Inside Tech – Scarichi ad effetto Coanda: croce e delizia delle ultime due stagioni.
26 Dicembre 2012 - 15:04
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Una delle componenti più incisive di questa stagione 2013 è sicuramente la configurazione degli scarichi. Dopo l’abolizione delle mappature soffianti durante la stagione 2011, gli ingegneri hanno dovuto trovare un metodo alternativo affinché i gas di scarico continuassero a svolgere un importante funzione aerodinamica. I numerosi test svolti durante le prove invernali hanno portato a riprodurre l’effetto desiderato senza però riscontrare risultati soddisfacenti. Basti pensare ai gas di scarico sparati nella sospensione con quest’ultima che fungeva da deviatore verso il diffusore o all’indirizzamento degli stessi gas verso l’ala posteriore in modo da aumentare il carico al posteriore. Tante soluzioni che però non garantivano un aumento delle prestazioni soddisfacente, tante soluzioni tranne una. La Sauber C31 disegnata dal progettista inglese James Kay (viene definito il nuovo Newey) tramite  degli studi accurati è riuscito a riprodurre il soffiaggio dei gas sul diffusore. Come? Tramite l’effetto Coanda.

L’effetto Coanda è letteralmente “la tendenza di un getto di fluido a seguire il contorno di una superficie a contatto”. E’ un principio applicato anche in aeronautica, poiché gli aeromobili volano in condizioni di alta incidenza e in parte grazie anche a questo effetto, il quale tende a far rimanere il flusso aerodinamico aderente al dorso dell’ala, ritardando lo stallo. La condizione fisica che permette al flusso di rimanere attaccato ad una superficie è data principalmente dalla forma della stessa che, più è convessa e più consente al fluido di rimanere a contatto con essa per un gioco di riduzione della pressione. Se la superficie a contatto risulta concava la pressione su di essa aumenta e il flusso viene allontanato dalla linea di curvatura. Questo accade perchè si genera meno attrito al contatto del fluido con il suo profilo. L’effetto Coanda funziona con tutti i comuni fluidi in determinate situazioni. Infatti la temperatura, la pressione e la velocità d’azione devono essere relativamente normali. L’elio liquido, i gas agli estremi di temperatura (freddi e caldi) e pressione ed i fluidi a velocità supersonica spesso si comportano in maniera differente.

Questo effetto prede il nome dal suo inventore, l’ing Henri Marie Coandă (Bucarest, 7 giugno 1886 – Bucarest, 25 novembre 1972). Il rumeno è ricordato come uno dei più grandi pionieri dell’aerodinamica moderna dato che il suo effetto è applicato tutt’ora sul funzionamento degli aerei. Nel 1910 presentò il primo aereo a getto (solo 7 anni dopo il primo volo dei fratelli Wright) dando così vita al primo aereo con motoreattore della storia dell’aeronautica.

La domanda sorge spontanea: come fa un principio del genere ad essere applicato in una vettura di F1, specialmente nella zona degli scarichi? La risposta in un certo senso è semplice e anche un pò scontata. L’effetto Coanda infatti viene riprodotto grazie alla realizzazione di particolari fiancate dove l’uscita degli scappamenti viene modellata seguendo i principi dettati da Coanda. La zona degli scarichi è studiata ad arte per ottimizzare i punti di contatto del flusso e convogliarlo verso la zona dell’estrattore. La conseguenza di questa azione è  l’aumento del carico aerodinamico. Con questo metodo viene riprodotto l’effetto delle mappature soffianti introdotte dalla Red Bull nel 2011

Ovviamente gli ingegneri (in particolar modo Adrian Newey) non si sono fermati alla semplice applicazione del principio ma hanno svolto un lavoro di evoluzione degli scarichi sulle proprie vetture rendendo così più completo ed efficace questo sistema di sfruttamento dei gas. Nella Red Bull RB8 infatti si è raggiunto il top di questo sviluppo grazie all’inserimento di particolari canalizzazioni sul pavimento del fondoscocca. I vari fori aperti ai lati delle pance nella zona inferiore servono infatti per far camminare il flusso fino a fargli raggiungere il canale centrale del diffusore stabilizzandolo nella maniera più capillare e rendendo il percorso del fluido più lineare possibile.

Per quanto riguarda il 2013, il regolamento tecnico non mette paletti allo sviluppo di questo principio. L’anno prossimo rivedremo quindi questi particolari scarichi e sarà cruciale la conoscenza di questo effetto. Chi riuscirà a sviluppare questo principio nella maniera più corretta e voloce possibile potrebbe diventare il vero protagonista del mondiale 2013. In ogni caso gli scarichi ad effetto Coanda saranno applicabili fino a quando i V8 aspirati da 2400 cc non andranno in pensione. Con l’introduzione del turbo a partire dalla stagione 2014, si prevede l’utilizzo di scappamenti di diversa concezione che potrebbero sfociare in uno scarico centrale unificato.