Il segreto Red Bull? Telaio interattivo con controllo rollio
I quattro volte Campioni del Mondo della Red Bull hanno messo a punto un sistema di controllo del rollio che garantisce grande stabilità in tutte le condizioni.
Nel primo giorno di prove libere del Gran Premio di Abu Dhabi 2013 una fotografia della metà posteriore di una monoposto Red Bull, quasi totalmente smontata, ha scatenato l’intuito e la fantasia tecnica di molti addetti ai lavori, i quali hanno provato a capire ancora una volta la ragione della grande superiorità tecnica della scuderia di Mateschitz.
Lp scatto in questione mette in evidenza un circuito idraulico, in aggiunta ai normali presenti su una monoposto di Formula 1, che sembra interessare entrambe le ruote dell’assale posteriore. Ciò ha portato tutti i tecnici a pensare immediatamente che il vero segreto Red Bull, oltre ad una aerodinamica sopraffina, sia un telaio interattivo con controllo del rollio.
Nella dinamica di una vettura, sia da Formula 1 che stradale, esistono due moti principali che intervengono ogni qualvolta si frena, si accelera e si curva: beccheggio e rollio. Il beccheggio è la tendenza della vettura ad “affondare” in avanti quando frena ed all’indietro quando accelera. Seppure moltissimi addebitino questo fenomeno alla taratura morbida di molle e ammortizzatori, esso avviene anche su una Formula 1 (che presenta regolazioni durissime) perché in realtà è generato dal trasferimento di carico che si ha sempre quando si impone una accelerazione – positiva o negativa che sia – alla vettura per via di fenomeni legati all’inerzia della vettura stessa.
In termini ingegneristici esso è descritto come la rotazione della vettura intorno ad un asse perpendicolare alla direzione di avanzamento. Sia chiaro: il trasferimento di carico ed il suo coordinato beccheggio possono essere considerati positivi sotto il profilo della trazione pura, in quanto aggiungono carico verticale in avanti, quando si frena, ed indietro, quando si accelera, dando maggior trazione proprio dove serve in queste situazioni dinamiche. Si prova però ad eliminare il beccheggio perché questo movimento del telaio destabilizza la vettura e ne rende più complessa ed imprevedibile la dinamica di marcia.
Il discorso può essere ripetuto identicamente per il rollio, definito ingegneristicamente come una rotazione intorno all’asse longitudinale della vettura (direzione del moto) e fisicamente come la tendenza della vettura stessa a “coricarsi” sulle ruote esterne nella percorrenza di una curva. In questo caso il rollio, sempre dovuto al trasferimento di carico legato all’inerzia del corpo in moto, è meno positivo sotto il profilo della trazione, perché tende a caricare troppo le ruote esterne e a non far lavorare bene le ruote interne che vedono ridursi il loro carico verticale e quindi la capacità di generare trazione. Pertanto, questa fase dinamica della messa a punto delle monoposto è molto curata.
In Formula 1, per regolamento, il telaio interattivo – ovvero il collegamento tra le quattro ruote agente su ammortizzatori e stabilizzatori – è permesso, con l’unico vincolo che non ci deve essere né un controllo elettronico , né una qualunque possibilità di regolazione da parte del pilota in gara. Così, molte squadre in questi ultimi anni hanno studiato e presentato la soluzione tecnica del controllo idraulico di ammortizzatori e stabilizzatori, anche se poi non sempre c’è stata la definitiva integrazione in vettura. Tutti questi sistemi si concentravano però sulla limitazione del beccheggio, in quanto la progettazione e costruzione dell’impianto idraulico atto a questo scopo, ma soprattutto la sua messa a punto, sono relativamente agevoli e molto importanti in termini di trazione in uscita di curva e stabilità in ingresso.
Il grande merito del team Red Bull Racing è stato quello di riuscire a mettere a punto un telaio interattivo con controllo del rollio, oltre a quello del beccheggio, in modo da poter avere una vettura sempre bilanciata in ogni situazione dinamica. I grandi vantaggi che questa situazione ha comportato sono sotto gli occhi di tutti ed un esempio lampante è stata la ripartenza dopo l’ultima Safety Car in occasione del Gran Premio di Singapore dello scorso Settembre: la Red Bull #1 di Seb Vettel schizza via dando più di due secondi al giro a tutte le altre monoposto, avviandosi verso il suo quarto titolo mondiale consecutivo. Innanzitutto un bilanciamento perfetto in termini di movimenti del telaio dovuti ai trasferimenti di carico fa sì che la monoposto possa garantire un’impronta ideale a tutti e quattro gli pneumatici contemporaneamente, generando quindi una trazione massimale che poi è il fiore all’occhiello della creazione di Adrian Newey.
Attenzione, non parliamo di trazione pura a bassa velocità (tipica situazione da uscita di curva) bensì di quella trazione nei curvoni veloci e nei rapidi cambi di direzione in cui le monoposto Red Bull fanno la vera differenza e che è legata a doppio filo al carico aerodinamico.
Ne sa qualcosa Romain Grosjean, il pilota del team Lotus Renault che negli ultimi Gran Premi è riuscito a stare molto vicino alle monoposto austro-britanniche ed ha potuto osservare il loro bilanciamento ideale: “Le Red Bull viste in gara sono impressionanti; hanno un bilanciamento perfetto che permette a Vettel e Webber di premere l’acceleratore 20 metri prima di noi altri”. In poche semplici parole è espresso un vantaggio davvero determinante nella Formula 1 dei giorni nostri.
Siccome questa tecnologia Red Bull del telaio interattivo con controllo del rollio è ipotizzata da un po’ di tempo, come mai nessun team rivale si è adeguato tecnicamente? In realtà ci hanno provato molti, quasi tutte le grandi scuderie, ed il sistema FRIC della Mercedes AMG ne è stata una dimostrazione: si tratta di un sistema concettualmente analogo a quello della Red Bull ma che è stato abbandonato dai tedeschi per via della sua difficile messa a punto.
In effetti il sistema ha un elevato numero di gradi di libertà, enfatizzato dalle tante situazioni dinamiche continuamente variabili che si possono incontrare in gara; inoltre queste continue variazioni non posso essere “seguite” da una centralina elettronica ma il tutto deve essere governato solo da una molla (solitamente posta al centro della monoposto) che, calibrata in durezza di risposta, carica l’impianto idraulico che regola la risposta dei vari ammortizzatori.
La Red Bull ed il suo team di ingegneri è riuscita a mettere a punto alla perfezione questo sistema non perché siano più bravi degli altri ma, si ipotizza, perché hanno avuto più tempo e libertà di azione: il vantaggio aerodinamico avuto nel corso degli ultimi anni ed un certo “margine” nei confronti degli inseguitori ha permesso ai tecnici di lavorare con serenità, ricercando la soluzione migliore senza il chiodo fisso del risultato immediato, potendo anche avere la possibilità di sbagliare e rimediare senza perdere gare e punti preziosi. E’ proprio questa mancanza di tempo che ha frenato il team Mercedes AMG ed il suo sistema FRIC.
C’è stato solo un periodo in cui la Red Bull ha sofferto: le prime 9 gare del Campionato 2013 effettuate con gli pneumatici con struttura in acciaio. Infatti le nuove e diverse reazioni della costruzione in acciaio delle gomme andavano a minare la perfetta messa a punto del telaio interattivo Red Bull, il quale rispondeva in maniera inadeguata, non permettendo di avere un’impronta a terra ideale in ogni situazione. In quella occasione il grande carico aerodinamico generato dalla monoposto “bruciava” gli pneumatici, in quanto essi lavoravano con configurazioni non perfette e non erano in grado di smaltire la gran mole di forze longitudinali, tangenziali e verticali di cui erano caricati. Il ritorno al kevlar ha ristabilito un equilibrio “interno” al telaio interattivo e la Red Bull è tornata a volare.
Come si può ben immaginare in ottica 2014 il perfetto funzionamento del telaio interattivo con controllo di rollio della monoposto Red Bull preannuncia un grande vantaggio: con la sovrabbondante coppia dei nuovi motori V6 turbo, avere una perfetta impronta a terra in ogni situazione permetterà di avere trazione e di non consumare gli pneumatici con continue perdite di aderenza.