Le soluzioni aerodinamiche più strane della Formula 1 – parte 3

Nel terzo ed ultimo articolo sulle soluzioni aerodinamiche più strane della Formula 1, esaminiamo la storia dell’effetto suolo e come le scuderie hanno sfruttato questo fenomeno fisico.
 

Cos’è l’effetto suolo e come viene sfruttato in Formula 1? L’effetto suolo consiste nella modificazione del campo aerodinamico attorno ad un corpo, quando esso si muove in vicinanza del suolo, e nella corrispondente variazione delle forze aerodinamiche ad esso applicate (fonte).

In condizioni di normalità, infatti, un corpo simmetrico genera attorno a sé un flusso omogeneo. Nel momento in cui questo corpo si avvicina al suolo, il flusso che lo circonda subisce un’alterazione. Più in particolare, sotto al corpo troviamo un’alta pressione (minore quantità di flusso), mentre sopra al corpo una bassa pressione (maggiore quantità di flusso). Il corpo è dunque soggetto ad una forza detta portanza, la stessa forza che fa volare gli aerei. Tuttavia, come si è visto nel primo articolo di questa serie, la portanza è l’esatto opposto di ciò che si cerca in Formula 1.

Per poter trarre vantaggio dall’effetto suolo è necessario che la bassa pressione venga generata sotto al corpo e che l’alta pressione lo soprastasti, in maniera tale che sul corpo agisca la deportanza. Questa “inversione” dei flussi può essere ottenuta attraverso una serie di soluzioni aerodinamiche.

 

Pance laterali

È il 1976. La Lotus, al termine delle sue segrete ricerche sull’aerodinamica delle vetture, partorisce la Lotus 78, detta “Wing car“, l’auto da schierare in pista per i campionati 1977 e 1978 (poi sostituita dalla Lotus 79).

L’immagine è autoesplicativa. Dal punto di vista aerodinamico la vettura era stata progettata come una grande ala per massimizzare il carico aerodinamico. A tale scopo, i radiatori e i serbatoi furono spostati per fare spazio a due pance laterali, dotate di paratie flessibili (in nylon), che consentivano di migliorare la resa delle pance. L’idea si rivelò vincente: la Lotus 78 raccolse 13 vittorie, 23 pole position e 9 giri veloci spalmati in 33 gare.

 

Tubi Venturi

La vettura che meglio incarna gli studi sull’effetto suolo è la Lotus 79, vincitrice del campionato 1978. Soprannominata “Black beauty” per via dello sponsor, raccolse un bottino di 6 vittorie, 10 pole position e 5 giri veloci su un totale di 26 gare.

Il vantaggio così schiacciante è attribuibile all’effetto Venturi, fenomeno scoperto nel Settecento dal fisico italiano Giovanni Battista Venturi, in base al quale la pressione di un fluido aumenta con il diminuire della velocità. Martin Ogilvie e Peter Wright, ingegneri Lotus, sfruttarono questo fenomeno intervenendo sulla sottoscocca. In particolare, essi sagomarono i cassoni della vettura in modo tale da ricreare un profilo alare rovesciato. Tale profilo, combinato con le minigonne e il profilo stradale, formava un condotto in cui il flusso d’aria veniva accelerato e, dunque, subiva un brusco abbassamento di pressione. I cassoni, dunque, creavano deportanza analogamente all’alettone posteriore, ma allo stesso tempo riducevano la resistenza all’avanzamento. Ciò determinò un notevole vantaggio in curva e alle basse velocità.

 

Ventola posteriore

Il vantaggio della Lotus era tale che le scuderie impiegarono diverso tempo per eguagliare il team inglese, a volte adottando soluzioni aerodinamiche al limite della legalità. È il caso della Brabham BT46B, sviluppata dalla Brabham per il campionato 1978, soprannominata “Fan car“.

La scuderia britannica, a causa di esigenze costruttive, non poteva ricreare un simile sistema di cassoni. La Brabham BT46B, infatti, era alimentata da un motore boxer 12 cilindri Alfa Romeo che costituiva un notevole ingomro laterale. Murray, ingegnere Brabham, ispirandosi alla Chaparral 2J, ipotizzò di collocare una ventola posteriore che, aspirando aria dal fondo della vettura, generasse una bassa pressione tale da incollare la macchina al suolo.

Il sistema era legale poiché sfruttava un’area grigia del regolamento. In particolare, all’epoca erano legalizzati tutti i componenti che avevano effetti aerodinamici a patto che la loro funzione primaria fosse diversa. Murray, dunque, spostò i radiatori posteriormente, in modo tale che la ventola avesse funzione di raffreddamento.

Il vantaggio era schiacciante, a tal punto che gli ingegneri dovettero montare sospensioni più rigide per non danneggiare il fondo della vettura. Addirittura, per non insospettire i concorrenti, dovettero fare il carico di benzina e montare gli pneumatici più duraturi disponibili; ciononostante, la Brabham BT46B vinse il Gran Premio di Svezia senza grosse difficoltà.

La vettura fu comunque squalificata al termine della gara poiché la grossa ventola sollevava detriti e sabbia, pericolosi per gli altri piloti. Per approfondire la storia e la tecnica di questa meravigliosa automobile visita il nostro articolo dedicato alla Brabhab BT46B e al Gran Premio di Svezia 1978.

 

Le minigonne

Un’altra soluzione aerodinamica degna di menzione sono le minigonne. Si tratta di appendici aerodinamiche adottate in Formula 1 tra la metà degli anni Settanta ed il 1983 che, applicate sui fianchi della vettura, consentivano di ottimizzare i benefici dell’effetto suolo.

I vantaggi delle minigonne erano tali che alcuni costruttori estremizzarono le vetture a tal punto da eliminare quasi del tutto i profili alari. È il caso della Lotus 80, monoposto sviluppata per il campionato 1979, in cui la deportanza prodotta dalle minigonne era tale da permettere di correre senza alettoni. L’auto, tuttavia, si rivelava pericolosa in curva, a tal punto che gli ingegneri Lotus ritirarono la vettura dopo sole tre gare e la rimpiazzarono con la precedente Lotus 79. Del tutto vani furono i vari alettoni provati per correggere il cattivo comportamento della vettura.

Le minigonne vennero ben presto messe al bando: la forza G che i piloti subivano in curva era talmente forte da generare malesseri fisici. Inoltre, distaccandosi, le minigonne rischiavano di ferire piloti e spettatori. Per tale motivazione, a partire dal 1981, venne imposto che le minigonne fossero alte al massimo 6 cm dal suolo. Tuttavia i tecnici aggirarono i regolamenti ed ipotizzarono un nuovo tipo di minigonne che in fase di verifica risultavano essere regolamentari, ma che di fatto non lo erano: una volta scesi in pista, i piloti azionavano un martinetto idraulico che, agendo sulle sospensioni, abbassava le vetture ricreando il medesimo effetto suolo.

Per tale motivazione, a partire dal 1983, vennero imposti i fondi piatti, mettendo fine all’annosa questione delle minigonne. Per approfondire la storia ed il funzionamento di questi dispositivi visita il nostro articolo sulle minigonne.

Siamo giunti al termine di questa terza ed ultima parte della trilogia dedicata alle soluzioni aerodinamiche più strane della Formula 1. Visita il nostro canale Telegram e i nostri social per rimanere sempre aggiornati sul mondo dei motori.