INTRODUZIONE AL BILANCIAMENTO DELLE AUTO DA CORSA
Oggi vogliamo capire un aspetto molto importante per l’equilibrio delle auto da corsa: il bilanciamento aero-meccanico.
Sì, perché se l’aerodinamica è fondamentale, se la disposizione dei pesi a bordo lo è altrettanto, è anche vero che nessuna delle due risolve la situazione quando considerata da sola.
L’unico modo per creare un bel lavoro è permettere a queste due branche della teoria delle corse di comunicare assieme, e serve farlo nel modo corretto.
A questo punto, bisogna quindi capire cosa significa agire correttamente su questi due particolari aspetti per ottenere una macchina di buon livello e bisogna partire conseguentemente da una distinzione tra due termini ben precisi:
- Baricentro del veicolo.
- Punto di rotazione del veicolo durante un cambio di direzione.
IL CENTRO DI ROTAZIONE ISTANTANEA
Infatti, e questo lo dico proprio per togliere ogni dubbio da parte di chiunque legga questo articolo, l’auto non ruota attorno al suo baricentro durante la curva. Si veda lo schema di seguito.
L’auto, se ci ponessimo da un punto di osservazione superiore e solidale alla macchina, ruota attorno al punto centrale dell’assale posteriore. Tale asse di rotazione viene definito, come visto nel precedente schema, centro di rotazione istantanea perché, considerando la sua rotazione in curva al generico istante X, lo ritroveremmo proprio lì. Non cambia mai, salvo slittamenti.
Questo già pone un problema, perché il totale delle somme di tutti i pesi e il suo punto di applicazione, ovvero il centro di gravità, è molto più avanti rispetto al centro di rotazione. Inoltre l’auto potrebbe essere progettata per rispondere a più situazioni, ovvero non specificatamente per un unico tipo di applicazione. Così non sarebbe possibile assumere per certo che, in un dato momento, su un dato circuito, la posizione del centro di gravità sia corretta.
PROBLEMATICHE DELLE AUTO DA CORSA
Ciò avviene per due motivi:
- Sulle piste più veloci c’è bisogno di avere molta più stabilità, e questo si ottiene portando avanti il peso, se possibile.
- Sulle piste dove le curve sono molte, molto strette e in sequenza, il peso deve poter essere il più arretrato possibile, così da far combaciare a livello teorico la posizione dello stesso e il centro di rotazione istantanea.
Chiaramente, è proprio qua che si nasconde il gap.
Come potrebbe mai essere possibile avere un centro di gravità esattamente sopra il centro di rotazione? Solo i Dragster si avvicinano a questa idea, ma le piste che affrontano sono estremamente specializzate. Non sono auto cosi adattabili ad altri usi.
Inoltre, come potrebbe mai essere possibile rimediare ad un bilanciamento scorretto, qualora il baricentro non siano abbastanza avanzato per le piste veloci?
Si certo, si può lavorare con delle zavorre, ma intanto non aiutano a rendere veloce la macchina: è sempre peso in eccesso. E poi non si può zavorrare più di tanto, specialmente per gli spazi ridotti che alcune auto mostrano sul lato frontale, come le auto da formula.
Riassumendo: un baricentro non correttamente posizionato può indurre sforzi errati su uno dei due assali: qualora l’auto dovesse essere agile tra cambi di direzione stretti, è pressoché impossibile spostare il peso esattamente sopra l’asse posteriore, che coincide con il centro di rotazione. Qualora fosse possibile, inoltre, mancherebbe pressione sulle ruote sterzanti che, in tal caso ideale, perderebbero ogni capacità di attivare la rotazione.
Qualora, al contrario, la necessità sia di sbilanciare l’auto con maggiore peso sul lato frontale, lo stesso problema appena enunciato si verificherebbe al posteriore. Il centro di rotazione sarebbe coincidente con un assale particolarmente scarico. Questo non potrebbe mai garantire il grip necessario e comprometterebbe il retro-treno con abbondanti sbandate.
ENTRA IN GIOCO L’AERODINAMICA
È questo il cruccio che ha portato l’introduzione dell’aerodinamica nel mondo delle competizioni motoristiche. Sì, creare il carico, ma soprattutto equilibrare e premere sul lato debole della vettura, quando e come ve ne fosse il bisogno. Qualora non fosse stato possibile farlo riequilibrando i pesi.
Una vettura molto leggera sul lato frontale può quindi diventare anche essa una scheggia sui circuiti composti da curvoni veloci, premendo bene al suolo le ruote sterzanti.
È inoltre possibile progettare auto molto agili e con baricentri arretrati correggendo il carico sui due assi e amplificando la deportanza per permettere comunque di aderire correttamente al terreno.
Insomma: l’aerodinamica è entrata in gioco per spingere bene l’auto verso la strada, ma anche e soprattutto per riequilibrare il mezzo.
Anche i contributi aerodinamici possono essere sommati assieme per avere la loro risultante dei singoli effetti. Così si semplifica la visualizzazione e si pensa all’intervento del flusso come ad un’unica grande forza centrata sul veicolo, in base alla forma e alla dimensione delle superfici aerodinamiche a bordo.
Questa risultante viene posizionata compensando il bilanciamento in base alle necessità specifiche di ogni circuito. Alcuni esempi di seguito.
CONCLUSIONI SUL BILANCIAMENTO DELLE AUTO DA CORSA
Cosi è possibile a verificare quanto l’aerodinamica nasca non solo per aumentare la spinta al suolo, ma per creare un legame intenso assieme al bilanciamento meccanico dell’auto. Cambiare i pesi a bordo è complicatissimo e richiede modifiche progettuali lunghe. Le forme aerodinamiche sono più semplici da ridisegnare, rendere regolabili o da creare intercambiabili. Il contributo aerodinamico diventa un tutt’uno con il lato meccanico. Il bilanciamento migliorato permette performance altrimenti inarrivabili, e lo vediamo durante ogni weekend di gara.
A presto con nuovi spunti di tecnica, dall’ing. Alberto Aimar.
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