03 July 2020

Aerodinamica attiva: la nuova era della dinamica

Come però per le sospensioni sono nati i sistemi atti o adattivi, che consentono una continua e attiva regolazione dello smorzamento e della rigidezza, anche per l'aerodinamica si è passati da dei sistemi statici o passivi a dei sistemi attivi, in grado quindi di variare le proprie caratteristiche fisiche al fine di migliorare le prestazioni o ridurre i consumi.

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E' pressoché superfluo ricordare quale importantissimo ruolo abbia l'aerodinamica in una moderna vettura sportiva o da competizione.

Non solo per quanto concerne la resistenza aerodinamica, che influenza non poco i consumi e le prestazioni finali in senso longitudinale, ma anche per quanto riguarda la deportanza aerodinamica, che interessa in modo significativo le prestazioni in curva cioè in senso laterale e verticale. E', infatti, innegabile che per migliorare l’aderenza del veicolo occorra rivolgere una certa attenzione anche all'aerodinamica.

La forza verticale che grava sullo pneumatico ha per l'appunto un ruolo predominante per la generazione delle forze scambiate con il terreno: l’incremento di tale forza, infatti, aumenta contemporaneamente l’aderenza trasversale, la trazione e la frenata del veicolo. Capite bene quindi come l’utilizzo di una forza aerodinamica possa generare forti carichi verticali (deportanza) diretti verso il basso, migliorando così la tenuta di strada.

E' oltremodo innegabile che al giorno d'oggi le case automobilistiche intervengano sempre di più su questo importante fattore con la problematica però di dover scegliere se privilegiare la resistenza all'avanzamento, data dal coefficiente di penetrazione nell'aria, o l'aderenza laterale in curva, data dal coefficiente di portanza.

Ed è qui che salta fuori il solito discorso della "coperta troppo corta", un pò la stessa problematica che esiste nella taratura di una sospensione - dove si deve cercare il punto di ottimo tra tenuta di strada e comfort o assorbimento delle asperità - la si ritrova anche qui dove l'ingegnere progettista deve valutare a dovere il punto di ottimo tra resistenza e deportanza.

Come però per le sospensioni sono nati i sistemi atti o adattivi, che consentono una continua e attiva regolazione dello smorzamento e della rigidezza, anche per l'aerodinamica si è passati da dei sistemi statici o passivi a dei sistemi attivi, in grado quindi di variare le proprie caratteristiche fisiche al fine di migliorare le prestazioni o ridurre i consumi.

Nello specifico l'aerodinamica attiva altro non è che una serie dispositivi aerodinamici (parti mobili o spoiler attivi) che si inseriscono e/o cambiano forma, altezza e/o inclinazione in base alla velocità sostenuta.

Tale variazione di forma è in genere automatica o comandata dall'interno vettura tramite pulsante e può interessare tanto gli spoiler posteriori o anteriori quanto gli splitter, i diffusori e i deflettori che interessano svariate parti della carrozzeria, tra le quali anche il sottoscocca.

Normalmente la modifica di queste appendici aerodinamiche avviene grazie attuatori pneumatici o idraulici, comandati da elettrovalvole. I sistemi di aerodinamica attiva in sostanza sono in grado di offrire una variazione attiva del carico aerodinamico per una maggiore deportanza o minore resistenza aerodinamica in funzione di velocità, accelerazioni e condizioni dinamiche della vettura.

Lo stesso splitter per esempio se chiuso può generare un elevato carico aerodinamico ideale per affrontare curve ad alta velocità e frenate al limite oppure se aperto può ridurre il carico aerodinamico e deviare così il flusso verso un'altra zona del veicolo, riducendo drasticamente la resistenza aerodinamica e ottenendo le migliori prestazioni di accelerazione e velocità massime.

Allo stesso tempo uno splitter può essere utilizzato per una gestione attiva dei condotti di raffreddamento del radiatore che vengono chiusi in caso di non necessità così da rendere più lineare il percorso dell’aria e diminuire la resistenza all’avanzamento dei veicolo.

Lo stesso spoiler, invece, potendo sfruttare le diverse inclinazioni dei suoi flap, è in grado o di accentuare il carico aerodinamico così da migliorare la stabilità in curva ad alta velocità oppure di ridurre il carico aerodinamico e sopratutto la resistenza alla penetrazione così da sfruttate al massimo le capacità di accelerazione e la velocità massima della vettura.

Allo stesso modo lo spoiler può anche sollevarsi del tutto, aumentando in modo notevole la deportanza e la resistenza aerodinamica, così da funzionare come un vero e proprio servofreno di aiuto al normale freno idraulico e come una sorta di carico sulle ruote posteriori che a causa del beccheggio tendono ad alzarsi.

Infine, uno spoiler attivo viene ora utilizzato per favorire quello che in gergo si chiama vectoring aerodinamico (torque vectoring) quando si effettuano curve ad alta velocità. In base alla direzione di svolta lo spoiler è in grado in pratica di aumentare il carico e la trazione sulla ruota interna, controbilanciando il trasferimento di carico in curva così da ottimizzare la dinamica e la trazione del veicolo, richiedere un angolo di sterzata ridotto e migliorare la stabilità complessiva della vettura.

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