Che cos'è il porpoising in F1

Come funziona il porposing in F1 e come risolverlo

Da dove deriva il termine porpoising?

Il termine "porpoise" non è nuovo nel settore aerospaziale. Infatti, di solito si riferisce al "rimbalzo" che subisce un aereo quando il pilota spinge con forza per farlo atterrare. Il rimbalzo ripetuto dell'aereo continuerà un ciclo sulla pista fino a quando il pilota non si tufferà in picchiata e atterrerà di schianto.

Perché si usa il termine "porpoising" in F1?

Il porpoising è una situazione che si verifica se il pilota non riesce a controllare correttamente il rimbalzo di un aereo. Il termine "porpoising" è un termine di moda in F1, ma il fenomeno era ben noto nelle auto a effetto suolo di 40 anni fa. Per maggiori dettagli su come funziona l'effetto suolo di F1 2022, leggete il nostro articolo correlato QUI.

Che cos'è il porpoising in F1?

In F1, l'acquisto è un violenti rimbalzi delle sospensioni alle alte velocità è quello che sente il pilota. La causa è di tipo aerodinamico: il bordo anteriore del fondo, o forse l'ala anteriore, viene spinto sempre più vicino al suolo man mano che aumenta la deportanza che agisce su di esso. Più si avvicina al suolo, più l'effetto suolo è potente, poiché l'aria si precipita sempre più velocemente attraverso lo spazio che si riduce.come funziona il porpoising in F1 - spiegazioni sull'aeronautica

Come funziona il porposing in F1?

Ci sono tre fasi principali che possono ripetersi ciclicamente se il sistema non viene smorzato. La prima fase, che precede il porpoising, è quella in cui il carico aerodinamico è generato dal fondo (sottoscocca) e dalle ali, in particolare quella anteriore. A questo punto, quando l'ala anteriore si avvicina troppo al suolo per la velocità massima di stallo, perde il carico generato. Pertanto, la parte anteriore della vettura perde carico aerodinamico. In sequenza, la vettura inizia a sollevare la parte anteriore, recuperando la funzionalità dell'ala anteriore e dell'ingresso del sottoscocca, ma perdendo il carico al centro dei canali di Venturi.

Perché l'effetto porpoise è tornato in F1?

Con molto maggiore deportanza del sottoscocca, sospensioni più rigide e pneumatici più rigidi (quindi non ha lo stesso effetto ammortizzante) il problema del porpoising è tornato con le vetture di F1 2022. Nessuno dei team aveva visto questo effetto nella simulazione. In una galleria del vento, anche il nastro più rigido della strada rotabile è più flessibile della superficie della pista, e modellare accuratamente la dinamica delle molle e degli ammortizzatori in questa situazione non è davvero possibile. In realtà, la dinamica riportata sopra non è una novità nella dinamica delle auto, ma quest'anno è enfatizzato in modo massiccio dalla caratterizzazione dei canali Venturi del sottoscocca.

Una spiegazione più dettagliata del porpoising in F1.

Quando una vettura di F1 scende in pista, la deportanza tende ad abbassare ulteriormente l'altezza della vettura. Inizialmente questo fenomeno è favorevole, la deportanza generata dal fondo aumenta, ma non appena si raggiunge l'altezza critica dello stallo, iniziano i problemi. Come non appena la deportanza prodotta crollaL'auto si solleva dal suolo. Quando si aumenta l'altezza di marcia, tuttavia, il fondo non è più in stallo e la forza aerodinamica verso il basso aumenta, facendo abbassare nuovamente la vettura. Questo crea un movimento oscillante della vettura lungo l'asse trasversale. A Il ciclo di isteresi si ottiene sul valore della forza di abbassamentola macchina inizia a oscillare e nasce il porpoising.

Le squadre tendono a trovare il picco di deportanza.

Come si può dedurre dal grafico qui sotto, i team di F1 tendono a configurare la macchina altezza di marcia dove si produce il picco di deportanza. Tuttavia, come evidenziato dal riquadro rosso, una leggera deviazione da tale posizione (che è funzione di caratteristiche geometriche come l'altezza h del colmo, la velocità v del flusso (e la viscosità) e la forma generale del pavimento) provoca una grande variazione della deportanza (Cl=coefficiente di portanza, per maggiori informazioni sui coefficienti aerodinamici, leggere il nostro articolo correlato). I coefficienti aerodinamici più importanti nel motorsport)

L'effetto-porpoise-f1-spiegato-all'aerodinamica

Come risolvere il problema del porpoising F1.

Quali sono le principali contromisure a cui le squadre stanno iniziando a pensare per ridurre il porpoising (detto anche movimento dei delfini)? Naturalmente, ci sono molti aspetti su cui i team possono lavorare.

  • Configurazione dell'altezza di marciaAumentando l'altezza di marcia, l'effetto suolo diminuisce e l'effetto porpoising si attenua. Il problema di questo approccio è che diminuisce anche la deportanza complessiva. Squadre come Williams e Aston Martin parlano di +0,700 secondi da attribuire all'effetto porposing.
  • Assetto delle sospensioni: un altro modo per controllare lo smorzamento del porpoising è modificare le sospensioni e le loro rigidità. Come il metodo precedente, questa soluzione non può essere molto efficace senza compromettere le prestazioni (in F1 non ci sono sospensioni attive).
  • Configurazione fondo - sidepods: questa soluzione è la più efficace. Molti team, come Ferrari e Red Bull, hanno apportato poche modifiche al pavimento della loro vettura.

La soluzione aerodinamica al porpoising in F1.

A velocità più elevate, l'aria che scorre sotto l'auto può stallare. Questo fenomeno può essere definito anche come "bloccatacondizione di "pavimento sottoscocca", causata da semplicemente non c'è abbastanza spazio per far fluire l'aria in modo pulito attraverso lo spazio tra il suolo e il fondo dell'auto. Se ciò accade, il pavimento smette di generare deportanza e l'auto torna alla sua normale altezza di marcia. Immediatamente ricomincia ad accumulare aria e viene spinta nuovamente verso il basso, per poi ripetere il ciclo.

come risolvere il problema della porpoising-f1

Le soluzioni di Ferrari e Red Bull per il porpoising.

Sul pavimento Red Bull sono presenti due tacche (frecce nere) perpendicolari al bordo laterale del pavimento. In mezzo, un Parte a S del pavimento viene utilizzato per estrarre il flusso di massa in eccesso dal fondo della vettura. In questo modo si riduce la differenza di pressione sotto la vettura, riducendo così l'effetto "porpoise".

Nella seconda giornata in Bahrain, la F1-75 ha presentato un fondo rivisto, caratterizzato da un lungo profilo a forma di coltello sulla fiancata. La filosofia alla base dell'aggiornamento aerodinamico è simile: creare una via d'uscita per l'aria del sottoscocca al fine di evitare la condizione di "soffocamento". Inoltre, per ottenere un pavimento più rigido, è stato realizzato un filo di metallo è stata autorizzata dalla FIA ad essere introdotta.

Il profilo a forma di coltello è rinforzato da alcune clip metalliche che si vedono spesso anche sui parafanghi anteriori, saltando da un elemento all'altro. Queste clip sono necessarie per contrastare la deformazione ad alta velocità, che può indebolire l'effetto.

Guardate il video per vedere il porpoising sulla Ferrari.

Dove volete condividere questo post?