AERODINAMICA - PARTE 2 - IL DIFFUSORE - FUNOANALISITECNICA F1ANALISITECNICA
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AERODINAMICA - PARTE 2 - IL DIFFUSORE

Per ottenere una deportanza oltre all'utilizzo degli alettoni anteriore e posteriore è importante studiare accuratamente il fondo della monoposto in modo da avere un flusso d'aria più veloce rispetto al flusso in ingresso e in uscita dalla monoposto stessa.Ciò si ottiene utilizzando le proprietà del Tubo di Venturi,infatti in condizioni di flusso ideale dove la sezione di passaggio della corrente fluida si restringe,vedi il fondo della monoposto,deve corrispondere un aumento della velocità del flusso e quindi una pressione più bassa rispetto alle sezioni di ingresso e di uscita.In pratica sotto il fondo piatto della monoposto dovrebbe instaurarsi una depressione tale da tenerla incollata al suolo.

Un effetto moltiplicatore della depressione sotto il fondo della monoposto si ottiene facendo sboccare la sezione di uscita nella sezione ristretta di un secondo Venturi più grande a sua volta in depressione,questo secondo Venturi è rappresentato dall'alettone posteriore e dalle sue paratie laterali.Quindi l'alettone posteriore oltre a generare deportanza contribuisce ad una maggiore depressione sul fondo della monoposto perchè agisce sulle condizioni di sbocco dell'estrattore.

La relazione tra diffusore e il fondo della monoposto è cruciale:migliori sono le condizioni di uscita del flusso ad opera del diffusore migliore sarà la depressione sotto il fondo della monoposto.Il nuovo regolamento FIA introdotto a partire dal 1998 ha imposto una riduzione di carreggiata di 20 cm (200cm a 180 cm) così i progettisti di F1 hanno spostato verso la scocca le ruote e hanno accorciato le sospensioni,tutto ciò ha fatto sì che le ruote posteriori si sono avvicinate di più al diffusore riducendo anche la superficie di fondo piatto e quindi riducendo la deportanza conseguita.E' importante studiare anche la collocazione degli scarichi in quanto la loro presenza influenza molto le condizioni del flusso d'aria che attraversa il diffusore,infatti i gas di scarico immettono energia cinetica in quantità variabile al flusso in uscita dal diffusore a seconda della posizione dell'acceleratore.



L'obbiettivo di qualunque progettista di F1 è quello di trovare una maggiore deportanza minimizzando la resistenza aerodinamica, a prima vista è semplice osservare come gli aerodinamici lavorano sulla scocca della monoposto utilizzando diverse appendici e forme geometriche pur guadagnando piccoli incrementi di deportanza, tuttavia il loro lavoro si svolge in gran parte sotto la monoposto e i loro interventi in questa parte non sono mai evidenti all'osservatore comune sia per la posizione nascosta sia per il fatto che il colore nero del fondo non fa distinguere bene la geometria delle forme.

Il ruolo del diffusore o estrattore è stato uno dei maggiori fattori che hanno contribuito alla sempre crescente velocità delle monoposto degli ultimi due decenni, certo è che gli aerodinamici dei top-teams anno dopo anno hanno migliorato l'efficienza della monoposto in media del 15%, considerando il loro impegno e le risorse dei teams di punta, si dimostra che l'aerodinamica aiuta poco al miglioramento delle prestazioni della monoposto.

Dal punto di vista della FIA i regolamenti sono studiati in modo da limitare le velocità massime e nei primi anni '90 quando i regolamenti concedevano l'uso di diffusori ampi, i progettisti riuscivano ad ottenere da essi almeno il 70% dell'intera deportanza della monoposto. Con i regolamenti FIA attuali il contributo del diffusore alla deportanza è molto più basso ma la sua importanza non è affatto diminuita.

Lo scopo dell'estrattore rimane sempre quello di convogliare il flusso aerodinamico in uscita dal fondo posteriore della monoposto e dal fondo dell'alettone posteriore, l'aria all'uscita dal fondo piatto giunge accelerata avendo attraversato la sezione ristretta esistente tra il fondo e la superficie della pista, di qui deve affluire nella zona di bassa pressione esistente sotto l'alettone posteriore.

Il campo di bassa pressione creato e controllato nella zona inferiore dell'alettone posteriore è regolato da cinque canali diffusori, uno centrale, molto ampio e ascendente situato sotto la struttura di supporto dell'alettone posteriore e che si estende fino a 50 cm dall'asse delle ruote posteriori, e due coppie di canali più piccoli terminanti in corrispondenza dell'asse delle ruote posteriori vedi reg. FIA). Se la zona posteriore del fondo piatto non fosse così configurata ma desse semplicemente la possibilità di far affluire l'aria verso l'alettone posteriore, il flusso sarebbe turbolento per cui non essendo regolare diminuirebbe l'efficienza dell'ala posteriore.

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Nessun team presenta diffusori uguali nella forma questo perchè la forma dell'estrattore dipende da ciò che c'è davanti ossia dalla forma del muso, dall'alettone anteriore, dai deviatori di flusso laterali e dalle stesse pance laterali della monoposto.

Il diffusore lavora meglio alle alte velocità e questa condizione è favorita dal flusso accelerato in uscita dal fondo piatto della monoposto, ma il suo contributo non si limita ad aumentare solo la deportanza totale della monoposto in quanto lo scopo fondamentale è anche quello di bilanciare lo squilibrio di deportanza tra anteriore e posteriore. Nelle curve veloci l'anteriore è più deportante dando così al pilota l'impressione che la monoposto scivoli di coda ma la presenza del diffusore garantendo un campo di depressione in più aiuta l'alettone posteriore a produrre una deportanza aggiuntiva capace di bilanciare aerodinamicamente la monoposto. Soprattutto con l'introduzione delle nuove norme FIA 2001 che limitano a quattro il numero massimo di profili alari sull'alettone posteriore, il compito dell'estrattore per bilanciare lo squilibrio di deportanza è diventato più difficile da risolvere ma d'altro canto l'innalzamento di 5 cm dell'alettone anteriore ha comunque contribuito ad un maggior flusso sul fondo della monoposto e quindi ad una maggiore deportanza sul posteriore che viene resa meno nelle fasi di scia precedenti il sorpasso.

Cristiano Sponton

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2 commenti

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27 marzo 2014 22:46 delete

ma che funzione anno le paratie laterali inclinate verso l'esterno?

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Anonimo
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29 ottobre 2014 15:46 delete

Le paratie laterali dell'ala anteriore servono a deviare i flussi aerodinamici all'esterno delle ruote anteriori riducendo la resistenza aerodinamica.

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