Cenni di aerodinamica

La forma dei mezzi di trasporto viene oggigiorno concepita per ottenere, nell'aria, uno spostamento che agiti il mezzo il meno possibile. Maggiore è la turbolenza più grande la resistenza al movimento. Un corpo perfettamente profilato non crea muovendosi turbolenza alcuna. Esiste tuttavia anche in questo caso uno sfregamento tra la superficie del corpo e il mezzo che lo circonda. Le forme meglio concepite dovranno sempre tenere conto della natura " adesiva " dell'aria. Più di 50 anni fa, W.S. Clemens, che s'interessava particolarmente al profilo dei pesci , studiò la trazione o resistenza esercitata dal movimento dell'acqua su modelli in cera di forma diversa ma tutti dello stesso peso. I modelli venivano immersi nell'acqua corrente all'estremità di un filo attaccato a una bilancia di precisione che indicava, in grammi, la forza della corrente. Più la forza misurata è grande maggiore è la resistenza del modello. Un gruppo di misure risulta di particolare interesse e a prima vista, sorprendente. Quando un cono veniva immerso con la punta in avanti la resistenza si rivelava quasi doppia di quando la base, i cui bordi erano stati arrotondati, veniva posta contro la corrente. Questa differenza di resistenza riflette tipi di scorrimento diversi e che si possono spiegare nel seguente modo: mentre l'acqua scorrerà regolarmente lungo un cono la cui punta è diretta verso la corrente, questa regolarità verrà a cessare quando sarà stata raggiunta la base. Tale l'inerzia dell'acqua in movimento che non può effettuare svolte brusche senza che il suo scorrimento venga profondamente sconvolto. Lo spazio posto dietro la base dei coni si riempie di una serie di vortici piuttosto ampi che esercitano una trazione all'indietro. Quando il cono viene rovesciato l'acqua è costretta a scorrere senza essere particolarmente sconvolta sopra la base e, una volta superata questa superficie, le linee di corrente non sconvolte si troveranno molto vicine alla superficie affilata del cono. Lo spazio intermedio sarà occupato da una piccola zona turbolenta che esercita una resistenza molto minore di quella dei vortici formatisi dietro il cono in posizione rovesciata. La forma della parte anteriore (situata contro corrente) di un corpo che sostiene lo scorrere dell'acqua o dell'aria sino al livello della massima sezione trasversale è meno critica della rimanente parte posteriore. A un cono con la punta verso la corrente si può aggiungere una parte posteriore sotto forma di un altro cono di uguale base. Più l'assottigliamento del cono posteriore sarà progressivo più l'acqua passerà armoniosamente da un cono all'altro. Vi sarà un aumento di resistenza dovuto all'attrito dell'acqua contro il cono aggiunto ma ciò sarà più che neutralizzato dalla notevole riduzione della resistenza e della trazione all'indietro. Se poi arrotondiamo lo spigolo nel punto di contatto tra le basi dei due coni per rendere lo scorrere dell'acqua ancora più uniforme, la forma ottenuta sarà molto simile a quella del corpo di un pesce, come intuì Cézanne: " In natura tutto si modella sulla sfera, sul cono e sul cilindro. "

Considerando la parte anteriore di un corpo in movimento, è facile capire perché questa forma possa godere di un certo margine di tolleranza. L'aria che urta contro questa parte è costretta a seguirne le linee, ma subito dopo che l'aria ha superato il piano della massima sezione trasversale vi è pericolo che la corrente, soprattutto se è rapida, si discosti dal corpo. Se questo avviene, lo spazio divergente che separa la corrente dalla superficie del corpo si riempirà di turbolenze che concorrono ad aumentare la resistenza. Per mantenere la corrente d'aria aderente lungo la più grande superficie possibile le sezioni della zona anteriore e posteriore del corpo in movimento dovranno descrivere delle curve dolci proprio come avviene in molti pesci, per esempio nei delfini e nelle balene.( "La vita dei pesci" di N.B. Marshall )  

Aerodinamica nel motociclismo

Alle alte velocità la forza che si oppone all'avanzamento di un veicolo è chiaramente quella dell'aria. Tale considerazione ha indotto i progettisti di ogni tempo a valutare attentamente la forma da attribuire alla motocicletta, per migliorarne la penetrazione aerodinamica. Scartata la soluzione a campana, i disegnatori hanno cercato nuove strade. Osservando le moto che oggi partecipano al motomondiale, si notano scelte comuni, ma anche soluzioni completamente differenti. In ogni profilo è comunque contemplato l'inserimento armonico della figura umana, che diventa parte integrante dell'aerodinamica stessa. L'alta velocità costringe il pilota ad accucciarsi all'interno della carenatura, ma la forma risultante da questa unione crea un profilo alare che tende a sollevare il pilota dalla sua posizione. I progettisti hanno tentato di ovviare a questo inconveniente attraverso una serie di soluzioni che coinvolgono maggiormente il pilota. La sezione frontale dei cupolini, oltre a possedere una forma tagliente per non creare turbolenze nell'aria, è disegnata con una sezione frontale più ampia per garantire una protezione maggiore e per far defluire l'aria al di sopra delle spalle del pilota. Lo stesso pilota diventa parte integrante della sagoma aerodinamica della motocicletta raccordandosi con il codino grazie a particolari appendici aerodinamiche poste sulla schiena. La forma del codino è studiata affinchè il flusso d'aria si stacchi improvvisamente dalla superficie del sistema aerodinamico uomo-moto. Eliminare le turbolenze nella parte posteriore è molto importante poiché i vortici, che ivi si creano, producono un effetto "pompaggio" che frena l'avanzamento. (Motociclismo n.2495)

Nel mondo delle competizioni automobilistiche e, negli ultimi anni anche motociclistiche, la comunicazione durante la corsa tra pilota, box e veicolo è diventata una necessità imprescindibile per raggiungere il risultato e lo sviluppo. Il funzionamento dei vari organi della vettura è registrato all'interno di un computer di bordo collegato ai box, dove l'efficienza degli stessi viene attentamente monitorizzata in tempo reale. Le caratteristiche del veicolo sono perciò in ogni momento modificabili secondo gli eventi della corsa e le esigenze del pilota, che attraverso un trasmettitore, posto nel casco, invia le scelte da operare ai tecnici, che a loro volta lanciano gli input al computer di bordo della vettura. Inoltre la comunicazione delle impressioni di guida del pilota, sono riprese da una telecamera posta sulla vettura che invia, in diretta alle apparecchiature televisive, le immagini "on car" della corsa.