in aiuto l’S-duct il quale apporta un quantitativo di aria dalla parte inferiore verso la parte superiore del musetto. Questo aumento di volume di aria permette al flusso già presente sul lato superiore di non forzare troppo per rimanere aderente alle superfici. Si crea come logica conseguenza una minore depressione che in fine riduce le instabilità viste in precedenza per i due fenomeni di cui abbiamo discusso.

Essendo la pista del gran premio di Bahrain un circuito dove le velocità di punta raggiunte sono molto elevate al termine dei rettilinei, e necessitando di grande stabilità e forza deportante per frenare in modo efficace prima dei cambi direzioni, la vettura deve avere fino da subito un flusso impeccabile sulle superfici che spingono l’auto verso il terreno.

Fra le molte strategie, questa è ben accetta e contribuisce all’equilibrio globale durante il moto dell’automobile. Ecco quindi che possiamo ammirare S-duct imponenti e sofisticati come quello in foto e riguardante la Ferrari.

Ovviamente, anche se non siamo muniti di foto che li rappresentano, anche le altre scuderie principali sono munite di questo sofisticato ed utilissimo sistema. Parliamo di RedBull e Mercedes.

Photo AutoMotorUndSpoort edit by Ing. Aimar Alberto

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