COME FUNZIONA IL DIFFUSORE
In questo capitolo di tecnica proviamo a capire la principale differenza tra il diffusore e gli alettoni. Questo servirà a comprendere come mai alcune classi di vetture, come quelle a propulsione elettrica, preferiscano il primo ai secondi, vista la sua maggiore efficienza.
PRIMO VANTAGGIO
Intanto, abbastanza ovvia come differenza, il diffusore lavora sfruttando solamente uno dei due lati. Del resto, anche se di fatto è assimilabile ad un piano ricurvo sul quale scorre la corrente fluida, solo una delle sue due facce è esposta alla corrente d’aria. In genere, è il lato inferiore quello interessato alla creazione di deportanza mentre quello superiore è inglobato internamente alla vettura. Infatti, in molti casi, le sue dimensioni crescono notevolmente per le auto a ruote coperte, su cui viene sfruttato abbondantemente e, vista la sua disposizione rispetto al corpo veicolo tipico di un’auto sportiva, trova spazio proprio sotto il motore. In questo senso, il lato superiore si trova rivolto all’interno del mezzo e non percepisce alcun flusso di aria.
Conseguentemente si può dire che l’oggetto in analisi funziona per depressione, ovvero che crea uno spazio dietro all’auto nel quale si cerca di deviare una corrente orizzontale, quella in arrivo dal fondo piatto, verso l’alto.
Nell’immagine precedente, il punto 1 rappresenta il flusso in arrivo dal fondo piatto.
Il punto 2 è l’area nella quale si cerca di proiettare lo stesso flusso verso l’alto. Sicuramente il diffusore è in grado di farlo, ma non si può trascurare la forze centrifuga delle molecole gassose. Tale forza, rappresentata con le frecce gialle, si percepisce come depressione sulla parete del diffusore, ovvero come una tendenza delle linee di corrente a staccarsi da essa. Chiaramente, grazie a questo effetto, l’oggetto in analisi subisce un risucchio verso il terreno, sentendo meno pressione su di se. Cosi la prima parte di deportanza nasce dal diffusore. Questo, in linea di massima, DEVIA MA NON FRENA il flusso d’aria.
Quanto appena detto nasconde la prima differenza tra l’oggetto in analisi e gli alettoni. In genere, infatti, questi lavorano anche grazie all’esposizione del secondo lato rispetto al flusso. Possiamo chiamarlo il lato a conca, o a cucchiaio, dove l’aria entra per poi faticare ad uscire. Una vera e propria buca, o una strettoia, all’interno della quale nasce una forte compressione, ma anche un grande rallentamento delle molecole d’aria.
Di fatto, una decelerazione cosi disordinata, repentina e intensa provoca una perdita notevole di energia nel flusso, il quale si converte in turbolento, genera vorticità e infine, accresce la resistenza aerodinamica.
Certo, la deportanza aumenta parecchio a pari dimensioni, ma non in modo efficiente.
Così si spiegherebbe quindi come mai le formula E non possono permetterselo e preferiscono diffusori assai più abbondanti di quelli delle formula 1. Gestiscono il flusso in modo da non rovinarlo e quindi evitando aumenti di resistenza, pur generando una parte di deportanza comunque alta, viste le dimensioni abbondantemente maggiorate.
SECONDO VANTAGGIO
Il diffusore, l’abbiamo appena detto, non è capace di generare lo stesso livello di deportanza di un alettone, ma la sua capacità di collaborare con il resto del corpo vettura permette di incrementare gli effetti vantaggiosi. Infatti, una delle sue doti è di influenzare in modo positivo anche il fondo piatto, altro elemento fondamentale per il carico aerodinamico. Il come è presto spiegato.
Basti pensare a quanto l’aria fatica a richiudere le correnti fluide dietro alla macchina. Ad alte velocità. Per riuscirci, è costretta a generare fortissimi vortici che creano un ricircolo sul lato posteriore del veicolo, altrimenti sarebbe impossibilitata. Del resto, è noto a tutti il fenomeno della scia.
Se le molecole gassose faticano a riempire lo spazio posteriore all’auto, figurarsi risalire il diffusore per riempire l’ulteriore area da esso generata e rivolta in senso opposta al verso di marcia.
Di fatto, l’unico flusso a cui il diffusore può attingere è quello da sotto il fondo piatto. L’ari che arriva da lì sente una attrazione ancora più rafforzata che, grazie alla depressione che si genera sul lato posteriore e che risale il diffusore, la attrae con ancor più velocità verso l’oggetto in analisi.
In questo senso, le molecole gassose sotto al fondo piatto, grazie al concetto della teoria di Venturi (LINK) possono generare ancora più depressione, grazie ad un incremento di rapidità di scorrimento sotto il veicolo.
Cosi, anche se non performante come gli alettoni, il diffusore crea una vera e propria collaborazione con il fondo piatto, generando livelli inediti di deportanza.
CONCLUSIONI
Ecco quindi spiegato il modo di funzionare di una delle parti più importanti di un veicolo da corsa. Ricordo quanto questa spiegazione calzi a pennello in termini di propulsione elettrica, con la sua massima espressione rappresentata dalla formula E.
Inserisco a tal proposito un link di descrizione alle nuove vetture gen2 Evo, veri capolavori di efficienza aerodinamica. LINK ALL’ARTICOLO
Vi saluto e a presto con nuovi spunti di tecnica delle corse.
Dall’ing. Alberto Aimar.