aimar_alberto

Come mai la redbull assume sempre questi assetti estremamente inclinati per quanto riguarda il fondo piatto?

La risposta è un po’ complicata e richiede l’unione di più fenomeni fisici riguardanti i flussi.

In particolar modo bisogna considerare la situazione di un flusso, in questo caso di aria, all’interno di un condotto a sezione variabile. In effetti, senza considerare effetti di bordo derivanti dai lati aperti del fondo piatto, possiamo proprio considerare questo elemento come un passaggio chiuso all’interno della quale passano molecole ad alta velocità.
rake_redbull1

È vero: abbiamo detto che al variare della sezione, con questa che aumenta, inferiormente alla vettura in teoria la velocità del flusso dovrebbe decelerare. Secondo alla solita legge di Bernoulli, da sempre usata nei nostri articoli, la pressione in un flusso che decelera dovrebbe aumentare.

Aumentando allora dovremmo vedere auto che si sollevano proprio a causa degli effetti di aumento di pressione.

Come mai tutto questo non avviene?

In realtà dobbiamo chiederci una domanda diversa, che potrà sicuramente aprire gli occhi su questo fatto: chi è che fa decelerare il flusso??

La risposta è veramente più semplice di quel che si può pensare e basta effettuare questo ragionamento: siamo in una condizione dove c’è solo un condotto ed un flusso, e questo flusso sta decelerando; chi lo sta facendo decelerare? Il condotto, non c’è niente altro che possa farlo, dato che sono presenti solo loro due!

Allora cerchiamo di capire come può decelerare il flusso, questo condotto.

L’esempio che mi piace usare per far comprendere il sistema è quello già usato molte altre volte in altri articoli: se vi lanciano una palla, la rallentate afferrandola, ovvero applicando una forza contraria in direzione, al moto della palla.

Se una particela di aria va dal frontale al posteriore della vettura, passando per questo condotto, il condotto deve esercitare una forza contraria dal posteriore all’anteriore, come avviene in figura:
rake_redbull2

In sostanza una onde di depressione inizialmente richiama la particella con una forza inclinata quanto lo è il piano del fondo piatto. Questa forza è stata chiamata “total force”.

Se scomponessimo questa forza noteremmo due forze: “force2” e “force1”.

Quella che ci interessa è la force 2, che è diretta verso l’alto, e spinge la molecola contro il piano inclinato.

Ho poi inserito nella parte sinistra due forze uguali e contrarie per evidenziare il 3° principio della dinamica dei corpi (fisica 1): ad ogni azione corrisponde una reazione…se la molecola subisce una forza dalla vettura, la vettura subisce la reazione (chiamatela inerzia se vi aiuta a capire meglio) della molecola ad essere spinta verso l’alto.

Chiaramente questa reazione è rivolta verso il basso e spinge quindi la vettura al suolo.

Una molecola “è poca roba” ma moltiplicate ogni minuscola reazione per ogni molecola del flusso e noterete che in fondo questo elemento può essere considerato il migliore contribuente alla deportanza di una formula 1.

La force 1 rappresenta la resistenza aerodinamica all’avanzamento della vettura, proprio dovuto a questa interazione, che di fatto cede energia cinetica della macchina per darla alle molecole.

Più il piano è inclinato e più la force2 è alta; questo spiega il comportamento che adottano sempre in RedBull, ma spiega anche la loro bassa velocità di punta (oramai classica) dovuta ad una force1 che cresce anche lei.

In un certo senso, assetti differenti a parte, ogni vettura è munita di un diffusore,e possiamo dire che il diffusore in sostanza è una superficie inclinata e rivolta verso il terreno proprio come il fondo piatto di una vettura.

Possiamo allora dire che il funzionamento è assolutamente analogo, con force2 e force1 generalmente maggiori data l’inclinazione maggiore.

 

Articolo dell’Ing.  Aimar Alberto

Sito : AIMARALBERTO.WIX.COM/AEROSPACE-WORLD

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