Aerodinamica attiva Porsche (PAA)

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Porsche è da decenni leader nel campo dello sviluppo aerodinamico nella costruzione di veicoli di serie. Ciò che è iniziato con la Porsche 964 è sempre stato parte integrante di tutti i modelli della serie 911. Ciò che oggi è noto come Porsche Active Aerodynamics (PAA) è nato nel centro di sviluppo di Weissach e aiuta in particolare i modelli GT a realizzare giri record sempre più impressionanti sulle piste di tutto il mondo. Un motivo sufficiente per ripercorrere per te le singole fasi di sviluppo.

Per coloro che non hanno familiarità con la terminologia: Nella costruzione dei veicoli, l’aerodinamica attiva si riferisce a dispositivi in grado di influenzare attivamente il comportamento del flusso d’aria intorno all’auto – ad esempio attraverso spoiler estensibili o prese d’aria regolabili – in varie direzioni, come una minore resistenza o una maggiore deportanza.

Il dilemma degli ingegneri: il giusto equilibrio tra resistenza all’aria e deportanza

“Noi aerodinamici ci troviamo normalmente di fronte a un dilemma: un basso coefficiente di resistenza aerodinamica è auspicabile per ottenere una maggiore velocità massima e un minore consumo di carburante, mentre un’elevata deportanza è utile per la dinamica di guida. Tuttavia, le due proprietà sono in contrasto tra loro”, spiega il Dr. Thomas Wiegand, Responsabile dello Sviluppo Aerodinamico di Porsche. “La Porsche Active Aerodynamics risolve i conflitti tra questi diversi obiettivi aerodinamici”, continua Wiegand.

Noi aerodinamici ci troviamo normalmente di fronte a un dilemma: un basso coefficiente di resistenza aerodinamica è auspicabile […] mentre un’elevata deportanza è vantaggiosa per la dinamica di guida. Tuttavia, le due proprietà sono in contrasto l’una con l’altra

Dr. Thomas Wiegand, Responsabile Sviluppo Aerodinamico di Porsche

Porsche Active Aerodynamics – Prima fase di sviluppo della Porsche 964

Ricordo di aver visto una Porsche 964 Carrera (1989-1994) svoltare su una strada quando ero adolescente. Mentre accelerava, uno spoiler motorizzato usciva dal portellone posteriore. Per un giovane appassionato di auto sportive, era la cosa più bella che avessi mai visto. Ero così affascinato che il giorno dopo andai in bicicletta fino al chiosco più vicino. Questo accadeva molto prima dell’invenzione dello smartphone, quindi dovetti usare una rivista per saperne di più.

Lo spoiler posteriore estensibile era di serie sui modelli 964 Carrera 2 e Carrera 4. Lo spoiler è stato progettato in modo da estendersi a 80 km/h e ritrarsi di nuovo al di sotto dei 10 km/h. In questo modo, Porsche voleva lasciare inalterato il design quando l’auto era ferma. Quando è esteso, lo spoiler aumenta la deportanza posteriore e migliora la stabilità alle alte velocità. Ma il primo componente aerodinamico attivo Porsche aveva un altro asso nella manica: raddoppiava la quantità di aria che entrava nel vano motore. Questo assicurava un raffreddamento più efficiente.

Dal 1990, lo spoiler posteriore della 964 Carrera poteva essere azionato anche manualmente.

Nei modelli dal 1990 in poi, Porsche aggiunse anche un interruttore sulla console centrale che permetteva al guidatore di azionare lo spoiler manualmente. Questa configurazione è stata l’unico sistema aerodinamico attivo di Porsche per diversi decenni. Infatti, lo spoiler posteriore retrattile è rimasto una caratteristica standard di tutte le Porsche 911 Carreras fino ad oggi. Fanno eccezione i veicoli con equipaggiamenti speciali come l’aerokit di fabbrica o i modelli speciali Sport Classic, ecc. Anche l’ultima Porsche 992 GT3 Touring è dotata di un discreto spoiler posteriore retrattile. Anche se si estende con un angolo più ripido rispetto a quello della Carrera.

Anche altri modelli sono dotati di diverse varianti dello spoiler posteriore estensibile. La Cayman, la Boxster, la Panamara, la Taycan e persino la Cayenne utilizzano questa tecnologia. Poiché le auto sono diventate molto più veloci dall’introduzione della 964, sono cambiate anche le velocità a cui gli spoiler si estendono e si ritirano. Nei nuovi modelli, le soglie sono 121 e 60 km/h.

Porsche Active Aerodynamics – Dalla pista alla strada – 991 Turbo (2014-2019)

Tuttavia, la Porsche Active Aerodynamics (PAA) è stata introdotta come marchio solo poco più di dieci anni fa. Con le Porsche 991 Turbo e Turbo S, nel 2014 Porsche ha aperto nuove strade in termini di aerodinamica. Secondo il Dr. Wiegand, l’obiettivo della PAA era quello di ridurre la resistenza dell’aria e generare allo stesso tempo più deportanza. Un compito non facile per gli ingegneri Porsche. Il concetto implementato nella 991 prevede tre livelli funzionali (Start, Speed, Performance). Offrono diverse configurazioni tra gli spoiler anteriori e posteriori per fornire le migliori caratteristiche di guida possibili in ogni caso.

La Porsche 991 Turbo ha uno spoiler a labbro realizzato con un elastomero flessibile sulla grembiulatura anteriore. Questo materiale simile alla gomma può essere allungato in modo flessibile, ma poi ritorna alla sua forma originale. La parte esterna dello spoiler anteriore si estende verso il basso non appena si raggiungono i 121 km/h. Lo stesso vale per la parte superiore dello spoiler posteriore estensibile. Entrambi lavorano sempre in relazione tra loro per garantire l’equilibrio aerodinamico. È la prima volta che questa tecnologia viene utilizzata su un veicolo stradale. Nella 991 Turbo (S) sono disponibili tre diverse modalità di Porsche Active Aerodynamics:

Evoluzione aerodinamica dell’auto super sportiva – 918 Spyder (2013-2015)

La Porsche 918 Spyder ha opzioni aerodinamiche simili a quelle della 991 Turbo. Si chiamano Start, Speed e Performance. Ma per la prima volta in un’auto stradale, Porsche ha installato dei deflettori d’aria regolabili sul sottoscocca anteriore della Spyder. Si aprono non appena viene selezionata la modalità “Performance”. Le prese d’aria incanalano l’aria attraverso i canali del diffusore sottoscocca e creano un’area di minore pressione dell’aria sotto il veicolo. L’effetto è l’inverso di quello di un’ala di un aereo, che genera deportanza anziché portanza. In modalità performance, l’ala posteriore è impostata su un angolo più aggressivo e il piccolo spoiler sul bordo d’uscita dell’ala è esteso. Entrambi aumentano la deportanza posteriore.

Nell’impostazione “Velocità”, l’angolo dell’alettone posteriore cambia leggermente. Da un lato, questo mantiene la deportanza e riduce la resistenza alle alte velocità. Lo spoiler rimane esteso, ma i flap del sottoscocca sono chiusi. Questo aumenta la stabilità alle alte velocità. In modalità “Start”, l’ala posteriore e lo spoiler sono retratti e i flap del sottoscocca sono chiusi. Questa impostazione offre la minore resistenza aerodinamica in assoluto.

Il sistema di aerodinamica attiva Porsche della 918 Spyder funziona in combinazione con le modalità di guida ibrida. Ad esempio, c’è una seconda serie di prese d’aria regolabili sotto i fari. Vengono utilizzate per il raffreddamento e sono sempre aperte in modalità “Race Hybrid” o “Sport Hybrid”. In modalità “E-Power” e “Hybrid”, invece, sono chiuse per ridurre la resistenza aerodinamica. Si riaprono solo quando si raggiungono i 130 km/h o è necessario un ulteriore raffreddamento.

Il nuovo punto di riferimento – Porsche 992 Turbo (dal 2020)

Con le Porsche 992 Turbo e Turbo S, l’azienda di Zuffenhausen ha fatto un passo avanti in termini di aerodinamica. “Nessun’altra auto sportiva risponde alle diverse situazioni con una tale flessibilità aerodinamica come la nuova 911 Turbo S”, ha dichiarato il dottor Wiegand alla presentazione. L’ammiraglia della serie di modelli 992 vanta ora otto diverse configurazioni della PAA. Il nuovo Airbrake è particolarmente efficace. Durante la frenata completa, non solo l’ala posteriore si alza nella sua posizione più aggressiva, ma anche lo spoiler anteriore si sposta nella sua posizione più bassa. In questo modo si genera la massima resistenza possibile per rallentare l’auto.

Anche le modalità “Performance 2” e “Wet” sono state introdotte nel repertorio PAA. La modalità “Prestazioni 2” si colloca tra la “Prestazioni 1” e la “Velocità” ed è un mix di entrambe le funzioni. Supporta la stabilità a velocità di 257 km/h e oltre. Tuttavia, la “Prestazione 2” riduce leggermente la deportanza. Quando vengono rilevate condizioni di bagnato (in qualsiasi modalità), lo spoiler posteriore si alza, ma non si inclina.

Tecnologia da Formula 1 per le massime prestazioni in pista – PAA nella Porsche 992 GT3 RS

L’attuale 992 GT3 RS di Porsche offre senza dubbio il kit aerodinamico più avanzato che la Porsche Active Aerodynamics possa offrire. Sorprendentemente, nessuna GT3 RS prima di lei ha mai avuto l’aerodinamica attiva a bordo. Tuttavia, gli ingegneri hanno trascorso oltre 250 ore nella galleria del vento per la 992 GT3 RS. Il risultato: a 285 km/h, l’auto sportiva da corsa genera ben 860 kg di deportanza. Questa cifra è doppia rispetto a quella del suo predecessore, la 991.2 GT3 RS. E supera addirittura di tre volte il suo fratello “addomesticato”, la 992 GT3!

A 285 km/h, la Porsche 992 GT3 R genera ben 860 kg di deportanza, il doppio rispetto al suo predecessore.

Il sistema di aerodinamica attiva Porsche della 992 GT3 RS reagisce in base alla velocità, all’accelerazione laterale, all’angolo di sterzata e alla modalità di guida selezionata. A seconda della modalità di guida, lo spoiler anteriore a regolazione continua può essere regolato allo stesso modo dell’enorme alettone posteriore attivo in due parti con supporto a collo d’oca. È più alto della linea del tetto dell’auto e si regola automaticamente in diverse fasi per preparare il guidatore e l’auto a ogni possibile situazione.

Porsche ha optato per un radiatore centrale per ottimizzare il flusso d’aria

Per la 992 GT3 RS, Porsche ha optato per una soluzione con il radiatore posizionato al centro, come sulla 911 GT3 R. Gli ingegneri Porsche hanno utilizzato lo spazio liberato per le prese d’aria regolabili. Esse incanalano l’aria attraverso le fessure dell’ala anteriore e le nuove aperture davanti alle portiere. Questa rapida uscita dell’aria crea una pressione negativa nella parte anteriore del veicolo e quindi una deportanza. Il reparto Active Aerodyanmics di Porsche ha anche implementato la funzione Airbrake già presente sulla Turbo.

Un’altra novità è stata l’utilizzo di un sistema di riduzione della resistenza aerodinamica (DRS) in un’auto di serie Porsche. Quando il DRS viene attivato, l’ala della 992 GT3 RS diventa più piatta e i diffusori anteriori si aprono. Questo riduce la deportanza sull’asse anteriore e posteriore in modo uniforme e consente un’accelerazione più rapida. Si attiva automaticamente non appena si raggiungono i 100 km/h, il regime del motore è superiore a 5.500 giri/min, l’accelerazione laterale è inferiore a 0,9 G e l’acceleratore è aperto almeno al 95%. Con un angolo di sterzata minimo e l’acceleratore al massimo, può essere attivato anche manualmente al volante.

Il DRS viene generalmente utilizzato sui lunghi rettilinei per massimizzare l’accelerazione. Ciononostante, la velocità massima della GT3 RS rimane inferiore a quella della 992 GT3, pari a 296 km/h. Accelera fino a 318 km/h. Il motivo è la maggiore resistenza aerodinamica dovuta all’aumento della deportanza e della superficie frontale, oltre che a un rapporto di trasmissione più corto.

Il futuro della Porsche Active Aerodynamics

Con l’introduzione della 992 Turbo e della GT3 RS, Porsche ha chiaramente spostato la scala dell’aerodinamica attiva. Sarà interessante vedere in quali aree riuscirà a migliorare ulteriormente. Ma come la storia ha dimostrato, gli ingegneri Porsche continueranno a spingersi oltre e a stabilire un nuovo punto di riferimento per tutti gli altri. Non vediamo l’ora di vedere cosa succederà in futuro e terremo d’occhio le varie auto da corsa Porsche e la Formula 1 per trovare qualche indizio.

Immagini: Porsche AG, se non diversamente indicato