TECHF1 – XRAY – Questioni di perfezione.

QUESTIONI DI PERFEZIONE

Le formula 1 odierne non sono composte unicamente dai principali elementi aerodinamici oramai noti da tempo, ovvero alettoni, fondi piatti e carenature.

Questi componenti hanno subito ulteriori modifiche e miglioramenti negli anni e le forme sono state plasmate per rispondere sempre meglio alle necessità dei progettisti. Nuove appendici e canali vengono affiancati ai classici equipaggiamenti per supportarne il funzionamento e migliorarne l’efficacia.

Un aspetto importante per spiegare come mai tutto questo sia avvenuto risiede nella tipologia di materiali e di tecniche costruttive utilizzate e, soprattutto, nell’avvento del carbonio che ben si presta a forme tonde e curvilinee anche molto complesse.

Lo stesso non può valere per l’alluminio, per esempio.

Un secondo aspetto da non sottovalutare è la sempre maggiore conoscenza della teoria dell’aerodinamica, una scienza non cosi vecchia come molte altre conosciute dal uomo. Se per lo studio della meccanica e dell’elettricità si osservano studi e interesse anche prima del 1900, per l’aerodinamica moderna si deve attendere l’avvento dell’aviazione militare e commerciale a partire dagli anni ’20.

Grazie poi all’avvento dei calcolatori cosi come li conosciamo noi, le tecniche di studio computerizzato dei flussi hanno segnato una grandissima svolta nell’applicazione pratica delle conoscenze aerodinamiche.

Grazie ai fatti appena elencati, la Formula 1 come molti altri settori, ha visto un notevole progresso per quanto riguarda le forme a diretto contatto con i flussi di aria esterni. Con gli strumenti giusti è diventato possibile trovare le aree di miglioramento altrimenti nascoste.

Un esempio lo rivediamo sugli alettoni posteriori, ed in particolare sui ridottissimi pettini presenti ai lati, i quali estraggono aria per poter incrementare ulteriormente il risultato dell’equipaggiamento principale. Negli anni ’90, senza una lente di ingrandimento che potesse mostrare le aree di miglioramento nascoste, elementi come i pettini sugli alettoni posteriori non erano presenti.

Cerchiamo allora di capire come interagiscono i pettini citati con l’elemento deportante e quindi come mai oggi giorno nessun team si sognerebbe di eliminarli.

Abbiamo parlato di effetto Venturi, spiegandone la teoria nell’articolo raggiungibile attraverso il seguente LINK.

La situazione in questa area di vettura non cambia: l’area superiore dell’alettone posteriore rimane uno dei punti di rallentamento maggiore del flusso di aria. Sappiamo grazia all’effetto Venturi che così è perché quando la velocità della corrente rallenta, la pressione aumenta e si crea la deportanza desiderata. Per questo motivo i progettisti vogliono il maggior rallentamento possibile sulla parte superiore dell’elemento in analisi.

Il passo che ha spinto i tecnici ad inserire i pettini dipende proprio da questo concetto ed è espresso nel modo che segue.

Se l’aria non avesse uno sfogo, visto che il suo accumulo sul lato superiore dell’alettone è elevato, si troverebbe imprigionata in una zona dalle dimensioni limitate. Questo significa che verrebbe spinta con più forza, e quindi più velocità, fuori dall’alettone. Come detto, la pressione scenderebbe visto l’incremento di rapidità con cui dovrebbe defluire la corrente.

Inserire degli sfoghi laterali, i pettini, permetterebbe la creazione di un tubo di Venturi virtuale, consentendo di ridurre la quantità di aria che preme sull’alettone e quindi riducendo la sua velocità di sgombero. Minore velocità, come sempre, comporta maggiore pressione. Vediamo quindi le curve diventare rosse da azzurre: la deportanza cresce grazie al maggiore schiacciamento sul lato superiore dell’alettone.

Trucchi ingegnosi e raffinati come quello analizzato in questo capitolo di TechF1 – Xray sono stati escogitati grazie all’avvento dei computer e dei nuovi materiali. Ecco allora un grande esempio di progresso non possibile senza le tecnologie che oggi giorno invadono le nostre vite.

Continuate a seguirci per continuare a scovare nuovi segreti e aspetti nascosti nell’incredibile mondo della Formula 1.

A presto da Alberto Aimar!

5 pensieri riguardo “TECHF1 – XRAY – Questioni di perfezione.

  • 12 marzo 2018 in 23:20
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    Signor Aimar, innanzi tutto grazie per questi ottimi articoli, di facile comprensione.
    Volevo chiederle, se esiste qualche programma su piattaforma Windows, gratuito, per analizzare i flussi aerodinamici.
    Così per fare delle prove.
    Grazie.

    • 13 marzo 2018 in 20:26
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      Ciao! Ti ringrazio per il gradito feedback!
      Ti suggerisco OpenFOAM che è opensource e scaricabile dalla rete gratuitamente.
      Se non vuoi scaricare nulla, usa Simscale che è tutto online: carichi il modello 3D e poi imposti le condizioni al contorno direttamente dal sito.
      Scrivi per qualsiasi dubbio, proverò volentieri a rispondere!

  • 14 marzo 2018 in 17:59
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    Si ho visto OpenFOAM, ma mi sbaglio o è difficilino da utilizzare?
    Tralasciando il modello 3D che non mi preoccupa, per il resto mi sembrava abbastanza complesso.
    Simscale, immagino abbia notevoli limitazioni visto che è gratuito.
    Devo approfondire.
    Se mi permetti, ti do del tu anch’io.

    • 14 marzo 2018 in 22:22
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      fai benissimo a darmi del tu!
      OpenFOAM è uno tra i più complicati a parer mio. Simscale può aiutarti con test di base ma sembrerebbe abbastanza affidabile: girando per il forum dei progetti svolti, i flussi non mi sembrano per niente irrealistici. Personalmente il più intuitivo e facile da usare che io abbia mai provato è FlowXpress di solidworks, ma devi procurartelo. Se sei studente ci sono ottime licenze per i laureandi e sono gratuite! Se non sei studente la licenza è un pò cara…dipende da te e dall’uso che ne vuoi fare!

  • 15 marzo 2018 in 16:59
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    Bene, dimentichiamo per il momento OpenFOAM e FlowSpress.
    Appena ho tempo mi guardo il Simscale.
    Grazie.

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