Dall'efficienza all'estetica: come l'aerodinamica influenza la silhouette di un automobile

Lo studio delle forme di un’autovettura, al di fuori del puro lato estetico, è uno degli step fondamentali nella progettazione della stessa. Il propulsore, dopo aver trasmesso la potenza alle ruote vincendo l’attrito al rotolamento, deve fare i conti con un nemico invisibile ben più potente: l’aria.
Questo fluido, così prezioso per la nostra sopravvivenza ed in grado di alimentare la combustione dei nostri motori, penalizza fortemente i consumi, la velocità massima e la tenuta di strada. Sommando alla resistenza dell’aria quella del rotolamento otteniamo la forza che il motore deve vincere per far muovere la macchina. Studiare nel dettaglio questi fenomeni è davvero complicato ma possiamo approssimare tale forza dissipativa come direttamente proporzionale a un coefficiente di attrito viscoso. Tale valore non è altro che un numero rappresentante la resistenza aerodinamica di un corpo in moto in un fluido. Una forma più snella ed affusolata avrà un coefficiente più basso; viceversa un’area di impatto più ampia e piatta, pensate ad un camion o un autobus, offrirà una resistenza più elevata. Questo ostacolo, in termini di forza, aumenta in modo esponenziale con la velocità; è per questo che lo studio più o meno elaborato dell’aerodinamica di un’automobile dà i suoi frutti a velocità sostenute. Un veicolo moderno ha in media un coefficiente aerodinamico di circa 0.34, un grande passo in avanti rispetto agli oltre 0.45 delle vecchie e squadrate vetture anni 80 e 90. La fisica insegna anche che ogni auto ha i suoi limiti in termini di velocità massima: un propulsore potente, se non supportato da un accurato studio, non riesce ad utilizzare al meglio la sua potenza e la velocità massima sarà più limitata rispetto ad un veicolo dotato dello stesso motore e di una carrozzeria più accurata.

Durante le fasi di progettazione vengono realizzati modellini in scala analizzati poi nelle gallerie del vento. Tramite questi esperimenti, tecnici ed ingegneri sono in grado di progettare le forme migliori tenendo conto dei vari vincoli a cui è soggetto lo sviluppo di uno specifico modello: dimensioni, segmento, potenza.
Se una normale utilitaria o familiare si prefigge l’obiettivo di minimizzare questa tenace resistenza, diverso è il caso delle auto sportive. Prendendo come spunto le competizioni automobilistiche, gli ingegneri che progettano queste vetture sfruttano la resistenza dell’aria in modo quasi opposto.Se da un lato il corpo vettura è sempre affusolato e studiato ad-hoc per fendere l’aria, oltre certe velocità, specialmente in curva, è necessario uno stratagemma ulteriore al fine di tenere schiacciata al suolo la vettura. Tale soluzione è rappresentata dalle appendici aerodinamiche, prime tra tutte gli alettoni.Se le forme affusolate sono in grado di penetrare più facilmente l’aria, gli alettoni generano una forza verso il basso capace di garantire la tenuta di strada a grandi velocità. E’ esattamente lo stesso principio sfruttato dagli aerei ma al contrario. Il profilo alare di un aeromobile èstudiato per produrre una forza verso l’alto, detta portanza, in grado di sostenere l’aereo; la velocità orizzontale è data dalla spinta dei motori.

Fonti: https://techprincess.it/aerodinamica-automobile-auto-for-dummies/