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Correttore d’assetto Lotus: cos’è e chi lo teme

Photo: Alastair Staley / LAT Photographic

Photo: Alastair Staley / LAT Photographic

Così parlava Jonh Barnard, all’epoca in Ferrari, nell’agosto 1993: “Il problema è che a tutt’oggi non so fino a quale limite spingermi in questa progettazione: si fa presto a dire “basta con l’attiva” (riferito alle sospensioni attive, abolite nel 1994, n.d.r.), ma cosa significa esattamente il termine “attiva”? E del resto, l’argomento “meccanismo mobile aerodinamico” può essere discusso all’infinito. Cosa succede se io realizzo un sistema attivo di tipo meccanico: viene considerato “attivo” dai regolamenti? E se dovessi realizzare un anti-dive e anti-squat meccanico, me lo lascerebbero utilizzare o si direbbe che ho giocato con l’aerodinamica?”.

Le puntuali ed incontestabili parole del fenomenale progettista inglese tornano di attualità ogni volta che la Formula 1 si imbatte in un “problema” tecnico-politico relativo alle sospensioni e alla loro eventuale e possibile interazione con l’aerodinamica. In questi giorni, carta stampata e siti Internet hanno trattato a lungo, avanzando ipotesi e analisi tecniche, l’ormai discusso “correttore d’assetto” della Lotus-Renault, sperimentato già alla fine dello scorso anno durante i test sul tracciato di Abu Dhabi rivolti ai giovani piloti. In quella occasione, a guidare la Renault R31 erano stati Robert Wickens, Kevin Korjus, Jan Charouz.

No, scordatevi i “correttori d’assetto” datati 1981, escamotage utile ad aggirare scaltramente il regolamento che imponeva una altezza minima statica dal suolo di 6cm.

Commentare una complessa soluzione in mancanza di adeguato e dettagliato supporto illustrativo e tecnico è sempre arduo. Ad ogni modo, dalle (poche) informazioni reperite ed analizzate, è possibile tracciare un primo identikit della soluzione proposta dalla Lotus-Renault.

Ebbene, con ogni probabilità si tratta di un sistema anti-dive e anti-squat. Spieghiamo. Ogni vettura possiede un proprio centro di beccheggio, attorno al quale essa ruota in senso longitudinale. Al centro di beccheggio, ovviamente, corrisponde una altezza di beccheggio. Se il centro di beccheggio si trova al di sotto del baricentro (altezza di beccheggio positiva), la vettura, in frenata, tende ad abbassare il muso (dive) e ad alzare il retrotreno. In fase di accelerazione, al contrario, la vettura si coricherà sul posteriore (squat), alleggerendo l’avantreno.

Se il centro di beccheggio ed il baricentro coincidono (altezza di beccheggio nulla), la vettura non assume moti di beccheggio tanto in frenata quanto in accelerazione, rimanendo, quindi, “piatta”.

L’assetto di una vettura, pertanto, è un delicato equilibrio. Nello specifico, in frenata occorre sempre tenere presente un fattore, ossia la ripartizione della frenata stessa tra anteriore e posteriore. Allo stesso modo, sia in frenata che in accelerazione, entrano in gioco i trasferimenti di carico (trasferimento di carico longitudinale = forza di inerzia x baricentro/misura del passo) generati, appunto, dalla frenata e dalla accelerazione.

Il beccheggio, per definizione, comporta sempre ritardi di risposta o eccessivi carichi in termini di aderenza (poco grip o usura eccessiva degli pneumatici), tanto in frenata quanto in accelerazione. Una vettura che tende oltremisura ad affondare il muso in frenata (specie quando al limite), dunque, può caricare eccessivamente le ruote anteriori e scaricare troppo quelle posteriori, le quali non potranno godere della massima aderenza (scarsa motricità). Allo stesso tempo, in accelerazione, può verificarsi il fenomeno opposto. Pertanto, la condizione ideale (ma non sempre ottenibile…) è quella in cui centro di beccheggio e baricentro coincidono: una condizione, in definitiva, che consentirebbe l’istantaneo instaurarsi dei trasferimenti di carico in frenata e accelerazione, dunque favorirebbe la massima aderenza degli pneumatici in ogni condizione di marcia.

Come noto, esistono accorgimenti tecnici volti a neutralizzare e contrastare i moti di dive (affondamento del muso) e squat (innalzamento del muso). Il centro di dive è identificabile attraverso una ben definita procedura di calcolo. Ebbene, affinché la percentuale anti-dive sia elevata, il centro di dive deve trovarsi vicino al centro di gravità. L’effetto anti-dive si ottiene, quindi, attraverso una attenta geometria delle sospensioni; esso, però, è bene non vada ad alterare altri parametri, ad iniziare dagli angoli caratteristici. All’anti-dive, ovviamente, corrisponde l’anti-squat (anch’esso identificato mediante precisi calcoli): analogamente all’anti-dive, la percentuale di anti-squat è maggiore all’avvicinarsi del centro di squat al centro di gravità.

Come si evince, ogni minima variazione di questi due centri di rotazione è in grado di influenzare l’assetto di una vettura.

Ad onor del vero, le vetture da competizione (ad iniziare dalle monoposto di Formula 1) palesano assetti molto rigidi, i quali limitano fortemente le escursioni sia in dive che in squat. È sufficiente osservare una F1 in corsa per accorgersi di quanto i moti di dive e squat siano, senza ricorrere a specifici sistemi anti-dive e anti-squat, già assai modesti, spesso impercettibili. Non solo. Le attuali vetture Formula 1 presentano esigui moti dovuti ai trasferimenti di carico poiché caratterizzate da un passo esageratamente lungo (ben superiore ai 3 metri) e da un baricentro basso. Infatti, i trasferimenti di carico risultano meno evidenti ed importanti per siffatte vetture, qualificate da un basso rapporto altezza baricentro/passo. Naturalmente, impiegando sistemi anti-dive e anti-squat, l’assetto di una vettura potrà risultare maggiormente “piatto”. Quali, allora, i vantaggi di questo presunto sistema anti-dive e anti-squat?

Anzitutto, il sistema messo appunto dalla Lotus-Renault è meccanico. Il meccanismo è collocato in corrispondenza dei portamozzo anteriori, interessando anche l’attacco del puntone (push-rod) al portamozzo stesso. Il meccanismo, in verità, è ancora tutto da decifrare con esattezza nel suo funzionamento; eviteremo, quindi, almeno in questa fase, di azzardare ipotesi tecniche volte solo a fare “sensazione”…

Tuttavia, appare chiaro dai primi riscontri che la zona del portamozzo, accogliendo alcuni componenti di tale sistema, risulti leggermente appesantita (a meno che non siano state alleggerite altre aree!). Dunque, più peso in corrispondenza delle masse non sospese, aree in cui, invece, si cerca la massima leggerezza, evitando di concentrare qui “dannose” masse. Non a caso, in passato, era molto frequente collocare i freni entrobordo (soluzione intelligentissima), andando così a scaricare le masse non sospese.

Il Regolamento Tecnico 2012 si occupa delle sospensioni nell’Articolo 10 (Suspension and steering system); come accade dal 1994, il Regolamento vieta sospensioni a controllo elettronico e dispositivi potenziati capaci di alterare la configurazione e le prestazioni del sistema di sospensione. Inoltre, nessuna regolazione può essere apportata al sistema di sospensione stesso mentre la vettura è in movimento. Pertanto, il meccanismo studiato dalla Lotus-Renault è legale.

Il principale vantaggio di un sistema anti-dive e anti-squat è, anzitutto, l’assetto “piatto”: in frenata, in accelerazione, in entrata e uscita di curva. In rilascio e ancor di più in frenata, il trasferimento di carico scarica le ruote posteriori, fenomeno che riduce la rigidezza di deriva degli pneumatici posteriori (angolo e forza di deriva, concetti relativi alla teoria dello pneumatico). Le ruote anteriori, invece, subiscono un incremento della propria rigidezza di deriva. Tali condizioni, dunque, possono innescare il classico sovrasterzo di rilascio, tipico delle vetture a trazione posteriore.

In accelerazione accade l’opposto: il trasferimento di carico scarica le ruote anteriori e carica quelle posteriori, le quali aumentano la propria rigidezza di deriva e motricità. Queste condizioni possono instaurare due situazioni antitetiche: sottosterzo o il più tipico e vistoso sovrasterzo di potenza.

Attraverso un assetto “piatto”, cioè poco o non sensibile ai trasferimenti di carico, gli pneumatici anteriori e posteriori possono lavorare al meglio: quelli anteriori non verrebbero eccessivamente stressati dal moto di affondamento in frenata e non si scaricherebbero altrettanto eccessivamente in accelerazione, quelli posteriori garantirebbero anche in rilascio e frenata una elevata aderenza.

Non solo positive ricadute su consumi gomme e tenuta di strada, ma anche sulla aerodinamica. Un assetto particolarmente “piatto”, infatti, consentirebbe di ricercare altezze da terra più ridotte, sebbene occorra sempre prestare molta attenzione a non far strisciare eccessivamente lo skid block a consumo controllato (il pattino regolamentare posto sotto il Reference Plane) sull’asfalto. È proprio questo pattino a rappresentare una autentica ed invalicabile barriera che, di fatto, impedisce la ricerca di altezze da terra incredibilmente ridotte. Come noto, una minore altezza dal suolo (che coincide con una ristretta sezione di passaggio dell’aria) amplifica la depressione esistente tra suolo e fondo vettura. Ovviamente, una minore altezza da terra di tutta la vettura comporta anche una minore altezza da terra dell’ala anteriore, la prima struttura deportante di una monoposto nel senso del flusso.

Ma ci sono altri aspetti da prendere in esame. Questo presunto dispositivo anti-dive e anti-squat, se confermato, funzionerebbe in maniera contraria rispetto ad una monoposto dotata di sospensioni attive pre-1994. All’epoca, infatti, con le sospensioni attive, la vettura si coricava sull’anteriore in fase di frenata e percorrenza curva (massima incidenza delle ali) e si coricava leggermente sul posteriore (alzando il muso) in accelerazione e rettilineo (minima incidenza delle ali, elevate velocità di punta). In sostanza, tutta la vettura reagiva come una enorme superficie aerodinamica mobile solo ed esclusivamente rispetto al suolo. Pertanto, si tratterebbe di un sistema che si discosterebbe, in molte finalità, dalle sospensioni attive. È probabile che con l’introduzione del DRS (il profilo alare mobile dell’ala posteriore) venga meno la necessità di coricare un poco la vettura sul posteriore in rettilineo per ricercare elevate velocità di punta (sebbene il DRS abbia palesato imbarazzanti limiti…).

Invece, il sistema ideato dai tecnici Lotus-Renault, sebbene differente nella forma, ricorda più da vicino e nella sostanza il ben più semplice mass-damper. Il mass-damper (un ammortizzatore inerziale) era stato sviluppato dalla Renault nella stagione 2006 (anzi, già impiegato a fine 2005). Papà di tale congegno (prima della sua applicazione in F1, era già largamente impiegato in altri settori) è Rob Marshall, oggi alla Red Bull e tra gli artefici dei successi del team austriaco. Il sistema, semplicissimo ed intuitivo, si componeva di molle e contrappesi (il tutto pesava poco più di 10 Kg) in grado di oscillare verticalmente. Il mass-damper, applicato sia all’avantreno (all’interno del muso) che al retrotreno, stabilizzava la vettura durante i trasferimenti di carico longitudinali, ossia in beccheggio. Il sistema, come noto, venne (ingiustamente) vietato dalla FIA con la sentenza d’appello del 22 agosto 2006, decisione che generò un mare di polemiche ma che non impedì alla Renault e a Fernando Alonso di aggiudicarsi il titolo mondiale. Ricordiamo che la FIA aveva, in un primo momento, reputato legale il mass-damper…

Come gestirà lo staff tecnico della Lotus-Renault questa soluzione a livello aerodinamico? Diverse le alternative. Anzitutto, nei tracciati più lenti, la nuova Lotus potrebbe (il condizionale è d’obbligo) essere configurata con un assetto “a riposo” più picchiato (maggior incidenza alle ali e al profilo estrattore). Intervenendo il dispositivo anti-dive e anti-squat, la vettura manterrebbe questo assetto tanto in curva quanto in rettilineo, a tutto vantaggio del carico aerodinamico. Al contrario, nei tracciati più veloci, l’assetto “base” potrebbe risultare parallelo al suolo o, addirittura, leggermente coricato sul posteriore, favorendo, quindi, la penetrazione aerodinamica. Anche in questo caso, interverrebbe il sistema anti-dive e anti-squat che conserverebbe questo assetto in ogni condizione.

Come si può intuire facilmente, occhio all’usura degli pneumatici, specie da quest’anno, ancora più morbidi e soggetti ad un più rapido decadimento…

La soluzione proposta dalla Lotus-Renault, ne siamo certi, non passerà inosservata. Gli altri team, da quanto trapela, stanno già correndo ai ripari, sebbene ancora non abbiano alcun responso oggettivo circa la validità del sistema Lotus-Renault! Ma si sa, il panico si propaga in fretta ed è contagioso…

Tutta da verificare, infine, la posizione della FIA. È notorio, la Federazione Internazionale dell’Automobile non brilla in quanto a lestezza decisionale. E quando decide, nove volte su dieci sbaglia. La storia insegna: ciò che reputa legale oggi, sarà vietato domani

Scritto da: Paolo Pellegrini

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2 Commenti

  1. Interessantissimo articolo. E’ sempre bello parlare di tecnica, dando anche uno sguardo al passato e confrontando le soluzioni.

  2. Pare che lo abbiano già bandito! :(