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L'aderenza di un pneumatico con l'asfalto è funzione del peso, più peso significa più aderenza, e di un coefficiente il coefficiente di attrito. Questo non deve portare alla conclusione che un auto più pesante tiene meglio la strada, infatti anche la forza centrifuga è più intensa dove c'è un peso maggiore (in realtà è funzione della massa) ciò significa che un auto più pesante tiene meno la strada in curva perché sottoposta ad forza centrifuga maggiore. Inoltre è chiaro che una macchina più pesante ha bisogno di una maggiore potenza (che può essere espressa in Watt o CV, dove 1CV=735Watt) per accelerare e di maggiore spazio di frenata o freni più efficienti per frenare. Un'auto pesante inoltre è impacciata nei cambi di direzione, quindi difficile da inserire in curva, ecco perché tutte le macchine da corsa sono il più possibile leggere. In Formula 1 i tecnici ottengono elevatissimi valori di aderenza senza incorrere nei problemi legati all'aumento di peso, grazie all'effetto aerodinamico. Questo aumento di aderenza è infatti dovuto al carico aerodinamico verticale (quindi alle appendici aerodinamiche) che non infleunzando la massa della vettura non provoca un aumento della forza centrifuga, ne un aumento dell'inerzia della vettura.
Tornando al pneumatico c'è da dire che la direzione di avanzamento è data da una componente longitudinale ed una trasversale: la prima è usata per accelerare e decelerare, la seconda per curvare. Supponiamo che il coefficiente di aderenza abbia un valore x, se il pilota lo utilizza tutto per frenare non può inserire l'auto in curva, perché anche se tenta di sterzare la macchina proseguirà diritta non avendo più il pneumatico aderenza trasversale, si dice allora che il pilota è arrivato lungo. Viceversa se un pilota affronta una curva utilizzando tutta l'aderenza in senso trasversale, non può chiedere al pneumatico prestazioni a livello longitudinale, cioè non può ne frenare perché si bloccherebbero le ruote, ne accelerare perché avrebbe un bel sovrasterzo (trazione posteriore) o sottosterzo (trazione anteriore) di potenza.
Passiamo ora al comportamento proprio dell'automobile che ha due movimenti principali. Per illustrare questi movimenti c'è bisogno di un pilota e di un'auto da corsa, supponiamo che il Sig. Rossi (no…non Valentino) sia alla guida di una monoposto di Formula 1 (le stesse considerazioni valgono per tutte le macchine anche quelle che utilizziamo tutti i giorni), supponiamo ancora che il nostro pilota con la sua vettura affronti una curva a destra: la monoposto si coricherà sul lato sinistro, questo è il Rollio, cioè lo spostamento di peso lungo l'asse longitudinale quando si curva; questo spostamento di peso implica una variazione di aderenza (che come detto varia in funzione del peso) delle ruote interne alla curva rispetto alle ruote esterne, cioè le ruote interne hanno ora meno aderenza, è per questo che spesso vediamo le monoposto inserirsi in curva (dopo una violenta staccata come la prima variante a Monza) con la ruota anteriore interna alla curva bloccata, questo succede perché a parità di potenza frenante , la ruota interna ha meno aderenza con l'asfalto, quindi l'attrito tra il disco freno a la pastiglia è maggiore dell'attrito tra pneumatico e asfalto.
Il Beccheggio è il movimento lungo l'asse trasversale , supponiamo che il Sig. Rossi stia affrontando un rettilineo in piena accelerazione, la sua monoposto subirà un innalzamento del muso e un abbassamento della coda (in questo caso si parla di cabraggio) cioè un trasferimento di peso (o trasferimento di carico) dall'asse anteriore al posteriore, quindi le ruote anteriori perdono parte del peso quindi dell'aderenza , mentre le ruote posteriori hanno più aderenza in virtù del maggior peso sul retrotreno (ecco perché le F1 sono a trazione posteriore, per avere più aderenza possibile sulle ruote motrici). In frenata invece succede tutto il contrario , il peso si sposta tutto sull'anteriore e il posteriore si alleggerisce, quindi abbiamo più aderenza sulle ruote anteriori che su quelle posteriori, per questo i piloti regolano la ripartizione di frenata dando maggiore potenza frenate all'anteriore, per evitare il bloccaggio delle ruote posteriori in staccata, che causerebbe una sbandata, cioè il posteriore della macchina andrebbe verso l'esterno e il muso tenderebbe a chiudere troppo la curva fino a far girare troppo la macchina.
Sommando i due effetti di Rollio e Beccheggio vediamo come si comporta una monoposto che affronta una curva a destra dopo un rettilineo. Il pilota arriva al momento della frenata, frena e il peso della macchina si sposta sull'avantreno che quindi ha più aderenza, in prossimità della curva il pilota deve diminuire l'azione frenante (se non addirittura accelerare per riequilibrare la vettura) per diminuire lo sbilanciamento che farebbe sbandare la macchina in sovrasterzo (tutto ciò come detto vale per qualsiasi macchina). Poi il pilota imposta la curva , a questo punto per effetto del rollio il peso si soposta sulle ruote esterne alla curva , cioè a sinistra , quindi la monoposto avrà la ruota anteriore sinistra carica e con più aderenza, mentre la ruota posteriore destra sarà la più scarica quindi la più soggetta a bloccaggio di tutte.
Gli spostamenti di peso non dipendono solo dall'intensità della manovra ma anche dalla velocità, precisamente crescono col quadrato della velocità (è una serie geometrica).
Questo significa che un pilota deve affrontare con tecniche diverse le curve anche in funzione della velocità. Supponiamo che il nostro pilota il Sig. Rossi debba affrontare una curva molto stretta, un tornante, ad esempio la curva del Loews a Montecarlo, essendo la prima parte della traiettoria a raggio molto stretto il Sig. Rossi dovrà far girare la sua monoposto il più velocemente possibile per raddrizzare la macchina e trovarsi il prima possibile in condizione di poter riaccelerare. In questo può essere aiutato dall'assetto che può essere più o meno nervoso , cioè sovrasterzante.
Dopo la frenata dovrà sterzare in modo deciso (ma non troppo per non provocare un testacoda dovuto ai bruschi trasferimenti di carico visti), la macchina in piena decelerazione soggetta alla forza centrifuga e al freno motore , comincerà a sbandare col retrotreno che tende all'esterno e l'avantreno che punta l'interno. A questo punto il pilota non tocca ne sterzo ne acceleratore finchè la vettura non sarà sulla traiettoria corretta d'uscita, a questo punto il pilota accelera e contemporaneamente raddrizza il volante (il sincronismo in questa fase fondamentale, se ad esempio il pilota non raddrizza abbastanza le ruote anteriori, queste faranno da freno e manderanno la monoposto in sovrasterzo, peraltro frequente a Montecarlo).
Se un pilota compisse le stesse manovre affrontando una curva veloce , la sua vettura soggetta in frenata ad uno sbilanciamento ben superiore, dovuto alla maggiore velocità, andrebbe in testacoda non appena toccasse lo sterzo. Per questo le curve veloci vanno affrontate con precisione e dolcezza di sterzo. La vettura non deve essere lasciata in decelerazione, perché si avrebbe del sovrasterzo, anzi il pilota deve (o almeno…dovrebbe…) cominciare ad accelerare prima o contemporaneamente alla sterzata per riequilibrare il peso della macchina, ora tutto sull'avantreno. |