SPUNTI TECNICI: la rastremazione delle pance laterali

Sin dall’inizio del 2018, la descrizione della tecnica e dell’aerodinamica è stata interessata spesso e volentieri dalla teoria del tubo di Venturi. Alettoni, fondi piatti, barge boards e molti altri elementi montati sulle vetture di formula 1 sono stati analizzati sfruttando questa teoria, comprendendo tutte le implicazioni pratiche che ne derivano.

Altri segreti sono rimasti celati fino ad ora ed è giunto il momento di scoprirne qualcuno di nuovo per capire sempre meglio il funzionamento delle monoposto più celebri della storia dell’automobilismo.

Lo spunto tecnico questa volta deriva da una foto scattata al fondo piatto della RedBull di Max Verstappen e introduce un ulteriore esempio applicativo: la rastremazione delle pance laterali.

Sono elementi orientati ad indirizzare al meglio la corrente verso le superfici deportanti posteriori e quindi, verso l’estrattore e verso l’alettone. Presentandosi molto larghe nella loro parte iniziale, tendono ad aprire il flusso che le raggiunge. Questo è un effetto intenzionalmente voluto dai tecnici, che devono coprire i radiatori, le batterie, lo scarico e tutte le componenti meccaniche presenti sotto la scocca. Quest’ultimi non sono adatti ad interfacciarsi con una corrente fluida: la rovinerebbero istantaneamente. Conseguentemente, risulta utile coprirli con una superficie liscia e opportunamente curvata.

A loro modo, anche le coperture che compongono la superficie delle pance laterali cercano di sfruttare l’effetto Venturi, soprattutto sul lato inferiore. L’immagine che segue fornirà un valido supporto per capire come gli elementi in questione operino sul flusso.

Seguendo la linea di confine tra la scocca e il piano del fondo piatto è ben visibile una andamento rastremato. Quello che è un iniziale allargamento del corpo vettura, si riduce drasticamente mano a mano che si raggiunge il diffusore posteriore, quasi azzerandosi.

Volendo tracciare il tubo di Venturi virtuale che circonda la vettura, è facile individuare le due zone caratteristiche che lo compongono: la gola e la sezione di uscita.

La monoposto crea attorno a se stessa un vero e proprio condotto di Venturi virtuale: se analizzata la figura precedente, è ben identificabile il canale a sezione variabile all’interno del quale scorre la corrente fluida. (Viene definito virtuale perché non esiste un canale costituito da pareti fisiche, ma una conformazione delle traiettorie fluide equivalente e quella prevista dal tubo di Venturi)

L’aria che circonda l’auto è costretta ad allargare abbondantemente il suo percorso attorno alle pance laterali e questo per le ragioni prima citate: la necessità di coprire i radiatori e le parti meccaniche dannose per l’aerodinamica. Le molecole che scorrono sui fianchi dell’auto sono costrette ad una forte accelerazione, causa l’estremo allungamento del percorso che devono compiere. La prima conseguenza è una drastica riduzione della pressione sui lati della vettura, ma poco importa, visto che non trovandosi sopra il fondo piatto non può attrarlo verso l’alto.

Superato l’ostacolo imposto dai radiatori e dalle loro coperture, le particelle fluide hanno la necessità di acquistare nuovamente la direzione corretta sfruttando la rastremazione delle pance laterali. È esattamente tra le prese d’aria e gli pneumatici posteriori che il condotto virtuale accresce nuovamente la sezione di passaggio. L’obiettivo è duplice: reindirizzare la corrente verso le superfici deportanti posteriori e incrementare nuovamente la pressione sul lato superiore del fondo piatto.

L’area di scorrimento con estensione massima è ottenuta in prossimità della porzione finale della vettura, in corrispondenza del retro-treno. Con una sezione di passaggio estremamente allargata, le molecole possono ridurre di molto la loro velocità di scorrimento. Si ricompattano e innalzano nuovamente la pressione del flusso.

Il risultato principale è l’aumento di spinta generato sul lato superiore del diffusore, motivo per il quale aumenta ulteriormente il carico aerodinamico al quale le monoposto sono soggette.

Senza l’aiuto derivante dalla rastremazione delle pance laterali, non sarebbe possibile accrescere la pressione della corrente fluida. Verrebbe mancato completamente l’obiettivo di incrementare il carico aerodinamico, che perderebbe gran parte del contributo fornito dalle appendici aerodinamiche posteriori. Sotto un punto di vista tecnico, il caso appena studiato rappresenta un’ulteriore conferma di quanto l’effetto Venturi sia importante per le monoposto.

Non si finisce mai di scoprire aspetti fondamentali per il funzionamento della auto da formula 1 e questo dimostra quanto l’aerodinamica sia diventata importante nel corso degli anni. Interessanti sviluppi nascono dall’analisi qui svolta, ma, per oggi, potrebbe già essere sufficiente quanto spiegato. Inserisco il LINK alla spiegazione approfondita della teoria di Venturi, per tutti gli interessati al principio fisico che si cela alla base.

A presto

Dall’ing. Alberto Aimar.

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