Qual è lo scopo della deportanza nelle corse di Formula 1?

La deportanza nella Formula 1 preme l’auto contro l’asfalto, incrementando l’aderenza degli pneumatici per aumentare la velocità in curva, stabilizzando il telaio ad alta velocità e affinando la precisione di guida, sebbene aumenti la resistenza aerodinamica che limita la velocità sul rettilineo.

È la forza aerodinamica che permette a un’auto di F1 da 798 kg di affrontare il tornante dell’Hotel Grand di Monaco a 60 mph o di attraversare l’Eau Rouge di Spa a 180 mph—imprese impossibili senza questa spinta invisibile.

Creata dall’ala anteriore, l’ala posteriore e il fondo, la deportanza è la chiave delle prestazioni in F1, è così che i team bilanciano velocità e controllo.

La meccanica della deportanza

La deportanza dipende dalla dinamica del flusso d’aria. L’aria colpisce le superfici aerodinamiche dell’auto—ala anteriore, ala posteriore, fondo—e si divide. Sulle superfici curve superiori accelera, diminuendo la pressione secondo l’equazione di Bernoulli (P + ½ρv² = costante); sotto rallenta, aumentando la pressione. Questa differenza—2.689 Pa a 150 mph (67 m/s, densità dell’aria ρ = 1,2 kg/m³)—crea una forza verso il basso. A quella velocità, un’auto genera 800-1.000 kg di deportanza, arrivando fino a 1.500-2.000 kg a 200 mph secondo le regole del 2025 sul ground effect.

L’aderenza degli pneumatici scala linearmente con questo carico. Gli pneumatici Pirelli P Zero slick aderiscono all’asfalto con coefficiente di attrito (μ) di 1,5 sull’asciutto. Il peso base (798 kg) produce una forza di aderenza di 1.197 kg; con 1.000 kg di deportanza si ottengono 2.697 kg—sufficienti per curve a 5G come la 130R di Suzuka (raggio 300 m, v²/r = 49 m/s²). Il μ sul bagnato scende a 0,8, ma 800 kg di deportanza danno 1.598 kg rispetto a 639 kg standard—fondamentali nel caos sotto la pioggia.

Ruolo nella velocità in curva

La deportanza brilla in curva. Senza di essa, un’auto di F1 a 150 mph (67 m/s) necessita di un raggio di 180 metri per una curva a 2G (v²/r = 19,6 m/s²)—dritta contro le barriere di Monaco. Con 1.000 kg di deportanza, il peso effettivo triplica, riducendo il raggio a 12 metri a 80 mph (36 m/s), tagliando 3 secondi al giro. La forza centripeta (mv²/r) raddoppia da 23.940 N a 53.940 N—aderenza che trasforma curve strette in zone di sorpasso come la curva 6 di Monaco.

Miglioramento della stabilità

La stabilità è un grande vantaggio. A 200 mph (89 m/s) sul rettilineo Hangar di Silverstone, 1.500 kg di deportanza contrastano la portanza—senza di essa, un Cd di 0,8 solleva 200 kg verso l’alto, rischiando instabilità. Anche la stabilità in imbardata migliora—le ali anteriore e posteriore bilanciano le forze laterali, riducendo i tremolii in venti trasversali o “aria sporca” 10 metri dietro un avversario, dove la deportanza cala del 30% senza mitigazione del flusso dalle estremità.

Precisione nella guida

La precisione nella guida è legata alla distribuzione della deportanza. Una ripartizione anteriore-posteriore del 40:60—400 kg davanti, 600 kg dietro a 150 mph—la mantiene neutra. Troppa davanti (45:55, 450 kg) causa sottosterzo, allargando a Loews di Monaco; troppo poca (35:65, 350 kg) comporta sovrasterzo, facendo girare l’auto a Pouhon di Spa. Le alette si regolano da 10 a 80 mm, la rigidità delle sospensioni varia il camber—uno spostamento di 2 mm delle alette cambia 20 kg, costando 0,2 secondi per curva se mal regolato.

Il costo della resistenza

La deportanza aumenta la resistenza—che scala con il Cd e il quadrato della velocità (F_d = ½ρv²CdA). Un assetto ad alta deportanza (Cd 1,1, area 1,5 m²) a 150 mph genera 1.200 N di resistenza, limitando la velocità a 190 mph (85 m/s). Un’auto a bassa deportanza (Cd 0,8) ne produce 800 N, raggiungendo 215 mph (96 m/s)—10 kg di deportanza persi valgono 1 mph guadagnato. I team scelgono aderenza per le 19 curve di Monaco (180 mph max) o velocità per le 4 di Monza (215 mph)—una differenza di 40 mph.

Scomposizione della generazione di deportanza

L’ala anteriore genera 200-300 kg a 150 mph—25-30% del totale—grazie a quattro alette (regolamento 2025, Articolo 3.9), coefficiente di portanza (Cl) 1,5, 0,5 m² (F = ½ρv²ClA = 206 kg). L’ala posteriore aggiunge 400-600 kg—Cl 1,8, 0,8 m², 484 kg—inclinata a 25°. Il fondo è la forza principale—500-800 kg dalle canalizzazioni Venturi (2,5 m², Cl 1,2, 806 kg), sigillato dal 2022. I diffusori modellano il flusso in uscita (150 mm di altezza, 1.050 mm di larghezza) per 100-150 kg. Totale a 150 mph: 1.100-1.500 kg; a 200 mph: 1.800 kg.

Contributi dei componenti

Analizzando in dettaglio: i 206 kg dell’ala anteriore derivano dalla pressione dinamica (q = 2.689 Pa) su 0,5 m²—Cl 1,5 evita lo stallo, arrivando fino a 300 kg con alette più ripide. I 484 kg dell’ala posteriore utilizzano un Cl più alto, ma la resistenza (Cd 0,5 da sola) assorbe 400 N—la metà del totale dell’auto a Cd 1,0. I 806 kg del fondo sfruttano la prossimità al suolo—un’altezza di 5 cm raddoppia la differenza di pressione (500 Pa vs. 250 Pa in aria libera), secondo l’effetto Venturi. I 100-150 kg del diffusore amplificano l’effetto del fondo, aggiungendo 0,1 secondi al giro.

Evoluzione storica

La deportanza è cresciuta rapidamente. Negli anni ’60 si aggiunsero 50 kg—il muso della Ferrari 312 raddoppiò la tenuta in curva da 1G a 2G (v²/r = 9,8 a 19,6 m/s²). Negli anni ’70 si raggiunsero 200 kg con le ali della Lotus 72, 400 kg con le minigonne della Lotus 78 (vietate nel 1982). Negli anni ’80 servivano 800 kg per i turbo da 1.200 CV—picco del BMW M12/13. Negli anni 2000 si toccarono 1.200 kg (Renault R28), ridotti a 700 kg nel 2009. Il regolamento a ground effect del 2022 ha raggiunto 1.400 kg, nel 2025 si arriverà a 1.800 kg.

Specifiche tecniche

A 150 mph (67 m/s), q = 2.689 Pa. Ala anteriore (0,5 m², Cl 1,5) = 672 N (206 kg); ala posteriore (0,8 m², Cl 1,8) = 1.938 N (484 kg); fondo (2,5 m², Cl 1,2) = 4.033 N (806 kg)—totale 1.496 kg. Resistenza a Cd 1,0 = 1.200 N (40 mph persi vs Cd 0,7 con 800 N). Coefficiente μ sul bagnato 0,8 con 800 kg = 1.598 kg di aderenza. A 200 mph, il totale è 1.800 kg—limite 2025.

Metriche di efficienza aerodinamica

L’efficienza è il rapporto portanza/resistenza (L/D). Alta deportanza (Cd 1,1, Cl 3,0) L/D = 2,7—molto grip, lente sui rettilinei. Bassa deportanza (Cd 0,8, Cl 2,0) L/D = 2,5—focalizzata sulla velocità. Il fondo ha Cl 1,2, Cd 0,3 con L/D di 4,0—per questo domina il ground effect. A 150 mph, 1.200 kg di deportanza con Cd 1,0 costano 1.200 N di resistenza—0,3 secondi persi per chilometro di rettilineo.

Vincoli regolamentari

Il Regolamento Tecnico FIA 2025 (Articolo 3) pone limiti: ali anteriori con quattro elementi, larghe 1.100 mm; ali posteriori a 300 mm sopra l’asse; tunnel del fondo profondi 150 mm—deportanza totale 1.800 kg vs 2.500 kg nel 2008. I test aerodinamici prevedono 16 sessioni in galleria del vento a settimana (320 km/h), CFD con 500.000 iterazioni. Il carburante è limitato a 110 kg/gara, efficienza al 50%—le ali con Cd 1,3 pre-2009 generavano 500 kg davanti, ora tra 300-400 kg, bilanciando costi e competizione.

Le regole sull’ala posteriore e il DRS si irrigidiscono (Regolamento Tecnico, Articolo 3.10). Il divario della fessura si riduce da 10-15 mm a 9,4-13 mm quando chiusa, e i test di deflessione aumentano da forza di 10N a 30N—la deflessione verticale massima scende da 15 mm a 10 mm esternamente, da 3 mm a 2 mm internamente. Questo elimina i trucchi “mini-DRS”, come l’elemento superiore flessibile 2024 della McLaren che si inclinava in velocità, riducendo la resistenza fuori dalle zone DRS. Ora, il DRS deve essere completamente chiuso o aperto (max 85 mm), con transizioni sotto i 400 ms—eliminando le flessibilità grigie. Squadre come Ferrari, che adottarono le ali flessibili tardi nel 2024, ora hanno meno margine.

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FAQ sulla deportanza in Formula 1

Quanta deportanza genera una F1?

Una vettura di F1 genera tra 800 e 2.000 kg di deportanza, a seconda della velocità e del setup—800-1.000 kg a 150 mph, fino a 1.800-2.000 kg a 200 mph secondo le regole 2025, grazie ad ali e fondi con effetto suolo.

Quanta deportanza ha una F1 a 150 mph?

A 150 mph, una vettura di F1 produce tra 1.100 e 1.500 kg di deportanza—200-300 kg dall’ala anteriore, 400-600 kg dall’ala posteriore, e 500-800 kg dal fondo, secondo le specifiche 2025.

Come fanno le F1 ad avere così tanta deportanza?

Le F1 raggiungono alti livelli di deportanza grazie al design aerodinamico—le ali anteriori generano grip iniziale, quelle posteriori aggiungono stabilità, e i fondi Venturi sigillati usano l’effetto suolo per risucchiare l’auto verso il basso, il tutto ottimizzato entro i limiti FIA.

Tradotto dall’articolo originale in inglese “What Is The Purpose Of Downforce In Formula 1 Racing?“