INTRODUZIONE ALLA GALLERIA DEL VENTO
Abbiamo parlato molto di progettazione delle auto da formula 1 fino ad ora ed è giunto il momento di descrivere la galleria del vento.
Inizialmente è stato discusso l’aspetto delle simulazioni numeriche computerizzate. In seguito ci siamo occupati di una serie di cenni storici per capire come siamo giunti fino alle tecnologie attuali.
In formula 1, inoltre, esistono numerose possibilità di verificare nella realtà i flussi che il computer calcola e questo, come descritto in un articolo a parte, è fattibile, ad esempio, sfruttando le vernici fluorescenti.
Tutto quanto è raccolto ai link di seguito, per chi volesse riprendere il filo del discorso.
Certo, per usare le vernici serve essere in pista. Serve inoltre avere una macchina già pronta, pilotabile e funzionante.
Non sempre le squadre hanno tempo da perdere aspettando di raggiungere il circuito e risulta utile verificare i calcoli del computer prima del verdetto dell’asfalto.
Per questo motivo, come detto, le squadre si sono munite di un altro importante strumento, di cui è fondamentale parlare per contestualizzare a pieno la fase di progettazione invernale: la galleria del vento.
Cerchiamo di capire cos’è e come funziona.
COME E’ FATTA LA GALLERIA DEL VENTO
Si presenta come un grande condotto all’interno del quale l’aria viene posta in movimento da grandi pale. Può essere aperta o chiusa, a seconda degli spazi e degli scopi.
I team si muniscono di modelli in scala rappresentanti le nuove macchine in fase di studio e li pongono nella zona adibita allo studio del prototipo.
Tale modello, sarà poi vincolato a speciali supporti di cui analizzeremo uno schema funzionale, per capire il compito che devono assolvere.
Una volta preparata la galleria del vento, si possono svolgere le analisi.
A COSA SERVE LA GALLERIA DEL VENTO
I modi di utilizzare una galleria del vento sono principalmente tre:
1. Verifica dei flussi e conferma dei calcoli del computer:
In questo senso, vengono emesse polveri all’interno del flusso che siano capaci di seguire le traiettorie della corrente. Sono polveri particolarmente leggere e con bassa inerzia. Quando la corrente incontra il prototipo, devia. In questo modo, permette alle polveri rilasciate di seguire le deviazioni imposte dal modello in scala sulla corrente di aria. di conseguenza si rendono visibili i percorsi che le molecole di aria generano attorno alla macchina progettata, potendoli cosi confrontare con il modello creato virtualmente. Questa è una prova preliminare e soggettiva, ma aiuta a intraprendere la strada corretta fin da subito senza troppi sforzi.
2.Verifica della presenza di vortici:
A tal scopo si attaccano sottili fili sulla superficie del modello, che vengono vincolati ad una estremità, lasciando libera la seconda. Investiti da flusso, si direzionano in base al percorso della corrente fluida a diretto contatto con la superficie del prototipo. Se il flusso è lineare, tutti i fili assumeranno direzioni equivalenti, mentre si disporranno casualmente quando la corrente fluida dovesse assumere una forma vorticosa.
Anche questo è un metodo visivo, ma è già possibile ottenere qualche dato numerico abbastanza inconfutabile, come l’inclinazione assunta dal prototipo in scala al momento della nascita dei vortici; misura registrata dagli attuatori di cui è munita la galleria del vento.
3. misura delle interazioni tra corpo e flusso
In fine, esiste la possibilità di registrare tutte le forze che nascono dall’interazione di flusso e veicolo, usando gli estensimetri interni ai piloni di ancoraggio. Questi possono attaccarsi alla macchina su qualsiasi punto: si veda un esempio di seguito.
Ogni pilone contiene al suo interno, come detto, un estensimetro. Questo oggetto è composto da un foglio sul quale scorre un cavo elettrico. Se il foglio si allunga deformandosi, anche il cavo elettrico modificherà la sua lunghezza. Visto che la resistenza elettrica di un cavo metallico dipende anche dalla lunghezza dello stesso, più il cavo accresce la sua estensione, più ridurrà il passaggio di corrente elettrica. Differenti livelli di corrente elettrica, registrati da opportuni misuratori digitali, si riferiscono a diversi livelli di forza che il flusso esercita sul modello: più la spinta cresce, maggiore sarà la dilatazione del cavo e quindi la riduzione di intensità di corrente elettrica.
Questi segnali vengono memorizzati e indicano come la macchina reagisce rispetto al flusso in arrivo: in questo modo si ottiene una risposta numerica e misurabile del veicolo alla corrente fluida in arrivo, capendo dove e come agire per migliorarla.
Per completezza, inoltre, si deve dire che spesso questi estensimetri potrebbero essere componenti realizzati in materiale piezzo-elettrico: una tipologia di materiale che modifica la sua resistenza elettrica in base alle deformazione che subisce. Il concetto, comunque, non cambia.
CONCLUSIONI
Con uno strumento cosi potente e rapido da utilizzare, i team possono raggiungere la pista con una certezza già abbastanza solida e strutturata. In pista, il lavoro si sposta immediatamente sui test di lunga durata, di affidabilità e di affinamento. Questo perché la galleria del vento consente prove di conferma iniziale più rapide e più economiche.
Con un equipaggiamento adeguato, una squadra si avvantaggia molto in vista dell’inizio campionato.
Le incognite legate ai primi appuntamenti del mondiale sono già sempre molto alte per tantissimi motivi e la galleria del vento concede ai team una garanzia di sicurezza in più.
Inoltre, durante l’anno, diventa più semplice testare eventuali aggiornamenti.
La galleria del vento prende così una importanza cruciale nelle strategie delle squadre, che continuano ad aggiornarne i sistemi e le funzionalità.
Senza, gran parte del risultato sarebbe perso.
A presto, con nuove informazioni tecniche sul mondo delle corse,
Dall’ ing. Alberto Aimar.