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Ferrari F2012 e l’inattesa sospensione anteriore pull-rod

Foto: CircusF1.com

Foto: CircusF1.com

“Sulle attuali vetture Formula 1, adottare un pull-rod anteriore sarebbe ormai operazione pressoché impossibile da realizzare”, scrivemmo nell’agosto 2010. I fatti, invece, smentiscono questa affermazione. Ben felici di essere smentiti!

Lasciamo stare gli aggettivi più trionfalistici con i quali certa stampa conciliante ha definito la nuova Ferrari F2012: “rivoluzionaria”, “innovativa”. No, la F2012 non palesa nulla di “rivoluzionario”, ma indubbiamente esibisce una caratteristica tecnica identificativa e assai interessante: la sospensione anteriore pull-rod, appunto.

Sgombriamo il campo: la F2012 non è rivoluzionaria poiché il pull-rod è uno schema sospensivo noto, acquisito e “stagionato”. La sospensione pull-rod anteriore, infatti, è impiegata sin dalla fine degli Anni 70. Negli Anni 80 e sino ai primi Anni 90 ha conosciuto, in Formula 1, vasta applicazione, per poi essere gradualmente messa in disparte a favore della tipologia push-rod. Tra le ultime applicazioni di pull-rod anteriore citiamo la bella e longeva Dallara IndyCar, in uso sino al 2011 e, da questo 2012, rimpiazzata dalla nuova Dallara DW12 con sospensione push-rod.

Una nota tecnica, il pull-rod anteriore della F2012, in grado di smentire non solo chi scrive (una piacevole smentita!), ma anche, e soprattutto, numerose teorie e la più accreditata letteratura tecnica in fatto di sospensioni e assetto…

Già, ma perché la sospensione pull-rod anteriore della F2012 smentirebbe teorie e letteratura tecnica? Spieghiamo.

La sospensione pull-rod anteriore della F2012 desta interessa in quanto abbinata ad un muso alto di ultima generazione. Un odierno muso alto, infatti, si presenta molto rialzato e “scavato” nella sua zona inferiore. Una configurazione estrema che favorisce un più abbondante afflusso di aria verso il fondo vettura e le pance. Un muso, pertanto, che ben si associa ad una sospensione push-rod (puntone che lavora in compressione) rispetto ad una sospensione pull-rod (tirante che lavora in trazione).

Nella push-rod, infatti, il gruppo molla/barra di torsione-ammortizzatore è collocato, all’interno del muso, generalmente più in alto (anche sopra le gambe del pilota) rispetto alla tipologia pull-rod. Anche il puntone, quindi, è ancorato al bilanciere nella zona alta del muso; esso, poi, scende verso il basso, con marcata angolazione, in direzione del portamozzo e del triangolo inferiore della sospensione.

Giacché gli odierni musi alti vengono sempre più rialzati e “scavati” nella loro zona inferiore (sino al limite regolamentare, e non è detto che un musone altissimo lavori meglio di uno più basso: gli esempi fioccano come la neve…), i tecnici generalmente optano per la tipologia push-rod, in questo senso più conservativa, collaudata e assimilata.

Pertanto, la push-rod è ritenuta la via più semplice da percorrere con gli odierni musi alti, poiché richiede cinematismi e geometrie meno esasperati e rischiosi. Non solo. Come detto, gli odierni musi alti, poiché notevolmente “scavati”, non presentano più alcuna chiglia (o doppia chiglia) di ancoraggio per i triangoli inferiori delle sospensioni (ad esempio, la Tyrrell 019 del 1990, con push-rod, non aveva chiglia; i triangoli inferiori erano ancorati alla zona inferiore del musetto rialzato, ancora scarsamente “scavato”).

Pertanto, anche i bracci inferiori delle sospensioni sono direttamente vincolati ai lati (o meglio, agli spigoli!) della scocca. Una scelta costruttiva che conferisce agli attuali bracci-sospensione la caratteristica inclinazione verso il basso (una volta erano orientati verso l’alto o orizzontalmente e paralleli al terreno).

La Ferrari non impiegava la sospensione pull-rod anteriore dal 1988. Le ultime vetture Formula 1, prima della F2012, ad adottare sospensioni pull-rod anteriori sono state la Arrows A21 nel 2000 e la Minardi PS01 nel 2001. Vetture molto diverse da quelle del 2012: musi alti ma comunque molto, molto bassi (perdonate il gioco di parole), sensibilmente meno “scavati”, spazio sufficiente all’interno dei musi per alloggiare in posizione bassa i gruppi molla/barra di torsione-ammortizzatore, angolo dei tiranti piuttosto ripido, bracci-sospensione paralleli al terreno.

Sulla F2012, invece, le carte in tavola mutano. Il muso particolarmente rialzato e notevolmente “scavato” e l’assenza di chiglie e rigonfiamenti inferiori atti ad ancorare i triangoli delle sospensioni e accogliere i gruppi molla/barra di torsione-ammortizzatore non agevolano, di certo, l’adozione della tipologia pull-rod.

Anzitutto, il tirante rischia di assumere una angolazione non tra le più ortodosse, poiché quasi orizzontale. In secondo luogo, verrebbe a mancare, all’interno del muso, lo spazio sufficiente per accogliere più in basso i gruppi molla/barra di torsione-ammortizzatore.

È altresì vero che, alla luce delle sezioni decisamente ridotte, appare sempre più fumoso definire il concetto di “alloggiamento alto” o “alloggiamento basso” dei gruppi molla/barra di torsione-ammortizzatore all’interno di un muso alto di ultima generazione…

Ad ogni modo, i tecnici di Maranello sono riusciti ad abbinare una sospensione pull-rod ad un odierno muso alto “estremo” (quello della F2012 è tra i più alti). Una scelta tecnica indubbiamente ardita. Infatti, considerato il limitato angolo assunto dal tirante rispetto all’attacco lato-ruota e all’attacco lato-bilanciere, supponiamo occorra congegnare alla perfezione il braccio di leva e, più in generale, l’intera cinematica della sospensione. Nel caso della F2012, immaginiamo che il bilanciere (organo interposto tra il tirante ed il gruppo molla/barra di torsione-ammortizzatore) assuma un ruolo ancor più determinante e centrale nel comportamento cinematico, meccanico e dinamico della sospensione stessa, e quindi della vettura.

E occhio agli ingombri. Un muso di Formula 1 è, evidentemente, molto compatto: nei volumi, nelle sezioni. Pertanto, alloggiare nel miglior modo possibile i gruppi molla/barra di torsione-ammortizzatore richiede sempre la massima attenzione. Verosimilmente (immaginiamo…), la F2012 monti, quale sistema elastico, delle barre di torsione: piccole e corte (ma non prive di limiti), esse occupano poco spazio. Spesso, il peso complessivo della sospensione è maggiore rispetto ad un gruppo molla-ammortizzatore, tuttavia l’insieme risulta più concentrato. L’ideale, quindi, per vetture da competizione. E abbinate ad ammortizzatori altrettanto compatti e minuti, il gioco è fatto. I gruppi molla/barra di torsione-ammortizzatore possono essere disposti tanto longitudinalmente quanto trasversalmente, con angolazioni variabili.

Quali, allora, i vantaggi? Come spesso accade nel motorismo, non esistono dogmi ma solo alternative. La sospensione pull-rod non è migliore né peggiore rispetto ad una push-rod. Entrambe le tipologie esprimono pari efficienza, seppure con differenze sostanziali. Generalmente, la sospensione pull-rod anteriore presentava e presenta le seguenti prerogative, potenziali o reali:

1) possibilità di “liberare” al massimo la parte superiore del muso, realizzando una aerodinamica più filante e pulita. Muso estremamente basso, eccellente coefficiente di resistenza. È possibile realizzare notevoli rastremazioni, spesso estreme: Tyrrell 012-014, Brabham BT55, Lotus 101 e 102 (e relative sottoversioni), McLaren Mp4/4, 5 e 5B, ecc. Tuttavia, ciò non costituisce la regola. Anche in presenza di push-rod, infatti, è possibile realizzare musi estremamente bassi e puliti: come sempre, dipende dalle esigenze e dalle capacità del progettista e da eventuali vincoli regolamentari.

2) baricentro più basso (i gruppi molla/barra di torsione-ammortizzatore erano posizionati, all’interno del muso, in basso, generalmente verticalmente o orizzontalmente), con potenziali benefici su rollio e beccheggio. I musi alti, specie quelli altissimi di ultima generazione, comportano evidenti svantaggi in termini di baricentro, poiché spostato sensibilmente più in alto. Poiché gli elementi della sospensione pull-rod sono collocati più in basso, il centro di gravità può beneficiarne.

3) sezione ridotta del tirante rispetto al puntone push-rod (quindi, minor peso e minore resistenza all’avanzamento). Ovviamente, non bisogna eccedere con la riduzione della sezione e l’alleggerimento del materiale.

4) collegato al punto 3: il tirante pull-rod (lavorante in trazione), poiché non rischia il collasso per buckling (instabilità elastica a carico di punta) a differenza del puntone push-rod (lavorante in compressione), può presentare sezioni più ridotte. Al contrario, il puntone push-rod, al fine di evitare l’improvviso collasso dovuto all’intenso sforzo di compressione, deve necessariamente presentare sezioni più ampie. Osservando la F2012, però, sembra che il tirante presenti una sezione abbondante, probabilmente dovuta ad esigenze aerodinamiche piuttosto che meccaniche.

Oggi, tuttavia, la configurazione a “muso altissimo” delle odierne F1 fa sì che almeno il primo punto venga meno. Tanto in presenza di una pull-rod quanto di una push-rod, i musi si trovano sempre alle medesime altezze. Gli occhi non mentono: il muso della F2012 è alto come tutti gli altri musi scalinati ma abbinati a sospensioni push-rod e come quello della 150° Italia del 2011, la quale, però, impiegava lo schema push-rod. Cioè, tutto il contrario di quanto accadeva sulla Arrows A21 e Minardi PS01, entrambe provviste di musi estremamente bassi e “schiacciati” nella zona superiore. Una possibile e fattibile rastremazione, peraltro, che la Ferrari non ha sfruttato (scelta legittima), optando per un muso altissimo provvisto di gradino. A tal proposito, Nikolas Tombazis, capo progettista della F2012, così spiega la scelta del pull-rod anteriore: “La sospensione anteriore rappresenta uno degli aspetti innovativi della macchina, visto che utilizza lo schema pull-rod. La scelta è stata dettata da esigenze aerodinamiche, con una posizione dei bracci inferiori più alti. È stato un lavoro impegnativo per non perdere niente nelle caratteristiche meccaniche della sospensione”.

Pertanto, stando alle dichiarazioni appena riportate, la Ferrari ha optato per la pull-rod anteriore per mere ragioni aerodinamiche. Osservando frontalmente la F2012, ci si accorge di quanto i bracci delle sospensioni siano vistosamente inclinati verso il basso. Una escalation inesorabile: prendendo in esame le monoposto degli ultimi 4 anni (F60, F10, 150° Italia e F2012) risalta subito la crescente inclinazione verso il basso assunta dai bracci di sospensione, indice di musi sempre più rialzati e “scavati”. Ancorando in posizione più rialzata anche i bracci inferiori (e di conseguenza anche quelli superiori), i tecnici Ferrari hanno voluto liberare ancor di più la zona sottostante del muso, rialzandolo e “scavandolo” ulteriormente, allo scopo di favorire il passaggio dell’aria. Considerati, allora, il muso più “scavato” e la ormai tipica assenza di chiglia di ancoraggio, i bracci delle sospensioni seguono e assecondano l’altezza del muso: essendo i bracci inferiori vincolati alle estremità della scocca, essi assumeranno una netta inclinazione verso il basso.

Evidentemente, con tale disposizione dei bracci, i tecnici Ferrari hanno ritenuto più opportuno applicare una sospensione pull-rod.

Quindi, sembrerebbe che gli orizzonti aerodinamici si siano capovolti. In passato, la pull-rod era ottimale al fine di liberare aerodinamicamente la zona superiore, sulla F2012 pare avvenga l’opposto.

Al contrario, sono sempre validi i punti 2, 3 e 4. Relativamente al punto 2, una eventuale collocazione, anche se di pochi centimetri, più bassa dei gruppi molla/barra di torsione-ammortizzatore può influire sul baricentro della vettura.

Geometria e cinematica delle sospensioni costituiscono un aspetto importantissimo e vitale nell’economia generale di una qualsivoglia auto. Ogni movimento (rollio, beccheggio e relativi e possibili fenomeni di roll-steer e bump-steer) della vettura, infatti, è direttamente influenzato dalla geometria e dalla cinematica delle sospensioni. A sua volta, la cinematica delle sospensioni interagisce con altri fondamentali cinematismi, ad iniziare da quelli connessi allo sterzo. Non solo: una sospensione interagisce anche con gli angoli caratteristici degli pneumatici (camber, toe-in e out, caster, king pin, angolo di Ackerman, ecc.), parametri primari ai fini di un giusto assetto e di un corretto funzionamento degli pneumatici.

Come giudicare la sospensione pull-rod anteriore della Ferrari F2012? I test pre-campionato, è noto, riproducono solo un parziale quadro della situazione. Il vero responso, come sempre, affiorerà dai risultati dei Gran Premi. Ad ogni modo, vada come vada, diamo atto alla Ferrari di aver rispolverato una soluzione interessante e redditizia, accantonata troppo frettolosamente dalla Formula 1.

Una riflessione finale. La sospensione pull-rod anteriore della F2012, a ragione, ha destato vivo interesse tra gli appassionati e addetti ai lavori. Un fatto che sbugiarda le ignobili teorie che propugnano contenuti tecnici miseri e unificati “per favorire lo spettacolo e contenere i costi” e “perché tanto non interessano al pubblico”. Evidentemente, i veri e succulenti contenuti tecnici (la ciccia, la linfa del motorismo) ancora riescono, fortunatamente, a stuzzicare il palato degli appassionati più esigenti, coloro i quali non intendono le corse come una semplice sfilata di vetture tutte uguali per regolamento. Ben venga, quindi, la varietà tecnica. Una valida ragione in più per condannare e censurare gli assurdi regolamenti “made in FIA” che, di fatto, uccidono e stritolano in una morsa irreversibile e soffocante i contenuti tecnici della Formula 1.

Ed ora, la parola alla pista

Scritta da: Paolo Pellegrini

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1 Commento

  1. Grande Pellegrini, finalmente ho capito vantaggi e svantaggi dei due sistemi…