Tecnica: aerodinamica

6 novembre 2006
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    Tecnica: aerodinamica

    Introduzione


    Ancora non sappiamo come sia nata la vita: se dall’organizzazione di cristalli di silicio o da molecole a base carbonio. Nemmeno siamo sicuri del dove: se nello spazio profondo, in fanghi argillosi o nell’acqua dei primitivi oceani. Quel che è certo è che, sul nostro pianeta, la vita ha passato nell’acqua la maggior parte del tempo: 3,4 dei 3,8 miliardi di anni che le vengono attribuiti.

    Non c’è quindi da stupirsi che, con tutto questo tempo a disposizione, l’evoluzione abbia reso straordinariamente efficienti gli organismi acquatici. Un pesce che fende l’acqua e un’automobile che fende l’aria devono affrontare, a scale diverse dovute alla diversa velocità dei due oggetti e alla diversa densità dei due fluidi, problemi simili. Come pure un uccello e un aereo. Talché per studiosi e tecnici, che per realizzare un progetto hanno generalmente a disposizione un tempo misurabile in anni, è sempre stato naturale rivolgersi agli esempi forniti dalla natura: che sui suoi progetti lavora viceversa per milioni di anni.

    Per quanto fornisca strumenti per realizzare modelli ed effettuare calcoli o simulazioni sofisticatissimi e molto precisi, la tecnologia fornisce infatti ben poche nuove idee. Moltissimi nuovi spunti continuano perciò ad arrivare dall’osservazione, spesso casuale, di fenomeni che accadono al di fuori dell’ambiente (nel nostro caso) automobilistico. Di alcuni spunti particolarmente curiosi giunti in ambito aerodinamico ci occuperemo nel seguito.

    Qualche tempo fa (Agosto 2003) abbiamo parlato dell’aerodinamica “tradizionale”, sostanzialmente figlia della formula sintetica per il calcolo della resistenza all’avanzamento R:
    R = ½ Cx S d v2 dove S è la sezione frontale del veicolo,  d la densità dell’aria (che varia con la pressione e la temperatura) e v la velocità del veicolo rispetto all’aria (che per effetto del vento e dell’isteresi dei pneumatici non è necessariamente quella indicata dal tachimetro). Il coefficiente Cx, la superstar di questa formula,  è un fattore di forma che indica quanto è efficiente il veicolo nel far passare attraverso il fluido la sezione frontale S. Per il veicolo, avere una buona aerodinamica è come avere una sezione inferiore: si parla di “sezione equivalente”, data dal prodotto Cx x S.

    Ciò permette fra l’altro di compensare gli effetti del costante aumento di dimensioni cui ci hanno abituato le Case: per esempio la Mercedes Classe E ha una sezione frontale di 2,21 m2, sensibilmente maggiore rispetto ai 2,16 m2 della precedente; ma grazie alla riduzione del Cx all’ottimo valore 0,26, la sezione equivalente è scesa da 0,58 a 0,57 m2. Anche l’attuale Bmw Serie 5 beneficia dello stesso eccellente Cx ottenuto nonostante un’analoga crescita rispetto alla generazione precedente, e in modi simili.

    Ma quali sono questi modi? Per tutti gli anni ’80 gli ingegneri si sono concentrati sulla profilatura e l’eliminazione delle irregolarità di superficie (dalle maniglie agli accoppiamenti grossolani della carrozzeria).
    Il risultato sono stati veicoli dalla forma molto arrotondata e dalla personalità non particolarmente spiccata: dall’Audi 100 alla Opel Omega, che per arrivare a valori inferiori a 0,30 hanno adottato linee favorevoli con parabrezza e lunotto molto inclinati, forme a 3 volumi lunghe e ben raccordate, specchietti carenati, maniglie a scomparsa. L’epitome di questa tendenza è stata la Honda Insight, vettura ibrida del 1999 concepita per la massima economia di esercizio: a questo scopo non solo ha una sezione frontale ridottissima, ma una forma particolare che le vale un eccezionale Cx di 0,25. Questo valore, però, è oggi alla portata di vetture con carrozzeria molto meno estrema: oltre alle citate Mercedes e Bmw; vetture sportive come la Lexus LS 430 arrivano a 0,26 senza dover ricorrere alle ruote posteriori carenate della Insight. Il motivo è presto detto: sono state sviluppate strategie che permettono di contenere la resistenza all’aria anche senza rastremare all’eccesso le superfici fino a farle somigliare alla goccia, la forma più efficiente (Cx = 0,05).

    Possiamo pensare all’automobile che avanza nell’aria ferma come se stesse tuffandosi in acqua. Essa deve aprirsi un varco nel fluido, che si deve poi richiudere alle spalle dopo essere scivolato sulle superfici laterali. Da questi tre momenti dipende la resistenza aerodinamica della vettura. Il processo, però, è assai complesso.
    Tanto per cominciare, l’auto è più o meno piatta nella parte inferiore e arcuata in quella superiore. Di conseguenza, l’aria che le passa sotto percorre meno strada di quella che le passa sopra. Perché la vena si possa richiudere, è allora necessario che l’aria superiore si muova più velocemente di quella inferiore. Ora, il principio di Bernoulli stabilisce che l’energia posseduta dalla vena d’aria è costante fissata la sua pressione, la velocità e la quota. Trascurando l’effetto della variazione della quota, la conseguenza evidente è che se in un punto la velocità aumenta, la pressione diminuisce: per cui la pressione che si forma sotto la scocca è superiore a quella sul tetto. L’automobile si comporta perciò come un’ala di aereo: la differenza di velocità dell’aria genera una differenza di pressione che la spinge verso l’alto. Questa spinta è detta portanza: sostiene gli aerei e può rendere completamente instabili le automobili.
    Ancora non sappiamo come sia nata la vita: se dall’organizzazione di cristalli di silicio o da molecole a base carbonio. Nemmeno siamo sicuri del dove: se nello spazio profondo, in fanghi argillosi o nell’acqua dei primitivi oceani. Quel che è certo è che, sul nostro pianeta, la vita ha passato nell’acqua la maggior parte del tempo: 3,4 dei 3,8 miliardi di anni che le vengono attribuiti.

    Non c’è quindi da stupirsi che, con tutto questo tempo a disposizione, l’evoluzione abbia reso straordinariamente efficienti gli organismi acquatici. Un pesce che fende l’acqua e un’automobile che fende l’aria devono affrontare, a scale diverse dovute alla diversa velocità dei due oggetti e alla diversa densità dei due fluidi, problemi simili. Come pure un uccello e un aereo. Talché per studiosi e tecnici, che per realizzare un progetto hanno generalmente a disposizione un tempo misurabile in anni, è sempre stato naturale rivolgersi agli esempi forniti dalla natura: che sui suoi progetti lavora viceversa per milioni di anni.


    Per quanto fornisca strumenti per realizzare modelli ed effettuare calcoli o simulazioni sofisticatissimi e molto precisi, la tecnologia fornisce infatti ben poche nuove idee. Moltissimi nuovi spunti continuano perciò ad arrivare dall’osservazione, spesso casuale, di fenomeni che accadono al di fuori dell’ambiente (nel nostro caso) automobilistico. Di alcuni spunti particolarmente curiosi giunti in ambito aerodinamico ci occuperemo nel seguito.

    Un po' di storia...




    Curiosamente, l’aerodinamica suggestionò i carrozzieri fin dagli albori dell’automobilismo, peraltro senza il supporto di studi adeguati: tanto è vero che vi fu una prima ondata di automobili concepite come monoliti levigati nell’immediato dopoguerra: e ci volle la straordinaria Lancia Flaminia carrozzata da Pininfarina (1957) per interrompere il filone delle forme avvolgenti. Solo negli anni Sessanta, però, si cominciò a studiare seriamente il problema, e gli ingegneri scoprirono molte cose. Per esempio, una pendenza del lunotto inferiore a 20° consentiva all’aria di seguire la linea dell’automobile quasi senza separarsi.
    La scoperta diede impulso allo sviluppo di carrozzerie “fastback” (a due volumi) ed ebbe il suo culmine nella linea della Porsche da corsa 935/78 “Moby Dick”; oggi l’esempio migliore è il profilo dell’ultima Ford Focus 3 porte.

    Il modo in cui la vena d’aria si stacca dal profilo della vettura e forma la cosiddetta “scia” è decisivo. Paradossalmente, infatti, la maggior parte della resistenza aerodinamica non viene dalla parte anteriore ma da quella posteriore. In una classica berlina a 3 volumi con lunotto quasi verticale, l’aria si separa tipicamente alla sommità del lunotto, non riuscendo a seguirne la pendenza per “richiudersi”. Qui l’aria rallenta, aumenta la propria pressione e inverte la propria direzione: si forma cioè un vortice che richiama aria dal posteriore e innesca turbolenza. La turbolenza peggiora sensibilmente il Cx: addirittura, se il lunotto anziché quasi verticale è inclinato di 30-35 gradi rispetto all’orizzontale, (come in passato capitava) il flusso d’aria diventa instabile e può avere ripercussioni negative sulla dinamica di marcia ad alte velocità.
    Come la resistenza, anche la portanza è legata alla superficie e al quadrato della velocità attraverso un coefficiente di forma. In questo caso le carrozzerie a due volumi sono svantaggiate, perché la loro superficie di contatto con il flusso è particolarmente estesa. Ma all’inizio degli anni Sessanta, gli ingegneri della Ferrari scoprirono i benefici dell’alettone: una forma d’ala rovesciata posizionata in corrispondenza dell’estremità posteriore dell’auto, che poteva generare deportanza e opporsi efficacemente alla portanza, senza peggiorare eccessivamente la resistenza.

    La 248 SP da endurance fu la prima auto a montare un alettone, nel 1962; l’anno successivo, fu seguita dall’indimenticabile 250 GTO da strada. A rendere popolare questa soluzione fu soprattutto Porsche, che la rese un vero e proprio marchio di fabbrica a partire dalla 911 RS del 1972, dove l’alettone riduceva la portanza alle alte velocità del 75%. L’alettone devia poi buona parte del flusso, in modo da fargli lasciare l’auto senza accelerare troppo. Inoltre, separando il flusso in due, limita la formazione di turbolenza. Per essere efficiente, però, deve essere installato piuttosto in alto: come sulle auto rally replica e molte monovolume.  Spoiler e minigonne hanno invece la funzione di deviare di lato il flusso d’aria che passerebbe sotto scocca. L’aria che passa sotto il corpo vettura è sempre dannosa: l’interferenza degli organi meccanici genera turbolenza (aumentando la resistenza) e rallenta il flusso stesso (aumentando la portanza).

    C’è un altro modo di limitare gli effetti perniciosi dell’aria sottoscocca: carenare il fondo. Questa soluzione, inaugurata dalla Ferrari F355, è ormai seguita dalla maggioranza delle supersportive. Un fondo levigato e regolare, infatti, favorisce un aumento della velocità dell’aria, diminuendo la differenza di velocità tra i flussi superiori e quelli inferiori e quindi la differenza di pressione che genera la portanza; e diminuisce anche la turbolenza, migliorando la penetrazione aerodinamica. Una volta introdotto il fondo piatto, si può poi andare oltre: disponendo di flussi più regolari, è naturale canalizzarli per ottenere, per esempio, il raffreddamento dei dischi freno e della trasmissione.

    E dal fondo carenato agli estrattori il passo è breve. L’arrivo di questa soluzione mutuata dalla Formula 1 e parente dell’effetto suolo scoperto dai progettisti di monoposto inglesi alla fine degli anni ’60, si deve alla Ferrari F360, ma ha ormai dilagato. Il principio è quello di controllare i flussi con veri e propri canali che conducono l’aria dalla parte anteriore a quella posteriore e dal basso verso l’alto, in modo da ottenere un ulteriore contributo di deportanza (la Carrera Turbo, per esempio, a 310 km/h dispone di 27 kg in più rispetto alla Carrera S, priva di fondo piatto).


    Ma rispetto a quanto avviene sulle auto da gran premio, l’aerodinamica gioca sulle auto di serie un ruolo relativamente minore. Altre richieste, come quella di spazio, hanno la precedenza. Una lieve riduzione del Cx non ha effetti drastici sui consumi, e se non si ricercano prestazioni record in termini di efficienza energetica, come sulla Toyota Prius, la Honda Insight o la WV Lupo 3L, un Cx da primato è sicuramente secondario rispetto all’abitabilità e allo stile. Ecco perché le monovolume e le SUV possono sfoggiare sezioni frontali così smisurate da togliere di fatto significato alla ricerca di una buona penetrazione (cui con onestà rinunciano gli Hummer), e la New Beetle può pagare il fascino della sua linea rétro con un valore di penetrazione aerodinamica altrettanto rétro: 0,38 (lo stesso di una Fiat Ritmo con portapacchi montato). Del resto il padiglione a sezione circolare della New Beetle è molto vicino ad una mezza palla: un oggetto tozzo e con una pessima penetrazione. In linea di principio, la forma dell’auto dovrebbe somigliare a quella di un pesce. Fanno piuttosto bene le Porsche, la cui la carrozzeria “accompagna” la vena d’aria a richiudersi; è anche vero che questa linea spiovente è ottenuta a discapito di esigenze che per gli ingegneri, quando non lavorano su una Porsche, sono più pressanti: un volume interno ampio e regolare, ingombri ridotti, accessibilità (oltre che presenza) di un bagagliaio. La 911 ha poi una forma ad ala quasi perfetta, per cui deve sacrificare parte del suo Cx per combattere la portanza. Ci riesce bene, grazie anche ad alettoni ben fatti: il Cx è passato dallo 0,40 della 930 allo 0,32 della 997 nonostante proporzioni molto simili.
    Curiosamente, l’aerodinamica suggestionò i carrozzieri fin dagli albori dell’automobilismo, peraltro senza il supporto di studi adeguati: tanto è vero che vi fu una prima ondata di automobili concepite come monoliti levigati nell’immediato dopoguerra: e ci volle la straordinaria Lancia Flaminia carrozzata da Pininfarina (1957) per interrompere il filone delle forme avvolgenti. Solo negli anni Sessanta, però, si cominciò a studiare seriamente il problema, e gli ingegneri scoprirono molte cose. Per esempio, una pendenza del lunotto inferiore a 20° consentiva all’aria di seguire la linea dell’automobile quasi senza separarsi. La scoperta diede impulso allo sviluppo di carrozzerie “fastback” (a due volumi) ed ebbe il suo culmine nella linea della Porsche da corsa 935/78 “Moby Dick”; oggi l’esempio migliore è il profilo dell’ultima Ford Focus 3 porte.


    Il modo in cui la vena d’aria si stacca dal profilo della vettura e forma la cosiddetta “scia” è decisivo. Paradossalmente, infatti, la maggior parte della resistenza aerodinamica non viene dalla parte anteriore ma da quella posteriore. In una classica berlina a 3 volumi con lunotto quasi verticale, l’aria si separa tipicamente alla sommità del lunotto, non riuscendo a seguirne la pendenza per “richiudersi”. Qui l’aria rallenta, aumenta la propria pressione e inverte la propria direzione: si forma cioè un vortice che richiama aria dal posteriore e innesca turbolenza. La turbolenza peggiora sensibilmente il Cx: addirittura, se il lunotto anziché quasi verticale è inclinato di 30-35 gradi rispetto all’orizzontale, (come in passato capitava) il flusso d’aria diventa instabile e può avere ripercussioni negative sulla dinamica di marcia ad alte velocità.
    Come la resistenza, anche la portanza è legata alla superficie e al quadrato della velocità attraverso un coefficiente di forma. In questo caso le carrozzerie a due volumi sono svantaggiate, perché la loro superficie di contatto con il flusso è particolarmente estesa. Ma all’inizio degli anni Sessanta, gli ingegneri della Ferrari scoprirono i benefici dell’alettone: una forma d’ala rovesciata posizionata in corrispondenza dell’estremità posteriore dell’auto, che poteva generare deportanza e opporsi efficacemente alla portanza, senza peggiorare eccessivamente la resistenza.


    La 248 SP da endurance fu la prima auto a montare un alettone, nel 1962; l’anno successivo, fu seguita dall’indimenticabile 250 GTO da strada. A rendere popolare questa soluzione fu soprattutto Porsche, che la rese un vero e proprio marchio di fabbrica a partire dalla 911 RS del 1972, dove l’alettone riduceva la portanza alle alte velocità del 75%. L’alettone devia poi buona parte del flusso, in modo da fargli lasciare l’auto senza accelerare troppo. Inoltre, separando il flusso in due, limita la formazione di turbolenza. Per essere efficiente, però, deve essere installato piuttosto in alto: come sulle auto rally replica e molte monovolume.  Spoiler e minigonne hanno invece la funzione di deviare di lato il flusso d’aria che passerebbe sotto scocca. L’aria che passa sotto il corpo vettura è sempre dannosa: l’interferenza degli organi meccanici genera turbolenza (aumentando la resistenza) e rallenta il flusso stesso (aumentando la portanza).

    Derivazione aeronautica




    Gli studi più avanzati sono ovviamente stati fatti in campo aeronautico. Da lì vengono molte soluzioni già consolidate nel settore automobilistico (come appunto gli alettoni), e lì i progettisti guardano costantemente in cerca di ispirazione. Recentemente, Mitsubishi ha introdotto per la prima volta su un’auto – seppur particolare come la Lancer Evo IX – dei generatori di vortice, dispositivi impiegati sugli aerei per migliorarne il sostentamento in posizione di stallo, durante il decollo e l’atterraggio.  
    Come si è visto, la viscosità dell’aria la porta a cercare di aderire alle superfici su cui scorre: nella zona del lunotto la vena si muove verso il basso, rallenta, e aumenta la sua pressione. Si ha allora un’inversione del moto: l’aria tende a tornare indietro (risucchio). Le “alette” della Evo IX non fanno che generare vortici in senso opposto a quelli di risucchio, che tendono quindi a ridurli.
    In pratica, prelevano energia dalle regioni superiori e la convogliano dove il flusso ha perso energia, riaccelerando la vena: ciò ritarda la separazione, spostando il punto corrispondente verso la parte posteriore del veicolo.

    Nel complesso la depressione che si forma oltre la coda si riduce, e con essa le forze di attrito aerodinamico che “frenano” la vettura. La pressione al punto di separazione governa infatti il regime di pressioni di tutta la parte turbolenta: un beneficio in questo punto si ripercuote quindi sull’intero flusso turbolento. La sintesi numerica di questi fenomeni è una riduzione del valore di Cx, che risulta benefica finché (e se) rimane maggiore del peggioramento del Cx dovuto all’aumento di turbolenza indotto proprio dai generatori.
    Le cose non sono insomma così semplici e occorre fare bene i conti per trovare la forma, posizione e dimensione ottimale. Anche nel caso ottimale, l’effetto è comunque piuttosto modesto. I ricercatori Mitsubishi hanno ottenuto una riduzione del Cx di 0,006 (circa il 2%). Pare però che questa idea stia ottenendo un certo successo sui camion americani, dove viene utilizzata per creare un “ponte” aerodinamico nella zona tra motrice e rimorchio e per limitare la turbolenza posteriore. In questo caso il beneficio potrebbe essere un po’ più marcato, anche perché questi veicoli tendono a mantenere la stessa velocità di crociera per lunghi tratti. Ma bisogna tenere presente che ogni appendice aerodinamica, al di là delle considerazioni di opportunità estetica, ha un impatto sulla sicurezza e sulla praticità d’uso (visibilità, requisiti legali, eccetera): per cui se il vantaggio che conferisce non è determinante, difficilmente viene adottata nella produzione di serie.

    Ma ci sono soluzioni ancora più sorprendenti dei generatori di vortice. La più bizzarra è probabilmente la superficie “ammaccata” tipo palla da golf. Una superficie di questo tipo è apparsa sulla parte esterna degli specchietti di alcune Bmw; certe Case americane la impiegano nella zona di raccordo tra specchietti e montante del parabrezza, mentre Toyota (sulla Prius) e Lexus (sull’ultima serie LS) prevedono pannelli corrugati nel sottoscocca. A cosa servono queste superfici irregolari, contrarie all’idea intuitiva di superfici favorevoli? Beh, l’aerodinamica è una scienza ricca di sorprese. Come quella che William Taylor, un inventore americano datosi al golf su consiglio del proprio medico, ebbe quando scoprì che alcuni golfisti preferivano utilizzare palle ammaccate per i loro tiri.

    Dopo una serie di prove sperimentali, Taylor concluse che la forma ammaccata consentiva di controllare la palla assai meglio e di spingerla a distanze molto maggiori.
    La spiegazione di questo strano fenomeno è di nuovo legata alla scia. Come per l’auto - anzi peggio - l’aria, dopo aver percorso parte della superficie della palla da golf, se ne distacca nella regione posteriore. Qui si forma la scia, regione turbolenta di bassa pressione dove avviene la maggior parte della dissipazione di energia, e dalla cui grandezza dipende il coefficiente di resistenza della palla. Questo effetto dipende da una combinazione di caratteristiche quali forma, dimensione e velocità media di spostamento, espresse sinteticamente da un numero, il numero di Reynolds Re, che grosso modo “pesa” l’azione delle forze cinetiche (responsabili del moto turbolento) rispetto a quelle viscose (responsabili del moto laminare). Alti Re significano un prevalere delle prime, quindi un forte rimescolamento della vena ad opera di fenomeni vorticosi. Bassi Re indicano viceversa che le forze responsabili della coesione del flusso riescono ad avere ragione delle sue esuberanze cinetiche. Nel caso delle palle da golf, le ammaccature sono sufficienti a far “traboccare il vaso” portando il modo da laminare a turbolento.

    Esse funzionano un po’ come i generatori di vortice: generano attorno alla palla un sottile strato di turbolenza, che avendo maggiore energia aderisce con più vigore alla superficie. Il distacco della vena avviene quindi più tardi, e dà luogo ad una scia più piccola: circa la metà, il che dimezza anche il coefficiente di resistenza. Ci sono poi anche effetti positivi sulla portanza, che però interessano più i giocatori di golf che non gli automobilisti. Gli automobilisti si chiederanno invece come mai questo effetto non sia mai stato sfruttato. Il motivo è che purtroppo le ammaccature funzionano meno bene sulle automobili: aiuterebbero forse nel caso della New Beetle, ma in generale non conviene andare alla ricerca di una grandinata nella speranza di risparmiare sui successivi rifornimenti.


    In qualche caso, però, si verificano localmente condizioni per cui vale la pena introdurre una superficie corrugata: come nella zona degli specchietti, dove può ridurre il rumore aerodinamico. Toyota e Lexus, che la hanno nel sottoscocca, la sfruttano per guidare il flusso al fine di ridurre la resistenza complessiva. Il contributo è probabilmente ancora marginale; ma all’orizzonte non mancano sviluppi quasi fantascientifici...

    Uno di questi è senz’altro il prototipo Mercedes Bionic Car presentato nel 2005. Un progetto che si ispira dichiaratamente al mondo animale sia nella forma esterna che nello sviluppo del telaio, ottenuto con un modello che riproduce l’accrescimento delle ossa. I tecnici tedeschi, frustrati dalla difficoltà di conciliare la richiesta di spazio e la forma tendenzialmente “a scatola” delle monovolume di successo,  hanno cominciato a studiare il “pesce scatola” (boxfish), un pesce tropicale di aspetto praticamente cubico ma dalla insospettabile efficienza idrodinamica. Con loro grande sorpresa, in galleria del vento, a Stoccarda un modello del pesce mostrò un incredibile Cx di 0,06: vicinissimo al record della goccia d’acqua! La prima maquette della vettura ispirata a quelle forme raggiunse 0,095, un valore mai ottenuto da nessun’auto nemmeno prototipale (la Ford Probe V del 1986, praticamente un siluro su ruote, aveva “solo” 0,137).

    La versione definitiva del prototipo, con molti peggioramenti dovuti a questioni di stile e di omologazione, vanta ancora un eccellente 0,19. Bionic Car ha dimostrato definitivamente che è possibile ottenere miglioramenti sostanziali del Cx senza ricorrere alla solita forma da Space Shuttle, a patto di porre una buona penetrazione come caposaldo fin dall’inizio del progetto. Bionic Car sfrutta peraltro diverse tecnologie già disponibili sulle vetture odierne, tra cui i deviatori di flusso che allontanano l’aria dalle zone a maggior turbolenza, come quelle vicino alle ruote. Il principio, diverso (e in un certo senso opposto) da quello dei generatori di vortice, è già sfruttato da molte Case, sulla scia (è il caso di dirlo) di Bmw e Mercedes.

    La Classe E, nei modelli di punta a 6 cilindri, adotta per esempio un sistema di regolazione della presa d’aria nel paraurti anteriore composto da 16 lamelle in plastica elettroattuate. Il computer di bordo regola l’apertura di queste lamelle a seconda della temperatura del motore e della velocità di marcia, e nel caso quel flusso d’aria non sia necessario chiude completamente l’apertura. In questo modo si ottiene anche una riduzione del Cx pari a circa il 3%. Analogamente, la Lexus LS presenta mini-spoiler (larghi 20 cm e alti 3) specifici per ciascuna ruota .
    Da queste brevi note è già evidente come lo studio dei flussi aerodinamici abbia fatto in poco tempo passi da gigante, permettendo per esempio alle Bmw dotate di flame surfaces, come la Z4, di spuntare ottimi valori di resistenza aerodinamica. Per nostra fortuna, il futuro è insomma meno tondo di quanto si credesse: possiamo oggi sorridere dello scampato pericolo guardando agli sforzi pionieristici di Castagna e dei suoi epigoni.

    Certo vi saranno minacce sempre nuove alla bellezza delle auto (le ultime vengono dai vincoli sulla protezione del pedone): ma possiamo essere fiduciosi che la tecnologia continuerà a tendere la mano agli stilisti, con gran soddisfazione degli stessi e, naturalmente, dei nostri occhi.
    Gli studi più avanzati sono ovviamente stati fatti in campo aeronautico. Da lì vengono molte soluzioni già consolidate nel settore automobilistico (come appunto gli alettoni), e lì i progettisti guardano costantemente in cerca di ispirazione. Recentemente, Mitsubishi ha introdotto per la prima volta su un’auto – seppur particolare come la Lancer Evo IX – dei generatori di vortice, dispositivi impiegati sugli aerei per migliorarne il sostentamento in posizione di stallo, durante il decollo e l’atterraggio.  
    Come si è visto, la viscosità dell’aria la porta a cercare di aderire alle superfici su cui scorre: nella zona del lunotto la vena si muove verso il basso, rallenta, e aumenta la sua pressione. Si ha allora un’inversione del moto: l’aria tende a tornare indietro (risucchio). Le “alette” della Evo IX non fanno che generare vortici in senso opposto a quelli di risucchio, che tendono quindi a ridurli. In pratica, prelevano energia dalle regioni superiori e la convogliano dove il flusso ha perso energia, riaccelerando la vena: ciò ritarda la separazione, spostando il punto corrispondente verso la parte posteriore del veicolo.


    < strong>Nel complesso la depressione che si forma oltre la coda si riduce, e con essa le forze di attrito aerodinamico che “frenano” la vettura. La pressione al punto di separazione governa infatti il regime di pressioni di tutta la parte turbolenta: un beneficio in questo punto si ripercuote quindi sull’intero flusso turbolento. La sintesi numerica di questi fenomeni è una riduzione del valore di Cx, che risulta benefica finché (e se) rimane maggiore del peggioramento del Cx dovuto all’aumento di turbolenza indotto proprio dai generatori. Le cose non sono insomma così semplici e occorre fare bene i conti per trovare la forma, posizione e dimensione ottimale. Anche nel caso ottimale, l’effetto è comunque piuttosto modesto. I ricercatori Mitsubishi hanno ottenuto una riduzione del Cx di 0,006 (circa il 2%). Pare però che questa idea stia ottenendo un certo successo sui camion americani, dove viene utilizzata per creare un “ponte” aerodinamico nella zona tra motrice e rimorchio e per limitare la turbolenza posteriore. In questo caso il beneficio potrebbe essere un po’ più marcato, anche perché questi veicoli tendono a mantenere la stessa velocità di crociera per lunghi tratti. Ma bisogna tenere presente che ogni appendice aerodinamica, al di là delle considerazioni di opportunità estetica, ha un impatto sulla sicurezza e sulla praticità d’uso (visibilità, requisiti legali, eccetera): per cui se il vantaggio che conferisce non è determinante, difficilmente viene adottata nella produzione di serie.

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