Come le monoposto vengono “schiacciate” al suolo per andare più forte
F1 – Cos’è l’aerodinamica deportante
Le ali delle vetture di Formula Uno sfruttano lo stesso principio su cui si basano quelle degli aerei: ma sugli aerei vengono utilizzate per “sollevare” il veicolo, sulle Formula Uno per “schiacciare” la vettura sull’asfalto, consentendo di raggiungere velocità in curva altrimenti impossibili con la sola aderenza meccanica.
Semplificando brutalmente il principio che consente agli aerei di volare, si può dire che le ali hanno un profilo tale che, nel flusso d’aria che le avvolge, si genera una differenza di pressione tra le zone al di sopra e quelle al di sotto di esse: con una pressione minore sopra e maggiore sotto, l’aereo viene sostenuto. In tal caso si parla di aerodinamica portante. Se le ali vengono utilizzate “al rovescio”, il mezzo sarà spinto verso il basso. Ed è esattamente quello che accade alle vetture con aerodinamica deportante.
F1 – Come lavora l’aerodinamica deportante
Questa spinta aerodinamica verso il basso può essere vista come una forza peso, ma mentre una vera forza peso sarebbe generata da una massa, il cui risvolto della medaglia sarebbe una maggiore inerzia (deleteria nel motorsport), in questo caso la forza verso il basso è ottenuta senza aggiungere massa al veicolo (se non quella dei componenti aerodinamici): si fa in modo che le gomme premano di più sull’asfalto senza aumentare l’inerzia.
Le superfici alari, però, recano con sé uno svantaggio: generano resistenza aerodinamica (drag, per gli anglofoni) che, insieme al corpo vettura e, soprattutto, alle ruote scoperte, rende il Cx (coefficiente di resistenza aerodinamica) di una moderna Formula Uno peggiore di quello di un’utilitaria (circa 0,7-1,1 contro circa 0,3). Ma come? Una Formula Uno ha una penetrazione aerodinamica peggiore di quella di una Fiat Panda? Con tutto quello che spendono? Rincaro la dose: persino molti camion fanno di meglio in quanto a penetrazione aerodinamica!
F1 – Non solo ali
Il carico aerodinamico, però, non viene ottenuto solo attraverso le ali. Si ottiene deportanza anche con l’effetto suolo, grazie al fondo delle vetture e al diffusore: l’aria che passa sotto al fondo della vettura, dovendo “scorrere” in uno spazio più stretto rispetto all’aria che passa sopra la vettura, va più veloce (si pensi ad un fiume quando gli argini si restringono: la velocità del fluido, in questo caso l’acqua, aumenta). La differenza di velocità tra il flusso inferiore e quello superiore crea una depressione che “risucchia” la vettura verso il basso, senza generare molta della resistenza che le ali generano.
F1 – Cosa consente di ottenere l’aerodinamica deportante
Perché le Formula 1 non sono così efficaci nel “bucare” l’aria? Perché non sono i siluri che molti profani immaginano? Semplicemente perché non conviene. Non conviene perché ciò che conta per essere veloci su un circuito non è la semplice velocità di punta, bensì la velocità media sul giro. E per tenere una velocità media elevata, non serve a niente andar forte in rettilineo e poi basta. Bisogna andar forte in ingresso di curva, in percorrenza di curva, in uscita di curva. E per far ciò serve tanta downforce (termine anglofono per deportanza), anche a costo di sacrificare la velocità massima.
Per questo le Formula Uno sacrificano la penetrazione aerodinamica in favore dello schiacciamento al suolo. Si pensi che l’aerodinamica deportante consente a queste vetture di raggiungere valori di accelerazione laterale maggiori di 5.5g, mentre una normale vettura di serie, quand’anche sportiva, arriva a poco più di 1g.
Avete presente quando nella vostra utilitaria percorrete una curva a velocità molto, molto sostenuta e vi sentite spingere verso l’esterno? Ecco, lì siete ben al di sotto del valore di 1g. Con un’accelerazione laterale di 5g, la testa del pilota viene spinta verso l’esterno con una forza di circa 35 kg. Servono allenamenti specifici molto severi… E alcuni fenomeni sostengono che la Formula Uno non sia uno sport…
F1 – Un po’ di storia
In Formula Uno le ali fecero la loro comparsa nel 1968. Poi, nel 1977, la Lotus mise in pista una vettura a effetto suolo, aprendo l’era delle wing car. Negli anni l’evoluzione dell’aerodinamica è stata massiccia: stiamo parlando della competizione motoristica dove si sono concentrati maggiormente ricerca e sviluppo dell’aerodinamica applicata alle vetture.
Conclusione
La downforce che una moderna Formula 1 riesce a creare, tra ali e fondo, può raggiungere valori superiori ai 3000 kg: è per questo che, da una certa velocità in poi (e in dipendenza della configurazione aerodinamica), tali vetture sarebbero in grado di viaggiare sottosopra “incollate” ad un ipotetico soffitto. La forza che le schiaccia, infatti, può superare di gran lunga la loro forza peso! Simpatico, vero? Ma se avete una Formula 1 in garage, fermi lì, non fatelo: i loro motori non sono progettati per lavorare sottosopra…
Crediti foto: F1, Autosport, Scuderia Ferrari, Oracle Red Bull Racing, Mercedes-AMG Petronas F1 Team