Qual è l’effetto suolo?

L’effetto suolo è una delle basi del motorsport. Vi mostriamo che cosa è e come avvantaggia le prestazioni delle vetture.

Gli aerodinamici spesso affermano che le vetture da competizione in corso sono in qualche modo inverso aereo. Perché? Molto brevemente, perché tutte le leggi aerodinamiche applicate su un aereo, applica anche in auto da corsa. Naturalmente, l’obiettivo in entrambi i casi è diverso: in un piano cerca la forza verticale massimo positivo (verso l’alto) e una macchina da corsa massimo negativo forza verticale ricercato (giù). In altre parole: un Boeing 737-800 flusso d’aria non riescono a salire, mentre la Formula 1 è quello di usarlo per ottenere il massimo grip possibile

Il funzionamento di effetto suolo. È uguale all’ala di un aereo In caso di aeromobili, l’ascensore e quindi l’elevazione dell’aeromobile è conseguiti sulla base diverse leggi e principi, tra i quali la terza legge Newton (principio di azione e reazione), l’effetto Coanda e principio di Bernoulli. Nel caso di autoveicoli, provocando leggi aerodinamiche aderenza sono esattamente gli stessi, ma applicato in senso inverso.

Una particolare applicazione di loro è conosciuto come ” l’effetto suolo. ” E ‘stato applicato per la prima volta in Formula 1 team Lotus, all’età di settant’anni. L’obiettivo era chiaro :. Raggiungere la pressione più bassa possibile tra il pavimento della vettura e la pista per aumentare l’aderenza e quindi la velocità in curva

Come ha raggiunto questo obiettivo i meccanici e gli ingegneri Lotus? Molto brevemente, hanno basato le loro innovazioni in ali degli aerei. Per loro, il flusso d’aria generato da varie forze in volo, così come i vari cambiamenti di pressione, che si traduce in una forza verticale. A tal fine, sulla base di tre leggi e principi:

• principio di Bernoulli Nella dinamica dei fluidi, ha detto che non viscoso Bernoulli un solido la cui densità è immutato. la pressione diminuisce quando la velocità è superiore circolante. L’aumento della pressione a velocità inferiore: l’effetto opposto si verifica anche. Questo è riassunto nella famosa equazione di Bernoulli.

• terza legge di Newton. o principio di azione-reazione. Afferma che qualsiasi forza esercitata su un corpo corrisponde un’altra uguale e contraria. Così, quando ci ha colpito un muro (abbiamo esercitare una forza su di esso), il muro esercita una forza uguale e contraria sulla nostra mano (perché fa male e non cadere a pezzi facilmente).

• Coanda effetto. Qualunque fluido che scorre attorno a un solido tende a mantenere un percorso parallelo alla superficie. In altre parole, i filetti di un fluido tendono ad avvicinarsi alla superficie curva del solido piuttosto che rimanere costante

Da queste tre leggi, spiegare il funzionamento. l’ala di un aereo è relativamente semplice:

Immaginate bozze come un insieme di fogli paralleli e malleabili. Quando l’aria inizia ad avvicinarsi l’ala dell’aereo, questo insieme di fogli viene diviso in due masse distinguibili, uno che passa l’estradosso (ala alta) e uno che sta ferma al soffitto (parte inferiore dell’anta). L’estradosso pari a percorrere una traiettoria più alta con maggiore velocità; che continuano attraverso il soffitto, che girano una traiettoria più bassa con meno velocità. Queste variazioni di velocità influenzano la pressione.

Come si può vedere nella foto, la “fogli” running aria attraverso l’ala alla regione superiore è adattato al profilo dell’ala – effetto associato con viscosità del fluido e l’effetto Coanda. Questa curvatura è generato da una forza centripeta (perpendicolare alla tangente della curva in qualsiasi punto), causata a sua volta da una differenza di pressione tra il foglio superiore al viso e la parte inferiore di questo foglio. Pertanto, sotto più vicini siamo alla parte superiore dell’ala dell’aereo, minore è la pressione.

Se confrontiamo la pressione dello strato d’aria più vicina alla all’estradosso ( noto come strato limite) con il foglio vicino al soffitto aria, vediamo come la pressione zona superiore è inferiore alla zona inferiore. Questa differenza di pressione genera una forza verticale noto come ascensore,, che spinge l’aereo e per raggiungere l’equilibrio delle forze che tendono tutti i sistemi inerziali.

Come risultato, particelle dalla zona superiore sono reindirizzati verso il basso (con un percorso diagonale) e applicare una forza al resto di particelle d’aria inferiori quando lasciano il contorno dell’ala ( downwash ). Una forza uguale e contraria Applicando terza legge di Newton, allora sorge, che contribuisce anche al sollevatore dell’aeromobile.

Anche qui influenza altri parametri come l’angolo di attacco, spessore del solido, il raggio di curvatura dello stesso, ecc Questi sono modificati al fine di migliorare l’efficienza della vela, aggiungere nuova forza in diverse parti dell’ala e raggiungere esempio capovolta velivolo volo .; ma sono trascurabili per una spiegazione di base come questo.

Come terreno di una vettura da corsa si applica tutto ciò in vigore?

Ora che sappiamo che il comportamento del flusso d’aria intorno all’ala di un aereo, e come queste consentono al velivolo di rimanere in aria, conoscendo l’effetto suolo è molto semplice. Semplicemente Torniamo all’ala dell’aereo et voilà! . Ed è che, investendo forze ala dell’aereo sono completamente opposte, generando forze negative (verso il basso).

Per capire meglio, guardare il seguente immagine della Lotus 78, uno dei primi di Formula 1 applicando l’effetto suolo:

In questa immagine si vede come l’aria diviso ancora in due, ma estradosso ed intradosso sono invertiti. In questo modo, particelle con maggiore velocità e pressione inferiore alla zona si trovano sul pavimento della vettura, generando una differenza di pressione rispetto parte superiore della vettura provocando una forza verso il basso in risposta.

Allo stesso modo, identificare anche bozze diagonali in uscita ​​strong>, che, per la terza legge di Newton, generare una forza in più che “spinge” la macchina in pista, dando così una presa migliore e quindi una maggiore velocità in curva.

L’effetto suolo è parzialmente limitato nel motorsport maggiore Nel caso della Formula 1, l’effetto suolo è stato limitato all’inizio del decennio del ottanta. La ragione non è altro che l’insicurezza di esso. Le vetture cominciarono a cadere eccessivamente in tal senso, con il risultato che la minima variazione dei flussi d’aria circolanti sotto la macchina (che potrebbero essere generati da un urto o un alto piano) è tradursi in un grave incidente. In realtà, questa vita del famoso pilota Gilles Villeneuve è conclusa.

Al momento, l’effetto suolo continua vantaggio in auto da corsa. La differenza è che il fondo è piatto, noto come plano sfondo, limitando così la dipendenza da essa e proteggere i piloti in caso di guida su una elevazione. La magia di ingegneri, in questo caso, è quello di ridurre il flusso d’aria che circola sotto la macchina senza toccare il fondo piatto (sia con le ali anteriori o piccoli “labbra” situati intorno pontoni). Così, il “vuoto” come possibile.