L’importanza dei deviatori di flusso

L’aerodinamica in Formula Uno ormai da parecchi decenni è parte importante dei successi di una scuderia, essendo in grado di incidere in modo rilevante sulla performance generale insieme ad altri componenti della vettura.  Il processo investigativo nel campo della fluidodinamica prosegue nello sviluppo, per cercare di generare sempre più downforce, o migliorare la deviazione dei flussi, garantendo al contempo la minimizzazione del drag (o resistenza all’avanzamento), così come la capacità della gestione e del “controllo” delle turbolenze che vengono generate o investono l’auto.

Le differenti concause che “remano contro” i principi aerodinamici, tuttavia non fanno altro che inficiare negativamente sul lavoro realizzato dai tecnici. Per questa semplice ragione osservando una monoposto di Formula Uno possiamo capire l’importanza dei deviatori di flusso che vanno a “correggere” il comportamento aerodinamico, in modo da garantire il corretto effetto che in fase di studio è stato pensato dai tecnici.

Dopo aver analizzato nella giornata di ieri la differente visione sulla valvola wastegate di Ferrari e Red Bull, parliamo oggi in dettaglio delle palette o laminatori che trovano ubicazione in differenti punti dell’auto, per diversi scopi (pulizia flusso, turning, generazione di carico, ecc). Se si considerano persino le specifiche di piccole dimensioni, che comprendono due o più angoli di curvatura, possiamo affermare che lo scopo in generale sia, aerodinamicamente parlando, quello di ottimizzare il flusso. 

Anche se non possiamo escludere del tutto un piccolo scopo aerodinamico atto alla generazione di downforce, l’importanza dei deviatori di flusso prevede una finalità prettamente incentrata verso la laminazione dei flussi per generare angolo di attacco riducendo le turbolenze, essendo collocate davanti a zone di generazione di carico aventi la necessita di evitare lo staccamento dello strato limite. 

Altre mansioni possono prevedere la corretta deviazione del flusso che dalla parte anteriore della monoposto arriva “sporcato” dalle superfici aerodinamiche.

La progettazione di queste parti nasconde un processo molto interessante che inizialmente ha trovato decisamente maggior appeal nel mondo motoristico. Se pensiamo alle turbomacchine (pompe, compressori, o turbine, che tipicamente sono presenti anche sui complessi motori di F1), sappiamo come uno dei principi più importanti sia quello di trattare la maggior quantità di flusso, nel modo più efficiente possibile, pur mantenendo compatte le dimensioni, garantendo il rispetto delle regole sulle differenti velocità di rotazione. Per evitare problemi di cavitazione, chocking, stallo, e una serie di altre “terribili dinamiche” che possono verificarsi in questi componenti, sono stati sviluppati nel tempo una serie di processi di ottimizzazione che in modo tipicamente automatico permettono di raggiungere e soddisfare delle cosiddette funzioni obiettivo. In modo molto semplicistico, in alcuni casi è davvero la fluidodinamica a dettare la costruzione geometrica del componente. Tale processo di ottimizzazione automatizzata, impiegato da anni in ambito fluidodinamico, è ovviamente popolarissimo anche in ambito aerodinamico, e dunque, permette di aiutare nella costruzione delle componenti di aerodinamica esterna.

Sotto questo aspetto risulta sempre più marcato un concetto basico, che prevede la progettazione delle Formula Uno legate ad unfunzionamento ottimale a livello aerodinamico solamente in “aria pulita”, mentre nel momento in cui si trovano alle spalle di altre vetture (con i temibilissimi effetti turbolenti che si lasciano alle spalle) si creano evidenti problemi che contribuiscono peraltro a complicare ulteriormente i sorpassi. In queste specifiche situazioni ovviamente la monoposto non riesce a garantire il comportamento aerodinamico per la quale è stata progettata, e le lamentele dei piloti assieme ai loro errorini ne sono l’evidente segnale.

In conclusone, a priori non possiamo affermare con esattezza la funzione delle palette che troviamo collocate in molte zone dell’auto, pensando che in fase di progettazione tutte le componenti aerodinamiche partono con una “funzione obbiettivo” da noi sconosciuta. Ma osservando la loro composizione e collocazione che trovano sulla vettura, possiamo dedurre la funzionalità secondo lo schema dei flussi della monoposto. La complicanza e la continua ricerca alla massima espressione ingegneristica permettono di avere ad alto costo delle piccole appendici che garantiscono marginali vantaggi sui competitor, ma a quale prezzo, per ingegneri, piloti e spettatori?

Autore e foto: Alessandro Arcari – @Berrageizf1