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Published on novembre 12th, 2017 | by Massimo Campi

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Le monoposto ala

Negli anni settanta l’aerodinamica prende il sopravvento alla meccanica con le wing car

Nelle Formula Uno di tre litri, uno dei problemi che viene presto alla luce riguarda lo scarico della potenza a terra e la possibilità di aumentare le velocità in curva. La soluzione arriva dall’aerodinamica e gli alettoni abbondano sempre più sulle vetture da corsa. Dopo i primi esperimenti molto improvvisati degli anni ’60, con alettoni posticci fissati pericolosamente sui portamozzi delle vetture, le monoposto hanno cambiato forma, da semplici “sigari”, con scocche che avevano una vaga forma di tubo, ed i radiatori piazzati sul muso davanti, si è passati alle forme a cuneo della Lotus 72, con radiatori laterali e gli alettoni sempre più grandi per aumentare i carichi in curva e le conseguenti velocità. Però alettoni sempre più grandi aumentano la sezione delle monoposto con relativi problemi di penetrazione aerodinamica. In pratica, spesso per andare forte in curva si va piano in rettilineo.

La grande rivoluzione è però ancora una volta merito di Colin Chapman che vuole una nuova vettura degna di sostituire i fasti della 72. Tornato dalle vacanze estive del 1975, dalla sua villa di Ibiza, crea un piccolo team di progettisti guidato da Tony Rudd e composto da Peter Wright, esperto in aerodinamica, Ralph Bellamy, disegnatore, Charles Prior, esperto di galleria del vento per fare esperimenti sull’aerodinamica dei flussi nella galleria del vento dell’Iperial College di Londra.

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L’intuizione di Colin Chapman  ex aviere della RAF, è legata al profilo alare impiegato per sostentare gli aerei in volo, dove la pressione e la velocità di un fluido in un determinato punto sono inversamente proporzionali tra loro. In pratica se aumenta la pressione si riduce la velocità del fluido e viceversa e quindi le ali sostengono l’aeroplano generando una zona di depressione sopra l’ala. L’aria urtando la superfice dell’ala si divide in due flussi, uno superiore ed uno inferiore. Il flusso superiore compie un tragitto maggiore rispetto a quello inferiore e deve quindi scorrere più velocemente per ricongiungersi  alla fine dell’ala con quello inferiore generando una zona di pressione inferiore rispetto a quella sotto che crea la portanza dell’ala facendo stare in aria l’aereo. All’aumentare della velocità dell’aria aumenta la zona di depressione nella parte superiore dell’ala generando la maggiore portanza dell’ala. Chapman applica questo principio, ma al contrario, studiato già nel 1700 dall’Abate Bernoulli per creare una zona di depressione sul fondo delle scocca. Configurando le pance della monoposto come un profilo alare rovesciato si crea un aumento di pressione sopra la scocca ed una depressione sotto, in pratica si crea deportanza, con un aumento del carico all’aumentare della velocità, senza avere la resistenza dinamica che hanno gli alettoni.  I vari studi in galleria del vento dimostrarono che l’intuizione di Chapman era giusta, ma per essere efficace dovevano essere sigillati i condotti laterali per impedire vortici d’aria che rendessero vano l’effetto della deportanza.

Nasce così la Lotus 78, la prima vettura ad effetto suolo, o anche detta “wing car”, vettura ala. Alla presentazione stampa la nuova creazione della Lotus presenta fiancate larghe e lunghe per tutto l’abitacolo, con delle minigonne composte da spazzole che toccavano terra. Colin Chapman non aveva ancora trovato un materiale abbastanza resistente che reggesse all’attrito con l’asfalto, ma le spazzole impedivano comunque gran parte del passaggio laterale di aria e soprattutto impedivano di capire la nuova conformazione delle fiancate a profilo alare rovesciato. Nel 1977 debutta la nuova 78, i collaudi sono effettuati da Mario Andretti che inizialmente è scettico sul comportamento della vettura fino a quando Peter Wright trova la soluzione per sigillare in modo adeguato le fiancate con delle minigonne a scorrimento, precaricate con delle molle e rivestite sul fono con un supporto ceramico molto resistente all’abrasione. Una volta messa a punto la Lotus 78 diventa la vettura da battere, ma intanto Nicky Lauda aveva già accumulato molti risultati che gli consentono la vittoria del suo secondo titolo mondiale con la Ferrari.

Dall’esperienza positiva della Lotus 78 nasce la nuova 79, la monoposto del dominio quasi assoluto della casa inglese per il 1978. Mario Andretti inizia il mondiale con la vecchia vettura, poi passa alla nuova e vince il titolo mondiale, Ronnie Peterson arriva secondo nonostante perde la vita nel dramma di Monza. La Lotus 79 ha una deportanza superiore del 25% rispetto alla sua progenitrice. Ha un peso di 575 Kg, ma a 240 km/h ha una deportanza di oltre 900 kg. Intanto gli avversari capiscono il vantaggio dato dalla soluzione aerodinamica di Chapman e ben presto adattano le vetture o ne realizzano delle nuove, per cercare di contenere i distacchi dalle nere Lotus.

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La soluzione che ha fatto più scalpore è quella di Gordon Murray, il geniale progettista sudafricano della Brabham. Memore dell’esperienza fatta dalla Chaparral piazza una ventola di estrazione dell’aria sulla Brabham BT46B che domina il Gran Premio di Svezia con Niky Lauda. Alle verifiche Gordon Murray e Bernie Ecclestone passano la ventola come dispositivo per il raffreddamento del 12 cilindri boxer realizzato da Carlo Chiti. La ventola è comandata da un albero del cambio ed aumenta i giri all’aumentare della velocità, mentre il fondo è sigillato da minigonne che impediscono l’ulteriore introduzione di aria laterale. All’arrivo tra i più felice era Carlo Chiti che era riuscito a portare alla vittoria un motore Alfa dopo il 1951, ma ben presto la Federazione Internazionale dichiarò fuori legge la ventola, vero dispositivo aerodinamico mobile e quindi vietato dal regolamento tecnico.

Finita subito l’esperienza della “fan car” i progettisti si rimisero al lavoro per ottimizzare i flussi del sottoscocca ed aumentare i valori di deportanza. Nel 1979 i valori raggiungono i 1.200 kg, con vetture che hanno un peso di 585 kg, ma in quella stagione succedono altri avvenimenti tecnici importanti per la Formula Uno. Jean Pierre Jabouille vince a Digione il primo Gran Premio con la Renault Turbo, e Jody Scheckter riporta la Ferrari in cima alla graduatoria mondiale. La 312T4 con il 12 cilindri boxer, largo e piatto, non può sfruttare a pieno l’effetto suolo. La sezione interna delle fiancate non può essere profilata come sulle monoposto dotate del V8 Cosworth molto più stretto, ma la monoposto progettata da Mauro Forghieri ha una carrozzeria larga e piatta, è molto affidabile e monta le nuove gomme radiali Michelin molto più performanti delle Good Year che aumentano comunque la tenuta in curva ed annullano la minore deportanza rispetto alla concorrenza.

Intanto Colin Chapman continua nella sua forsennata ricerca del massimo effetto suolo, ma dopo la Lotus 79, le sue discendenti non riescono più a prevalere sulla concorrenza. Wright ed il suo team di progettisti realizzano la nuova 80, senza appendici aerodinamiche ma con minigonne a tutta lunghezza. Con questa vettura viene introdotta per la prima volta il restringimento della parte posteriore, la cosiddetta forma a coca cola, che assomiglia molto al profilo della bottiglia della bevanda americana. Il tutto per migliorare i flussi sotto scocca ed avere una maggiore deportanza, ma il profilo sinuoso delle fiancate impedisce spesso il corretto scorrimento delle minigonne con problemi di stabilità in curva. Inoltre la scocca è molto stretta e tende a flettere peggiorando le prestazioni della macchina inglese.

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Patrick Head, il capo tecnico della Williams, è un uomo che ha sempre messo davanti i concetti di logica e razionalità alla progettazione delle sue vetture e realizza la FW07, una vettura semplice, leggera, razionale e veloce che sfrutta appieno l’effetto suolo e vince il primo mondiale per la casa di patron Franck con Alan Jones nel 1980.

L’anno successivo tocca alla Brabham BT49, di Nelson Piquet, un’altra ad effetto suolo dopo che la casa inglese è ritornata all’utilizzo del DFV Cosworth abbandonando il 12 cilindri boxer dell’Alfa Romeo. Gordon Murray si dimostra ancora una volta il genio nell’aggirare i regolamenti. Nel 1981 la Federazione Internazionale impone una altezza minima da terra ed il divieto di minigonne mobili. Il progettista sudafricano applica delle sospensioni idropneumatiche alla monoposto, sul principio della Citroen DS. Ai box e quindi in verifica, la vettura rispetta i regolamenti imposti, ma in velocità il pilota agisce sui martinetti abbassando la vettura e ripristinando l’effetto suolo, anche se le minigonne fisse tendono ad usurarsi perdendo con il tempo il completo effetto. Per avere una altezza costante e sfruttare le minigonne le monoposto avevano sospensioni praticamente inchiodate in velocità con effetti deleteri sulla schiena e sul collo dei piloti.

Intanto il progresso della tecnica seguiva nuove strade: i motori turbo iniziavano a dominare la scena, l’incremento di potenza dato dalla sovralimentazione delle vetture dotate del nuovo dispositivo, come Renault e Ferrari, compensava ampiamente gli sforzi, per ottenere vetture sempre più leggere ed aerodinamicamente efficienti, fatti dai progettisti che utilizzano il DFV Cosworth. Intanto debutta la McLaren M4 con la prima scocca in fibra di carbonio progettata da John Barnard che vince il Gran Premio di Gran Bretagna il 18 luglio 1981 con John Watson. Il nuovo materiale consentirà una rivoluzione nella struttura dei telai rendendo molto più rigide e profilate le scocche.

Anche Colin Chapman pensò al nuovo materiale, presentò alla stampa la nuova Lotus 88, una vettura sempre alla ricerca del massimo effetto suolo con un doppio telaio. La soluzione era dettata dalla necessità di avere sospensioni rigidissime per sfruttare l’effetto suolo ed al contempo morbide per avere guidabilità il pilota stava in una cellula sospesa al centro della struttura periferica che si abbassava con l’aumentare della spinta aerodinamica per effetto della deportanza. La cellula era dotata di sospensioni che si indurivano solo ad alta velocità per effetto dello schiacciamento al suolo, mentre erano morbide nelle curve strette quando la monoposto tornava ad avere i sei centimetri regolamentari imposti. Elio De Angelis guidò la 88 solo durante un turno di prove nella prima della stagione 1981 a Long Beach. L’aria si infilava tra le due scocche rendendo inguidabile e vano l’effetto previsto da Chapman, infine la FIA decretò che tutto il sistema era paragonato ad elementi aerodinamici mobili e la vettura venne bandita dalle gare.

Il 1982 può essere considerato l’ultimo anno delle vetture ad effetto suolo. Il motore turbo domina la tecnologia anche se il titolo mondiale viene vinto da Keke Rosberg con la Williams FW08 Cosworth. Le vetture con il turbo hanno le fiancate piene di radiatori ed accessori per il funzionamento della sovralimentazione ed hanno minigonne fisse elastiche. I serbatoi sono generalmente piazzati davanti al motore e l’abitacolo del pilota è molto avanzato e pericoloso. Le gambe dei piloti sono spasso davanti l’asse delle ruote anteriori, senza nessuna debita protezione in caso di urto. Le prestazioni sempre maggiori date dall’innalzamento delle potenze dei propulsori sovralimentati conducono ad una serie di incidenti sfociati in drammi. Gilles Villeneuve perde la vita a Zolder, Riccardo Paletti in Canada, Didier Pironi ha un serio incidente ad Hockenheim che porterà alla fine della sua carriera.

In ottobre la FIA emana le nuove norme tecniche per il 1983: proibite le minigonne, proibite le sospensioni ad altezza variabile, peso minimo di 540 kg e obbligo di fondo piatto per i telai. Era in pratica la fine delle vetture ad effetto suolo.

Il 16 ottobre del 1982, a soli 54 anni, un attacco cardiaco poneva fine all’esistenza di Colin Chapman. L’ideatore dell’effetto suolo spariva, come a significare che era definitivamente finita un’epoca dove l’aerodinamica aveva cambiato profondamente tutta la tecnica delle vetture da competizione.

Immagini Massimo Campi

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Massimo Campi

Perito meccanico, fotografo, giornalista, da oltre 35 anni nel mondo del motorsport. Collaborazioni con diverse testate e siti giornalistici del settore.



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