F1 | Come lavorano il Beam-Wing ed il diffusore

Roma, 18 luglio 2013 – Quest’oggi vorremmo provare a spiegare il funzionamento di un componente molto importante posto nell’alettone posteriore di una vettura di F1: il “beam-wing”.

Questo particolare è un profilo alare posizionato nella parte bassa all’interno dell’alettone e poco sopra il diffusore. In molti credono che questo profilo alare serva solo per generare del carico aggiuntivo sull’asse delle ruote posteriori, ma in realtà ha anche una seconda funzione non meno importante della prima.

Dalla foto sotto è possibile osservare bene la posizione in cui si trova la superficie che stiamo analizzando. Essa si trova infatti nella parte bassa dell’alettone per essere il più vicino possibile al diffusore posteriore e riuscire ad aiutare quest’ultimo nel suo lavoro di estrazione dell’alria dal fondo. Ma vediamo in che modo questo avviene.

In  questa foto il beam-wing evidenziato dalla paraffina di cui è cosparso.
In questa foto il beam-wing evidenziato dalla paraffina di cui è cosparso.

Cominciamo col ricordare come i flussi d’aria vengono gestiti dalle forme di una F1 per generare il tanto prezioso effetto suolo. L’aria infatti incontrata dalla vettura durante la sua corsa alla velocita V0, viene fatta passare sotto la macchina, lungo il fondo piatto. Il restringimento della sezione che si viene a creare, fa aumentare la velocità dell’aria V1, che accelerando, diminuisce la pressione esercitata  sulle sue superfici della sezione, generando quindi una “depressione”. Questo può essere quindi sfruttato per aumentare la forza deportante che spinge il fondo della vettura verso il basso ed aumentare la sua tenuta di strada. Funzione importantissima viene svolta dal diffusore che aiuta, grazie alla sua forma, ad estrarre l’aria dal fondo e consentirne quindi il passaggio ad una quantità sempre maggiore.  Aumentando infatti la sezione in cui scorre l’aria, la velocità diminuisce rapidamente ma aumenta anche la Pressione che tende a ritornare ai valori iniziali.

beam

A questo punto entra in gioco la funzione del beam-wing, che generando deportanza come tutti i profili ad ala rovesciata di una vettura di Formula 1, crea sopra di se una zona d’alta pressione, ma sotto di se una zona di bassa pressione (depressione). In questo modo l’aria che uscirà dal fondo della vettura, non incontrerà immediatamente una zona di pressione “ambientale” ma ancora una zona di bassa pressione che aiuterà il lavoro del diffusore di estrazione dell’aria. Facendo infatti sboccare la sezione di uscita del primo Venturi nella sezione di un altro Venturi più grande, cioè in una sezione che a sua volta è ancora in depressione, si genererà un effetto moltiplicatore della depressione.

Nello schema che vi abbiamo mostrato è rappresentata una soluzione tipica degli anni 80, quando era consentito posizionare le ali anche in una posizione molto arretrata, proprio immediatamente sopra la zona d’estrazione dell’aria. Questo oggi, per motivi di sicurezza, non è più possibile e tutti i profili alari devo essere ad una determinata distanza dall’asse delle ruote posteriori. Ugualmente però il beam-wing riesce a svolgere la sua funzione spstando una grossa quantità d’aria verso l’alto e riuscendo quindi ad abbassare la pressione nel punto di uscita del diffusore posteriore.

Ovviamente sappiamo come quest’oggi i regolamenti impediscano di porre un profilo alare nella posizione in cui lo abbiamo posto schematicamente  (oggi per un motivo di sicurezza le ali non possono essere così arretrate, ma sono spostate più in avanti) ma anche oggi che l’ala posteriore e spostata più avanti si cerca di ricreare questa situazione, in parte con l’aletone stesso ed in parte con il beam-wing anche se non posizionato esattamente sopra l’uscita del diffusore. Questo comunque riesce a generare un’aria di depressione (in grigio nel disegno) che aiuta comunque il lavoro lavoro di estrazione dell’aria del diffusore.


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Antonio Granato

F1 Freelance Technical Analyst - AME-Aircraft Maintenance Engineer - Ideatore e Coordinatore di F1sport.it - Ideatore e radio-conduttore di #PitTalk - Blogger ilfattoquotidiano.it - collaboratore di Autosprint Twitter: @antoniogranato

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