Per spiegare il funzionamento delle prese d’aria del regolamento di Formula 1 2021, molto diverse dalle attuali, serve un ripasso di teoria. La cosa non mi dispiace, visto che è sempre bello parlare di tecnica e condividere le proprie conoscenze con gli appassionati.
Come si può ben notare dalla foto che segue, è evidente il cambiamento che le nuove vetture subiranno in termini di funzionamento delle prese d’aria. Quel che bisogna chiedersi è: come mai dovrebbe cambiare il loro modo di operare? Per comprendere a pieno la risposta, serve prima capire come funziona una presa d’aria. Regolamento Formula 1 2021
IL FUNZIONAMENTO DELLE PRESE D’ARIA
Si sa, all’interno dei condotti di raffreddamento, il passaggio è tutt’altro che vuoto. In primis, sono presenti i radiatori che, facendosi attraversare dall’aria, smaltiscono il calore del motore. In secondo luogo sono presenti le componenti meccaniche, molte deviazioni e tanto attrito sulle superfici interne.
In questo senso, la porzione di aria che imbocca tali condotti, non ha vita facile nell’attraversarli. Se si pensa a tutti gli sforzi che deve compiere per fluire attraverso gli assottigliamenti degli elementi raffreddanti si capisce che il flusso interno perde molta energia. Pensando ai molti cambi di direzione e agli attriti sulle superfici interne della scocca, realizzate in materiale composito e quindi molto rugose, si può avere la certezza che il rallentamento di scorrimento sia evidente.
CONSEGUENZE Regolamento Formula 2021
La presa d’aria si ingolfa letteralmente, ovvero, non può accettare più di un certo quantitativo di corrente fluida. Se alle basse velocità questo non comporta un problema, quando la macchina corre veloce qualcosa cambia.
Una mole immensa di molecole di ossigeno investono la superficie frontale della presa d’aria. Visto il funzionamento della presa d’aria, riferendoci a quanto detto in precedenza, solo poche di queste entrano nel canale interno al veicolo prima che questo risulti saturo. Tutte le altre particelle costituenti il flusso d’aria non riescono ad inserirvi. In tal senso urtano su un vero e proprio muro “virtuale”. Diciamo virtuale perché di fatto è composto da un addensamento di molecole già presenti dentro il canale e non da una parete reale.
Visto che una porzione di corrente urta sulle molecole presenti dentro la presa d’aria, queste si schiacciano ancora di più sugli elementi meccanici della macchina. Quindi, la pressione del flusso aumenta e viene scaricata di molecola in molecola fino alle superfici interne delle monoposto. Ciò significa che lo schiacciamento dovuto allo scontro davanti alla presa d’aria viene completamente trasferito alla vettura. In altre parole, l’aumento di pressione nel flusso genera resistenza aerodinamica all’avanzamento.
Ecco perché le prese d’aria sono spesso e volentieri mal digerite dagli aerodinamici, che preferirebbero di gran lunga un profilo più sinuoso e pulito attorno alle auto che progettano.
CONSEGUENZE SECONDARIE
Dopo l’urto, il flusso devia per evitare l’ostacolo e nel farlo deve cambiare repentinamente direzione. Nel farlo, possono instaurarsi sforzi capaci di creare vortici. Nell’immagine seguente si può comprendere quanto l’aria debba allungare il proprio percorso per aggirare il condotto saturo di particelle fluide.
CONCLUSIONI
In questo breve capitolo teorico abbiamo ripassato i motivi per i quali le prese d’aria sono più un dilemma che altro. Ora siamo pronti per il terzo capitolo di analisi delle vetture 2021. Capiremo come questi elementi cambieranno a favore dell’efficienza aerodinamica e della stabilità del flusso.
Nell’attesa, suggerisco la lettura dei primi due capitoli di analisi delle F1 2021.
A presto, dall’ing. Alberto Aimar
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