Nel secondo capitolo della rubrica Non Solo Stile abbiamo parlato di come l'aerodinamica influenzi inevitabilmente le linee delle nostre auto. Negli ultimi anni, però, è diventata sempre più comune l'applicazione di piccoli dettagli in grado avere un forte impatto sulle prestazioni aerodinamiche del veicolo, senza inficiare pesantemente le linee dell'auto, lasciando più libertà ai designer e rendendo, in molti casi, lo stile dell'auto piacevolmente aggressivo.
Di cosa parlo? Vediamolo insieme! 😉
Ali o Spoiler?
Facciamo chiarezza...
La differenza tra un'ala e uno spoiler è molto semplice, un'ala è un'appendice aerodinamica interamente immersa nel flusso d'aria votata, in Automotive, alla generazione di carico aerodinamico. Non mi dilungherò troppo sull'argomento, se vuoi approfondire puoi dare un'occhiata all'articolo sulle ali "a cucchiaio".
Uno spoiler, invece, è un'appendice aerodinamica integrata nella carrozzeria dell'auto che entra a contatto con il flusso d'aria solo nella parte superiore. Dal punto di vista funzionale, possiamo distinguere:
1) Spoiler per generare carico aerodinamico:
Un esempio di questo tipo di spoiler è quello applicato sulla Giulia Quadrifoglio (in copertina). Per visualizzare meglio il suo funzionamento, dà un'occhiata all'immagine qui sotto.
In questa immagine il colore del flusso d'aria rappresenta la velocità relativa tra aria e veicolo. Come puoi vedere, l'effetto dello spoiler posteriore è quello di creare una zona, sulla superficie di carrozzeria davanti ad esso, dove il flusso d'aria rallenta. Se ricordi quanto ti dicevo nella Breve Guida Pratica, un flusso più lento significa una pressione maggiore e, conseguentemente, più carico aerodinamico.
2) Spoiler per ridurre la resistenza all'avanzamento:
Quest'ultimo tipo è sicuramente più comune e ha, come scopo principale, quello di controllare il distacco del flusso d'aria dalla carrozzeria, rendendolo netto e riducendo di conseguenza la generazione di vortici di scia.
Questo accorgimento diventa particolarmente utile in caso di profilo hatchback e consente ai designer di dare al lunotto posteriore l'inclinazione esteticamente migliore (circa 50°) evitando le importanti turbolenze che si genererebbero in assenza di spoiler, come ti spiegavo sempre nella Guida.
A questo proposito, diventa sempre più comune il prolungamento laterale dello spoiler per i profili hatchback e l'applicazione di spigoli vivi lungo i bordi "verticali" della parte posteriore dell'auto. Per capire di che parlo, osserva l'immagine qua sotto.
Se osservi attentamente i fari posteriori di molte auto nuove, poi, noterai che presentano spigoli molto accentuati che però diventano poco visibili a distanza grazie alla superficie trasparente del faro.
Come ti dicevo nel Capitolo 2, però, tutti questi accorgimenti servono a poco se il flusso si distacca prima di raggiungere il posteriore dell'auto. Sempre nello scorso capitolo ti spiegavo che, per la Teoria del solido di Pavloski, anche all'anteriore l'ideale sarebbe avere uno spigolo abbastanza accentuato per evitare il distacco, anche se meno "vivo" di quelli che normalmente si vedono al posteriore.
Se, a livello macroscopico, uno spigolo così vivo all'anteriore risulterebbe decisamente poco gradevole dal punto di vista estetico, lo stesso non si può dire dal punto di vista delle linee di dettaglio, che donano all'auto un look più aggressivo e, allo stesso tempo, riducendo la resistenza all'avanzamento, ne riducono consumi e rumorosità.
Restando sull'anteriore dell'auto, un'altro dettaglio di cui non si può non parlare è lo Splitter:
Spesso confuso con lo spoiler, lo splitter ha un principio di funzionamento completamente diverso. L'idea è quella di sfruttare la zona di alta pressione che si crea nel punto in cui l'aria impatta contro il frontale dell'auto fermandosi (punto di stagnazione), per generare carico aerodinamico. Come? Semplicemente posizionando, al disotto di esso, una superficie piatta sulla quale questa pressione possa trasformarsi in una forza diretta verso il basso. Tale superficie, inoltre, separa il flusso d'aria che impatta contro l'auto da quello che passa al disotto di essa (da cui il nome splitter) rendendo quest'ultimo più pulito, riducendo la formazione di turbolenze e migliorando il funzionamento di un eventuale fondo piatto.
Un'altra grande opportunità di migliorare le prestazioni aerodinamiche dell'auto è data sicuramente dalle ruote. La loro interazione con i flussi che investono l'auto è un fenomeno complesso per il quale eviterei di entrare nel dettaglio.
Per i nostri scopi ci basterà ricordare 2 fenomeni:
Da una parte che una ruota non carenata, investita da un flusso d'aria, già di per se genera lift e resistenza all'avanzamento. (se ricordi, ne parlavo nell'articolo sulle ali in stile Alfa/Ferrari all'inizio della stagione di F1 2019, da cui richiamerò lo sketch qui sotto)
Dall'altra, nel momento in cui le si va a carenare per ridurre il fenomeno, si può dire che tutta la zona tra ruota e parafanghi è una zona altamente turbolenta che presenta una pressione media superiore a quella che c'è lungo la carrozzeria dell'auto. Questo farà sì che l'aria, dalla zona delle ruote, "spingerà" per uscire, trovando uno spiraglio sul lato dell'auto e andando a sporcare il flusso d'aria lungo la fiancata.
Guardando il problema da un'altra prospettiva, questa zona di alta pressione troverà, al disopra di essa, la superficie del parafango, spingendola verso l'alto. Vediamo quali sono gli interventi che gli ingegneri, generalmente, attuano per arginare questi 2 fenomeni riducendo da una parte la resistenza all'avanzamento e dall'altra il lift complessivo dell'auto.
Air Curtain:
Di questa soluzione ti avevo già parlato nell'articolo in cui commentavo le prestazioni Ferrari dopo la prima gara del 2019. Il principio è quello di creare un vero è proprio schermo accelerando un flusso d'aria che gira attorno alla parte scoperta della ruota, impedendo all'aria all'interno di uscire generando le turbolenze di cui sopra.
Inventata da BMW, questa soluzione è ormai davvero molto comune tra le auto relativamente nuove (un'esempio è la nuova Tipo), puoi notarla facilmente osservando la parte anteriore dell'interno del parafanghi anteriore; se vedi una fessura saprai di cosa si tratta. 😜
Ridurre il lift generato dalle ruote è tutta un'altra storia.
Abbiamo detto che tutta la zona all'interno del parafanghi è una zona ad alta pressione, che spinge la carrozzeria al disopra di essa verso l'alto. Come evitare questo effetto? Semplice! Rimuovendo quella parte di carrozzeria.
Un principio simile è spesso sfruttato per ridurre anche la resistenza all'avanzamento. Se è vero che l'alta pressione nei parafanghi spinge la carrozzeria verso l'alto, è anche vero che, nella parte posteriore della ruota, la stessa alta pressione spinge la carrozzeria, e l'intera auto verso dietro. Rimuovendo anche questa parte di carrozzeria, si può ridurre la resistenza all'avanzamento. Alternativamente, la si può sostituire con una serie di profili inclinati che sfruttano questa pressione per generare carico. Di seguito qualche esempio.
Chiuso il capitolo ruote (almeno per quest'articolo), se torni a osservare l'ultima immagine CFD, potrai chiaramente notare che un'altra grande fonte di turbolenze sono senza dubbio gli specchietti.
Se nel motorsport, questi vengono ridotti al minimo indispensabile e profilati in modo tale da disturbare il flusso il meno possibile e integrarsi con esso al meglio, per le auto stradali il loro principale indice di performance è l'acustica.
Un flusso turbolento, infatti, è sinonimo di pressioni (e di conseguenza forze) non costanti attorno alle superfici dello specchietto. Forze non costanti che generano vibrazioni che, trasmettensodi alla cassa veicolo, arrivano all'orecchio dei passeggeri nella forma di fastidiosi rumori aerodinamici.
Un metodo per ridurre questo fenomeno è quello di posizionare l'attacco alla carrozzeria degli specchietti su una superficie più spessa e fonicamente isolante. Spesso, perciò, si preferisce attaccare gli specchietti alla parte metallica della portiera piuttosto che al finestrino, proprio per migliorare l'acustica dell'auto.
Anche stavolta siamo arrivati ai saluti. Con questo terzo capitolo si conclude la rubrica Non Solo Stile.
Ovviamente con quest'articolo (e con questa rubrica) non pretendo di aver trattato in modo completo l'argomento, ma spero di averti dato ciò che serve per guardare a certi accorgimenti stilistici con occhi nuovi, ricordando che ciò che vediamo di un'auto è frutto di un sottilissimo gioco di equilibri tra stile e funzionalità che, alla prova delle vendite, vede vincitore non chi applica più soluzioni e nemmeno chi ha le linee più belle. Il difficile è bilanciare ed integrare le due cose, rendendo il lavoro degli ingegneri invisibile agli occhi di chi guarda l'auto, ma percepibile da chi la usa.
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