Aerodinamica – Stock Car Aero definito

Definizione e applicazione dell’aerodinamica per le Stock Car

Vedi tutti i 17 fotoswpengineWordsJan 22, 2003

In base alle mie ricerche, l’aerodinamica per le corse di auto di serie non è mai stata definita in modo adeguato. Le forme della carrozzeria e i metodi che hanno migliorato l’efficienza aerodinamica delle auto di serie in relazione alla resistenza aerodinamica si sono evoluti nel corso degli anni, ma nessuno ha spiegato perché ciò che funziona, funziona. Non sono sicuro che nessuno di noi sapesse il perché.

Grazie ai progressi tecnologici che si sono resi disponibili negli ultimi anni, ora siamo in grado di definire meglio come funziona la deportanza per rendere le nostre auto più veloci.

Come piloti di pista corta, il nostro interesse non è tanto per l’efficienza della resistenza aerodinamica, quanto piuttosto per l’aumento della deportanza, soprattutto nella parte anteriore della vettura.

Tornando indietro di circa 30 anni, abbiamo potuto vedere le case automobilistiche e molti piloti hanno iniziato a ridefinire le forme della carrozzeria per rendere le auto più efficienti con meno resistenza. La ricerca fatta per il programma spaziale, così come nella progettazione di aerei moderni, ha fornito gran parte dell’impulso iniziale per le squadre di fabbrica e per i piloti locali da utilizzare per migliorare le loro auto.

Le berline a schiera quadrata sono diventate auto “fastback”. Gli angoli quadrati diventarono più arrotondati. Agli automodelli di produzione furono aggiunti spoiler e persino ali per consentire a queste configurazioni di essere legali per l’uso in competizione.

Sono state esaminate attentamente questioni quali il coefficiente di resistenza, l’area frontale e la deportanza. Le squadre all’avanguardia in questo nuovo settore della tecnologia delle corse sono state quelle che hanno corso davanti.

Uno dei primi campi di prova per le corse su pista corta è stata l’annuale Daytona Speedweeks a New Smyrna (Florida) Speedway. Ogni anno, i team di tutto il Paese si presentavano con vetture “di serie” che rispettavano le severe regole dei rispettivi enti sanzionatori, solo per scoprire che all’NSS non c’erano regole. Dopo circa la terza notte di gara della serie di nove notti, la maggior parte delle auto si trasformava in eleganti bizzarrie a cuneo con enormi spoiler posteriori fantasiosi.

È così che ci evolviamo nelle corse di stock car, andando all’estremo. Quando i responsabili delle regole ci prendono all’amo, dobbiamo diventare più creativi. In questi giorni moderni, ora abbiamo una migliore comprensione di come l’aerodinamica funziona per fornire ulteriore deportanza.

La deportanza è un sottoprodotto delle differenze di pressione dell’aria su due lati di un oggetto. Simile a come un’ala di un aereo produce portanza, un’auto può produrre anti-sollevamento, o deportanza, quindi più carico è posto sui quattro pneumatici per fornire una maggiore aderenza complessiva. Più aderenza abbiamo, più velocemente possiamo guidare nelle curve. Il bonus è che la deportanza fornisce una maggiore aderenza (trazione) senza i negativi associati a peso o massa aggiunti.

L’area “ala” della nostra auto di serie è il cofano e il ponte posteriore. Dobbiamo progettare i nostri corpi per dirigere l’aria intorno all’auto in modo da aspirare l’aria da queste due cavità.

Articolo molto interessante
Esecuzione di uno scambio di motori a blocchi Mopar Small Block Engine Swap - Double-Shot of Go

Se possiamo usare il rapido flusso d’aria che scorre lungo i lati dell’auto per aiutare l’aspirazione dell’aria dal vano motore sotto il cofano, possiamo abbassare la pressione lungo la parte inferiore del cofano come per l’ala dell’aereo. L’alta pressione su un lato di un oggetto spingerà quell’oggetto nella direzione della pressione più alta, o alta verso il basso.

Per fare questo, le squadre usano nasi più larghi e angolati che dirigono l’aria in arrivo intorno ai lati dell’auto verso i passaruota in modo tale da creare una zona di bassa pressione appena fuori dalle ruote anteriori. L’aria esce dal vano motore per riempire questo “vuoto” e la pressione sotto il cofano si riduce.

La pressione atmosferica media a livello del mare è di 14,7 psi di pressione su tutti i lati di un oggetto, anche sul nostro corpo. Se riduciamo la pressione sotto il cofano a 14,5 psi, una caduta di soli 0,2 psi, su un’area di appena un metro quadrato, genereremmo circa 260 libbre di deportanza (0,20 x [362 o 1.296] = 259,2 libbre).

Un controeffetto all’aria che esce dai passaruota si riferisce all’aria che scorre sotto il muso dell’auto. Quest’aria sostituirà una parte dell’aria che viene aspirata dai passaruota e questo riduce la bassa pressione e l’effetto della deportanza. Questo è esattamente il motivo per cui abbiamo bisogno che lo spoiler anteriore, o mantovana, sul muso sia il più basso possibile. I popolari sistemi a molle morbide tendono ad aiutare questa situazione, permettendo al telaio complessivo di comprimersi nella pista per aiutare ad eliminare il flusso d’aria sotto il naso.

Una volta che abbiamo modificato l’esterno delle nostre auto per fornire il flusso d’aria per creare le aree di bassa pressione di cui abbiamo bisogno, il passo successivo è quello di cercare di fornire la maggior quantità di superficie sotto il cofano e il ponte posteriore che può essere esposta a quella bassa pressione per aumentare l’effetto di deportanza. Vogliamo anche cercare di limitare il volume d’aria che potrebbe scorrere sotto il naso e rendere ciò che scorre meno in grado di diminuire il nostro obiettivo di bassa pressione.

Un modo per aumentare la deportanza anteriore è quello di aprire l’area sotto il cofano che è disponibile per la riduzione della pressione. Un’area si trova nella parte superiore del mantello del radiatore o dell’airbox. La maggior parte dei progetti offre una parte superiore piatta costruita molto vicino al cofano. Possiamo riprogettare questa struttura in modo che la parte superiore dell’airbox sia curvata da una vista laterale a partire dalla parte superiore del radiatore. Quando viene in avanti, è ad un angolo di 70 gradi rispetto all’orizzontale e poi si curva in avanti per intersecare la parte superiore delle aperture nel naso. Questa forma crea una grande cavità sotto la parte anteriore del cofano e del naso che è ora disponibile per una pressione ridotta e una maggiore deportanza.

Se costruiamo la parte inferiore dell’airbox più larga nella parte anteriore, meno aria fluirà sotto il naso e verso l’alto fino alla zona di bassa pressione. Con meno aria da sostituire, si mantiene più bassa pressione e si ha più deportanza.

Articolo molto interessante
Tecniche di guida in gara - Comunicazione di squadra - Tecniche di input per i piloti

Deportanza sul retro

Nella parte posteriore dell’auto, possiamo manipolare la forma dello spoiler, i montanti del lunotto e la carrozzeria proprio davanti ai passaruota posteriori. Indirizzando l’aria che scorre lungo i lati dell’auto verso l’esterno e verso i lati dei passaruota posteriori, si ottiene un effetto di aspirazione simile per creare una zona di bassa pressione sotto il ponte posteriore. Ci sono ovvi limiti di forma della carrozzeria in quest’area, ma un piccolo rimodellamento può aiutare.

Le piste che richiedono meno deportanza e quelle in cui possiamo beneficiare di una minore resistenza aerodinamica ci faranno ripensare a come l’aria passa attraverso il tetto (area della serra) e sullo spoiler posteriore. Se rimodelliamo il palo che collega il lunotto posteriore con le aperture dei finestrini laterali, possiamo dirigere l’aria lontano dallo spoiler e ridurre notevolmente la resistenza aerodinamica.

Lo spoiler posteriore produce due effetti contemporaneamente. Fornisce una deportanza aerodinamica generata dalla bassa pressione sul lato inferiore, così come una resistenza aerodinamica che crea un effetto cantilever, distribuendo parte del peso della vettura dalla parte anteriore a quella posteriore. Molti corridori confondono questo effetto con la deportanza, perché stringe una vettura sciolta aggiungendo più peso alla parte posteriore della vettura.

Se mettiamo la macchina su un set di bilance e facciamo tirare quattro tizi dritti all’indietro sullo spoiler posteriore per simulare la resistenza aerodinamica, vedremmo un cambiamento nella percentuale di distribuzione del peso totale da anteriore a posteriore. Questo è ciò che fa la resistenza dello spoiler. Se abbiamo bisogno che la macchina giri bene (e chi non lo fa?), questa zona di trascinamento non sarà nel nostro interesse.

Si è riscontrato che l’angolo ottimale per lo spoiler posteriore è compreso tra i 55 e i 70 gradi dall’orizzontale, a seconda del tipo di pista. Più lungo e veloce è il tracciato, minore è l’angolo dello spoiler da percorrere.

La forma del naso influenza la deportanza

La forma del nasello può aiutare a determinare quanta aria è diretta sotto l’auto e quanto si muove verso l’alto e sopra il cofano. Ovviamente, più aria passa sopra la parte superiore, meno “invade” la zona di bassa pressione sotto il cofano.

I nasi verticalmente dritti tendono a costruire un fronte di pressione che spinge l’aria in tutte le direzioni e disturba il flusso ordinato dell’aria. Questo costringerà più aria sotto il naso, oltre a disturbare il libero flusso d’aria intorno al lato dell’auto e oltre il passaruota. L’effetto di aspirazione che produce la bassa pressione è meno efficace e l’auto avrà meno deportanza frontale.

Se il naso fosse leggermente inclinato con il bordo inferiore più in avanti, l’aria in arrivo sarebbe “tagliata” in modo più netto e non si accumulerebbe in un fronte di pressione. Meno aria scorrerà sotto il naso, e il flusso d’aria intorno ai lati del naso sarà più pulito con meno turbolenze.

Articolo molto interessante
C-tagliare un telaio Ford F-100 del '60 - Farsi incorniciare

Effetti dell’equilibrio del telaio

Deportanza L’equilibrio complessivo dell’assetto dell’auto ha un effetto sulla deportanza. Un’auto che è allestita con una sospensione posteriore che si ribalta più della parte anteriore causerà l’innalzamento della parte anteriore sinistra dell’auto. Questo permette di far fluire più aria sotto l’auto e di sostituire l’aria a bassa pressione, che provoca un minore effetto di deportanza.

In un test a cui ho partecipato a Daytona all’inizio del 1996, una squadra ha riordinato i tassi di primavera in modo che l’anteriore sinistro fosse più piantato mentre l’auto negoziava le curve. La corsa d’urto anteriore sinistra è aumentata di oltre un pollice e l’auto ha preso un onesto 3 miglia all’ora.

Le squadre su pista corta ora usano barre di oscillazione più grandi e molle più morbide, così il rotolamento del corpo è ridotto e l’estremità anteriore è più compressa in pista per eliminare gran parte del flusso d’aria sotto il naso. Queste auto gireranno meglio grazie alla maggiore deportanza che questo crea.

Test in galleria del vento

Le squadre della Major League usano le gallerie del vento per perfezionare l’efficienza aerodinamica sia per la deportanza che per la resistenza aerodinamica. Ogni sessione può essere suddivisa per includere un’auto da pista breve/media e un’auto da super-velocità, perché gli obiettivi di ciascuna sono diversi.

Nella galleria del vento, l’assetto dell’auto viene regolato per simulare il modo in cui l’auto si tuffa e rotola mentre gira in pista. In alcune gallerie c’è anche una caratteristica che fa imbardolare l’auto, o la fa ruotare come se fosse su una tavola rotonda. La tecnologia più recente utilizza una piattaforma mobile sotto l’auto per simulare meglio un’auto da corsa reale che guida controvento.

I nostri obiettivi primari

L’obiettivo chiave con la progettazione e il collaudo delle auto da corsa è quello di creare una forma della carrozzeria e una costruzione interna che fornisca una maggiore deportanza per aumentare la velocità di svolta, produrre meno resistenza e promuovere un’auto da corsa più equilibrata.

Se lavoriamo duramente per sviluppare 600 libbre di deportanza sull’anteriore e il posteriore non è in grado di tenere il passo con quella grande quantità di aderenza, la macchina sarà sciolta e nessuno può guidare una macchina sciolta veloce. Ci sono dei limiti a quanto possiamo andare lontano. È possibile creare così tanta deportanza anteriore che l’auto non può essere guidata bene.

L’obiettivo è quello di lavorare per un buon equilibrio della deportanza aerodinamica da anteriore a posteriore per aiutare a produrre più aderenza. Assicuratevi anche che la configurazione di base del telaio sia equilibrata, e poi la combinazione di entrambi migliorerà le vostre prestazioni in pista.

Vedi tutte le 17 foto

Gratis Preventivo gratuito da un Rivenditore locale

e-mail newsletter

Notizie sulle auto, recensioni e altro ancora!

SEGNARE UP https:\www.hotrod.com\uploads\sites\2003\01\0304139-t-Stock-Car-Front-View-On-Track.jpg

Lascia un commento