Effetto suolo: dalla deportanza nelle monoposto di Formula 1 alla portanza nei velivoli.

The same aerodynamic phenomenon, ground effect, can produce opposite outcomes depending on the application: downforce in Formula 1 single-seaters and lift in fixed-wing aircraft. This paper analyses the physical mechanisms underlying this duality, showing how, starting from the same theoretical framework (the continuity equation, Bernoulli's theorem and the Kutta-Joukowski theorem) two distinct mechanisms develop: the channelling effect (or Venturi effect), dominant in the automotive field, and the interaction between the ground and the wingtip vortices, dominant in the aeronautical field. The first part analyses the historical evolution of ground effect in Formula 1, from the 1977 Lotus 78 to the 2026 technical regulations, examining the operation of the floor-diffuser system and the associated aerodynamic critical issues, including the porpoising phenomenon. The second part shifts the analysis to fixed-wing aircraft: through a comparison between a two-dimensional and a three-dimensional model, it is shown how the increase in lift near the ground stems from the reduction of the downwash induced by the wingtip vortices, with direct consequences on takeoff and landing dynamics. The phenomenon is then examined in its extreme form in WIG vehicles. The systematic comparison between the two fields finally shows that the direction of the generated force does not depend on ground effect itself, but on the orientation of the low-pressure surface and on the ratio between ground clearance and the characteristic length of the body, offering a significant example of the versatility of applied aerodynamics.

Uno stesso fenomeno aerodinamico, l'effetto suolo, può produrre effetti opposti a seconda dell'applicazione: deportanza nelle monoposto di Formula 1 e portanza nei velivoli ad ala fissa. Il presente elaborato analizza i meccanismi fisici alla base di questa dualità, dimostrando come, a partire da uno stesso impianto teorico (l'equazione di continuità, il teorema di Bernoulli e il teorema di Kutta-Joukowski) si sviluppino due meccanismi distinti: l'effetto canalizzazione (o effetto Venturi), dominante in ambito automobilistico, e l'interazione tra il suolo e i vortici di estremità alare, dominante in ambito aeronautico. Nella prima parte si analizza l'evoluzione storica dell'effetto suolo in Formula 1, dalla Lotus 78 del 1977 al regolamento tecnico 2026, approfondendo il funzionamento del sistema fondo-diffusore e le criticità aerodinamiche a esso associate, tra cui il fenomeno del porpoising. Nella seconda parte l'analisi si sposta sui velivoli ad ala fissa: attraverso il confronto tra un modello bidimensionale e uno tridimensionale si mostra come l'aumento di portanza in prossimità del suolo derivi dalla riduzione del downwash indotto dai vortici di estremità, con conseguenze dirette sulla dinamica di decollo e atterraggio. Il fenomeno viene poi esaminato nella sua forma estrema nei velivoli WIG. Il confronto sistematico tra i due ambiti evidenzia infine come il verso della forza generata non dipenda dall'effetto suolo in sé, ma dall'orientamento della superficie a bassa pressione e dal rapporto tra altezza da terra e lunghezza caratteristica del corpo, offrendo un esempio significativo della versatilità dell'aerodinamica applicata.