Con questo inizio la pubblicazione delle cazzate che scrivo la notte quando mi annoio.
Questa in particolare racconta perchè il 1967 lo considero l’anno che rivoluzionò la F1.
COMINCIAMO
I profili alari sono apparsi sulle auto da competizione, sul finire degli anni Sessanta, e hanno trasformato la configurazione aerodinamica e la dinamica stessa del veicolo. Prima dell’avvento delle “ali” si era avuta un’altra grande innovazione: le gomme. L’accenno alle gomme non è casuale, giacché una rivoluzione tecnica, appunto quella delle gomme a grande aderenza, ha innescato l’altra. E’ strano che, in questo periodo, si stiano già sviluppando studi sui telai in monoscocca, che diverranno lo standard nei decenni successivi, sui motori compressi (conosciuti da tempo); ma, allo stesso tempo, uno di quelli che sarà un fattore determinante dagli anni settanta in poi (l’aerodinamica), sia relegata al solo studio di una maggior penetrazione per ridurre la resistenza all’avanzamento. L’auto da corsa dell’era moderna nasce e si sviluppa alla luce delle caratteristiche aerodinamiche che si vogliono o che si possono ottenere. Non più secondo l’unica direttiva della riduzione della resistenza all’avanzamento, che per lunghi anni ha impegnato la ricerca in modo esclusivo (ancor oggi il concetto di auto aerodinamica è legato unicamente a quello della carrozzeria filante e dei suoi super-carenaggi), ma in funzione dei valori di deportanza conseguibili, pur sempre riferiti a dispendi che, per entrambe le forze, sono notoriamente proporzionali al quadrato della velocità. “Una forma si dice se non dà luogo a distacco dello strato-limite”. Il distacco dello strato-limite dalla superficie di un corpo che si muove nell’atmosfera (o che è investito da un flusso d’aria, come nella Galleria del vento), significa turbolenza, e quindi aumento della resistenza o brusca caduta della deportanza. A tale completezza di concetto, in campo automobilistico, si è giunti soltanto con l’arrivo dei profili alari: dopo sessant’anni di competizione, è stato come ripartire da zero, verso nuovi orizzonti, aperti dalle notevoli scoperte sull’aderenza tra pneumatico e terreno. Nel Gran Premio di Germania del 1961, al Nürburgring, la Lotus di Moss, ha adottato per la prima volta gomme con battistrada a mescola molto tenera, che, rispetto alla norma, presentavano più alte caratteristiche di isteresi (o produzione di calore per energia non resa) e di aderenza. Questa soluzione ha ribaltato i valori tecnici in gioco, favorendo il successo di una macchina con bassa potenza installata, contro la dominatrice di quella stagione, la Ferrari. In particolare, si trattava di pneumatici Dunlop D12, studiati per il terreno bagnato e utilizzati, con una certa componente di azzardo, su asfalto quasi interamente asciutto. Imboccata così la strada dell’alta aderenza ci è trovati subito con il “problema” della maggiore velocità di percorrenza delle curve. La stessa legge di Coulomb sugli attriti e andata sovvertendosi; i nuovi fenomeni fisici hanno rivelato che l’aderenza è influenzata anche dall’area di contatto con il manto stradale. Nel corso degli anni seguenti la larghezza del battistrada è aumentata sistematicamente finché è stato fissato un limite. Come si poteva sfruttare questa maggiore aderenza ottenuta? In principio si è giocato sulla riduzione di peso delle vetture e soprattutto sull’accrescere della potenza. Nel 1966 le F1 sono passate da 1500 a 3000 cm3 con una sensibile riduzione del rapporto peso/potenza. Altra nota importante: si è passati da motori anteriori (trazione posteriore) a centrali/posteriori. Questo ha permesso di passare da una baricentratura avanzata a una ripartizione sugli assi di 40-60%circa, accentuando il peso aderente, a vantaggio della motricità e di altre caratteristiche. Nonostante queste innovazioni non si riusciva comunque a gestire tutta la potenza a disposizione e quindi si è giunti a considerare come l’unica prospettiva valida, quella della trazione integrale, soluzione già lungamente vagheggiata dai grandi progettisti di epoche precedenti, seppure irrealizzabile sul piano dell’alta velocità; e ciò in ragione di complessità tremende delle variabili di direzionalità, di applicazione di coppia sulle ruote anteriori e di ripartizione antero-posteriore della trazione, quando ancora non si conoscevano né i giunti viscosi, né i controlli elettronici. Un costruttore specializzato in trasmissioni, come Ferguson, procedeva alla sperimentazione diretta, con una monoposto- laboratorio di propria realizzazione e con una F. 1 della B.R.M. L’assillo cresceva all’arrivo dei primi motori tre litri di 400 cavalli e, a partire dal 1967, l’indirizzo sembrava segnato: quattro ruote motrici per tutte le vetture con meno di 1.4 chili per cavallo. Eppure, l’arma risolutiva era dietro all’angolo: era il profilo alare, l’unico congegno aerodinamico in grado di creare deportanza a basso costo e il solo capace di aumentare il peso aderente artificialmente, cioè con un carico che non fosse una massa. Ma chi ebbe l’idea? A un ingegnere-pilota americano, Jim Hall. Lui si dedicava in particolare all’utilizzo di materiali plastici, materiali che avrebbe comunque abbandonato due anni dopo. Anno in cui vinse nella classica 12 Ore di Sebring del 1965. E finalmente qualcuno ha avuto la “pensata” del secolo: se un aereo decolla grazie alla particolare sezione dell’ala (affusolata, con la coda orientata verso il basso), una vettura potrebbe essere spinta verso il basso con un’altra ala, del tutto simile a quella dell’aereo, ma speculare (con la punta-bordo di uscita) verso l’alto. Il perché ciò avvenga è spiegato attraverso studi effettuati da Bernoulli. Una legge derivata dai suoi studi afferma che a maggior velocità di un fluido che scorre all’interno di un tubo corrisponde una minor pressione. Questo comporta che in un’ala come quella del disegno in basso si abbia che, l’aria che passa nella parte sottostante abbia una minore pressione di quella che scorre sulla parte superiore. Questa differenza di pressione fa si che l’ala spinga verso il basso. Storicamente, si possono citare anche esempi precedenti di autoveicoli con profili alari, come quelli di talune vetture da record, dove le funzioni erano meramente stabilizzanti (addirittura portanti nella Opel a razzi del 1928, per ridurre la resistenza al rotolamento) o come nelle Mercedes degli anni 1952-1955, con ruoli prevalenti di aerofreno. Decisamente rivolta alla deportanza, invece, appariva la grande ala posteriore-centrale della Porsche di un altro giovane ingegnere-pilota, lo svizzero Michael May: la macchina, però, nel 1956, veniva rifiutata a Monza come al Nürburgring, perché ritenuta pericolosa. Di conseguenza, la prima ala applicata a un’auto da corsa, che abbia gareggiato, e la prima utilizzazione rivolta alla soluzione dei problemi di aderenza delle gomme – aderenza ripartita negli sforzi di trazione, nella frenata e nella tenuta trasversale – è unanimemente considerata quella della Chaparral di Jim Hall. Tanto più che l’invenzione, passata al vaglio delle sensazionali prestazioni del modello 2D (1966) a Monza e a Le Mans, prima della vittoria al Nürburgring, si è presentata in forma assai evoluta, comprendendo un meccanismo per la variazione dell’angolo di incidenza, allo scopo di minimizzare la resistenza e la deportanza aerodinamiche alle alte velocità, e quindi con la possibilità di concentrare la resa nel campo delle più basse velocità di percorrenza delle curve. Nonostante questi tentativi in varie categorie motoristiche, solo verso la metà della stagione 1968, nel G. P. del Belgio a Francorchamps, è stata proposta la prima Formula 1 con tanto di ala, la Ferrari V12 3000. Da quel giorno le vetture di formula 1 non hanno più perso le appendici alari. Comunque in quegli anni le ali erano un qualcosa di estraneo al disegno della vettura, che veniva progettata senza. Le ali venivano poi applicate in seguito rendendo la linea delle auto spesso sgraziata. L’ala, applicata inizialmente sulla parte sospesa della vettura, è stata subito dopo collegata direttamente ai portamozzi delle ruote posteriori (Lotus), ovvero alla parte non sospesa, con la duplice opportunità di eludere i mezzi elastici intermediari e di uscire dai limiti (imposizione regolamentare) di larghezza della carrozzeria. Inevitabili le esagerazioni di tipo dimensionale, essendo le forze di deportanza proporzionali alla superficie dell’ala, a parità di angolo di incidenza e di altri parametri. Ma dato che l’efficienza del profilo alare è condizionata anche dal flusso dell’aria, che attorno ad una vettura a ruote scoperte è sicuramente molto complesso, il passo successivo è stato quello di allontanare l’ala dalla vettura (esempio la Lotus con ala posteriore altissima) e successivamente di montare un secondo profilo alare sull’asse anteriore (Brabham), per contrastare adeguatamente il momento cabrante. Durante lo sviluppo delle ali per le vetture ci fu una simpatica parentesi di una vettura, che non aveva ali, ma altre soluzioni aerodinamiche. Intuendo che l’aderenza in curva poteva essere aumentata utilizzando pressioni e depressioni, venne sviluppata una nuova idea per mantenere il veicolo attaccato al suolo: l’idea consisteva nel creare il vuoto, o quasi, al di sotto della vettura, aspirando l’aria con due grosse ventole. Il tutto era sigillato al suolo tramite paratie in gomma, antesignane delle minigonne di Chapman. Questa vettura era però pericolosissima poiché nell’aspirare aria tirava su anche polvere e sassi, tanto che fu battezzata Sputasassi.
Questo è ciò che a grandi linee è accaduto nel periodo a cavallo del 1968, in seguito altre intuizioni come nel 1977 con Colin Chapman che presenta al mondo automobilistico le pance laterali a forma di ala (ovviamente deportante, col bordo di uscita rivolto verso l’alto) in modo che tutta la vettura funzioni come un’ala, influenzarono lo sviluppo delle monoposto. L’introduzione del fondo piatto (1983) e altri ritocchi di ordine dimensionale (sbalzo posteriore di 60 cm, apertura alare e altezza da terra di 1 mm) hanno riequilibrato il campo della ricerca, fino al successivo giro di vite del 1991, con sbalzo posteriore di 50 cm e con apertura alare anteriore di 1.4 m. Di tanto in tanto, qualcuno tentò strade diverse. E’ questo il caso della Tyrrell P34, la prima F.1 a sei ruote. Credo però che l’introduzione dell’ala sia l’unica vera rivoluzione nella storia delle corse automobilistiche.
I profili alari sono apparsi sulle auto da competizione, sul finire degli anni Sessanta, e hanno trasformato la configurazione aerodinamica e la dinamica stessa del veicolo. Prima dell’avvento delle “ali” si era avuta un’altra grande innovazione: le gomme. L’accenno alle gomme non è casuale, giacché una rivoluzione tecnica, appunto quella delle gomme a grande aderenza, ha innescato l’altra. E’ strano che, in questo periodo, si stiano già sviluppando studi sui telai in monoscocca, che diverranno lo standard nei decenni successivi, sui motori compressi (conosciuti da tempo); ma, allo stesso tempo, uno di quelli che sarà un fattore determinante dagli anni settanta in poi (l’aerodinamica), sia relegata al solo studio di una maggior penetrazione per ridurre la resistenza all’avanzamento. L’auto da corsa dell’era moderna nasce e si sviluppa alla luce delle caratteristiche aerodinamiche che si vogliono o che si possono ottenere. Non più secondo l’unica direttiva della riduzione della resistenza all’avanzamento, che per lunghi anni ha impegnato la ricerca in modo esclusivo (ancor oggi il concetto di auto aerodinamica è legato unicamente a quello della carrozzeria filante e dei suoi super-carenaggi), ma in funzione dei valori di deportanza conseguibili, pur sempre riferiti a dispendi che, per entrambe le forze, sono notoriamente proporzionali al quadrato della velocità. “Una forma si dice se non dà luogo a distacco dello strato-limite”. Il distacco dello strato-limite dalla superficie di un corpo che si muove nell’atmosfera (o che è investito da un flusso d’aria, come nella Galleria del vento), significa turbolenza, e quindi aumento della resistenza o brusca caduta della deportanza. A tale completezza di concetto, in campo automobilistico, si è giunti soltanto con l’arrivo dei profili alari: dopo sessant’anni di competizione, è stato come ripartire da zero, verso nuovi orizzonti, aperti dalle notevoli scoperte sull’aderenza tra pneumatico e terreno. Nel Gran Premio di Germania del 1961, al Nürburgring, la Lotus di Moss, ha adottato per la prima volta gomme con battistrada a mescola molto tenera, che, rispetto alla norma, presentavano più alte caratteristiche di isteresi (o produzione di calore per energia non resa) e di aderenza. Questa soluzione ha ribaltato i valori tecnici in gioco, favorendo il successo di una macchina con bassa potenza installata, contro la dominatrice di quella stagione, la Ferrari. In particolare, si trattava di pneumatici Dunlop D12, studiati per il terreno bagnato e utilizzati, con una certa componente di azzardo, su asfalto quasi interamente asciutto. Imboccata così la strada dell’alta aderenza ci è trovati subito con il “problema” della maggiore velocità di percorrenza delle curve. La stessa legge di Coulomb sugli attriti e andata sovvertendosi; i nuovi fenomeni fisici hanno rivelato che l’aderenza è influenzata anche dall’area di contatto con il manto stradale. Nel corso degli anni seguenti la larghezza del battistrada è aumentata sistematicamente finché è stato fissato un limite. Come si poteva sfruttare questa maggiore aderenza ottenuta? In principio si è giocato sulla riduzione di peso delle vetture e soprattutto sull’accrescere della potenza. Nel 1966 le F1 sono passate da 1500 a 3000 cm3 con una sensibile riduzione del rapporto peso/potenza. Altra nota importante: si è passati da motori anteriori (trazione posteriore) a centrali/posteriori. Questo ha permesso di passare da una baricentratura avanzata a una ripartizione sugli assi di 40-60%circa, accentuando il peso aderente, a vantaggio della motricità e di altre caratteristiche. Nonostante queste innovazioni non si riusciva comunque a gestire tutta la potenza a disposizione e quindi si è giunti a considerare come l’unica prospettiva valida, quella della trazione integrale, soluzione già lungamente vagheggiata dai grandi progettisti di epoche precedenti, seppure irrealizzabile sul piano dell’alta velocità; e ciò in ragione di complessità tremende delle variabili di direzionalità, di applicazione di coppia sulle ruote anteriori e di ripartizione antero-posteriore della trazione, quando ancora non si conoscevano né i giunti viscosi, né i controlli elettronici. Un costruttore specializzato in trasmissioni, come Ferguson, procedeva alla sperimentazione diretta, con una monoposto- laboratorio di propria realizzazione e con una F. 1 della B.R.M. L’assillo cresceva all’arrivo dei primi motori tre litri di 400 cavalli e, a partire dal 1967, l’indirizzo sembrava segnato: quattro ruote motrici per tutte le vetture con meno di 1.4 chili per cavallo. Eppure, l’arma risolutiva era dietro all’angolo: era il profilo alare, l’unico congegno aerodinamico in grado di creare deportanza a basso costo e il solo capace di aumentare il peso aderente artificialmente, cioè con un carico che non fosse una massa. Ma chi ebbe l’idea? A un ingegnere-pilota americano, Jim Hall. Lui si dedicava in particolare all’utilizzo di materiali plastici, materiali che avrebbe comunque abbandonato due anni dopo. Anno in cui vinse nella classica 12 Ore di Sebring del 1965. E finalmente qualcuno ha avuto la “pensata” del secolo: se un aereo decolla grazie alla particolare sezione dell’ala (affusolata, con la coda orientata verso il basso), una vettura potrebbe essere spinta verso il basso con un’altra ala, del tutto simile a quella dell’aereo, ma speculare (con la punta-bordo di uscita) verso l’alto. Il perché ciò avvenga è spiegato attraverso studi effettuati da Bernoulli. Una legge derivata dai suoi studi afferma che a maggior velocità di un fluido che scorre all’interno di un tubo corrisponde una minor pressione. Questo comporta che in un’ala come quella del disegno in basso si abbia che, l’aria che passa nella parte sottostante abbia una minore pressione di quella che scorre sulla parte superiore. Questa differenza di pressione fa si che l’ala spinga verso il basso. Storicamente, si possono citare anche esempi precedenti di autoveicoli con profili alari, come quelli di talune vetture da record, dove le funzioni erano meramente stabilizzanti (addirittura portanti nella Opel a razzi del 1928, per ridurre la resistenza al rotolamento) o come nelle Mercedes degli anni 1952-1955, con ruoli prevalenti di aerofreno. Decisamente rivolta alla deportanza, invece, appariva la grande ala posteriore-centrale della Porsche di un altro giovane ingegnere-pilota, lo svizzero Michael May: la macchina, però, nel 1956, veniva rifiutata a Monza come al Nürburgring, perché ritenuta pericolosa. Di conseguenza, la prima ala applicata a un’auto da corsa, che abbia gareggiato, e la prima utilizzazione rivolta alla soluzione dei problemi di aderenza delle gomme – aderenza ripartita negli sforzi di trazione, nella frenata e nella tenuta trasversale – è unanimemente considerata quella della Chaparral di Jim Hall. Tanto più che l’invenzione, passata al vaglio delle sensazionali prestazioni del modello 2D (1966) a Monza e a Le Mans, prima della vittoria al Nürburgring, si è presentata in forma assai evoluta, comprendendo un meccanismo per la variazione dell’angolo di incidenza, allo scopo di minimizzare la resistenza e la deportanza aerodinamiche alle alte velocità, e quindi con la possibilità di concentrare la resa nel campo delle più basse velocità di percorrenza delle curve. Nonostante questi tentativi in varie categorie motoristiche, solo verso la metà della stagione 1968, nel G. P. del Belgio a Francorchamps, è stata proposta la prima Formula 1 con tanto di ala, la Ferrari V12 3000. Da quel giorno le vetture di formula 1 non hanno più perso le appendici alari. Comunque in quegli anni le ali erano un qualcosa di estraneo al disegno della vettura, che veniva progettata senza. Le ali venivano poi applicate in seguito rendendo la linea delle auto spesso sgraziata. L’ala, applicata inizialmente sulla parte sospesa della vettura, è stata subito dopo collegata direttamente ai portamozzi delle ruote posteriori (Lotus), ovvero alla parte non sospesa, con la duplice opportunità di eludere i mezzi elastici intermediari e di uscire dai limiti (imposizione regolamentare) di larghezza della carrozzeria. Inevitabili le esagerazioni di tipo dimensionale, essendo le forze di deportanza proporzionali alla superficie dell’ala, a parità di angolo di incidenza e di altri parametri. Ma dato che l’efficienza del profilo alare è condizionata anche dal flusso dell’aria, che attorno ad una vettura a ruote scoperte è sicuramente molto complesso, il passo successivo è stato quello di allontanare l’ala dalla vettura (esempio la Lotus con ala posteriore altissima) e successivamente di montare un secondo profilo alare sull’asse anteriore (Brabham), per contrastare adeguatamente il momento cabrante. Durante lo sviluppo delle ali per le vetture ci fu una simpatica parentesi di una vettura, che non aveva ali, ma altre soluzioni aerodinamiche. Intuendo che l’aderenza in curva poteva essere aumentata utilizzando pressioni e depressioni, venne sviluppata una nuova idea per mantenere il veicolo attaccato al suolo: l’idea consisteva nel creare il vuoto, o quasi, al di sotto della vettura, aspirando l’aria con due grosse ventole. Il tutto era sigillato al suolo tramite paratie in gomma, antesignane delle minigonne di Chapman. Questa vettura era però pericolosissima poiché nell’aspirare aria tirava su anche polvere e sassi, tanto che fu battezzata Sputasassi.
Questo è ciò che a grandi linee è accaduto nel periodo a cavallo del 1968, in seguito altre intuizioni come nel 1977 con Colin Chapman che presenta al mondo automobilistico le pance laterali a forma di ala (ovviamente deportante, col bordo di uscita rivolto verso l’alto) in modo che tutta la vettura funzioni come un’ala, influenzarono lo sviluppo delle monoposto. L’introduzione del fondo piatto (1983) e altri ritocchi di ordine dimensionale (sbalzo posteriore di 60 cm, apertura alare e altezza da terra di 1 mm) hanno riequilibrato il campo della ricerca, fino al successivo giro di vite del 1991, con sbalzo posteriore di 50 cm e con apertura alare anteriore di 1.4 m. Di tanto in tanto, qualcuno tentò strade diverse. E’ questo il caso della Tyrrell P34, la prima F.1 a sei ruote. Credo però che l’introduzione dell’ala sia l’unica vera rivoluzione nella storia delle corse automobilistiche.