La performance di un veicolo è fatta per gran parte dalla sua progettazione. Tuttavia è necessario saper estrarre il massimo dalla vettura. In questo le gomme sono fondamentali, soprattutto in F1. Ce ne ha parlato Martina Natiello, Tyre Modelling Engineer per la scuderia Alpha Tauri.
Per gli 800 anni dell’Ateneo Federico II l’ Alpha Tauri è salita in cattedra e ha portato la sua expertise tra i banchi. Protagonista della giornata il motorsport. In questa occasione, infatti, l’Ing. Martina Natiello ha mostrato il suo ruolo all’interno del team e ha parlato delle coperture in F1. Analizziamo, di seguito, gli aspetti relativi alle gomme in F1.
Il ruolo delle gomme nella performance delle auto di F1
“Possiamo identificare 5 aree principali di prestazione per le gomme. Parliamo, quindi, di:
- Grip
- Handling
- Endurance
- Wear
- Degradation.”
Grip
“Il pacchetto vettura è fatto in modo di massimizzare il carico verticale. Sta allo pneumatico trasformare il carico verticale in un carico tangenziale. Poiché le forze di interazione tra le gomme e la strada sono di attrito è necessario un coefficiente di attrito affinché il tutto sia possibile. Questo coefficiente è il grip. Con il termine “grip” si intende, quindi, la capacità della gomma di tradurre il carico verticale in forza longitudinale o in un carico laterale. Al fine di massimizzare il grip è necessario fare in modo che la gomma lavori nella finestra di funzionamento ottimale sia in termini di temperatura che di pressione.”
Handling ed Endurance
“Mentre il grip è valutato in relazione ad una sola gomma l’handling è dato dall’interazione tra le 4 gomme. In particolare si vede l’interazione tra assale anteriore e posteriore e come la vettura risponde ad un input del pilota. Si ha, in genere, il sovrasterzo o il sottosterzo. Nel primo caso la vettura sterza di più di quanto ci si aspetta per un certo angolo volante. È quindi più reattiva. Nel secondo, invece, sterza meno di quanto ci si aspetti. Il bilanciamento è anche molto dipendente dal pilota. Si cerca sempre il quello che dia maggiore confidenza al pilota dal momento che ognuno ha il suo stile di guida. Così facendo si è in grado di estrarre il massimo dalla vettura”.
“Con il termine endurance indichiamo la capacità da parte dello pneumatico di reagire ad input esterni. Ne sono un esempio il passaggio su di un cordolo o temperature di esercizio molto elevate”.
Wear e Degradation
“Affinché si generi una forza lo pneumatico deve deformarsi. Ad una deformazione, infatti, corrisponde una forza. Parte della deformazione è assecondata dallo pneumatico in modo elastico. Ne consegue una forza elastica che dipende dalla rigidezza dello pneumatico ed è resa possibile dal fatto che questo è in piena aderenza nell’impronta di contatto. In parte, però, lungo la stessa lo pneumatico è in micro slittamento, ragion per cui si vanno a formare dei trucioli di gomma. In questo caso parliamo di usura (wear). Questa è legata, quindi, al normale utilizzo delle coperture e non si può evitare in alcun modo. In un certo senso è genuina. Tuttavia è possibile limitarne gli effetti con delle opportune strategie di gara. A questo scopo si fanno test e simulazioni per avere un’idea sul numero di giri che il pilota è in grado di ricoprire con quel set di gomme. Il degrado (degradation), al contrario dell’usura, non è genuino ma è dovuto ad una variazione delle caratteristiche fisico-chimiche. Nel dettaglio, ne è interessata la superficie più esterna delle gomme, cioè quella che genera grip”.
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Le tipologie di degrado
“Si riconoscono tre diverse tipologie di degrado:
- graining
- blistering
- pick up
Il graining
“Parliamo di graining se i trucioli di gomma si attaccano sulla superficie dello pneumatico, quando questo è molto caldo nella parte esterna e freddo nella sua parte interna. Poichè lo pneumatico è freddo è anche molto rigido e, in quanto tale, non riesce a compensare- con una deformazione elastica- la forza necessaria ad effettuare una accelerazione, una frenata o una sterzata. Inoltre la componente di impronta di contatto in libero slittamento è maggiore. Questo porta ad avere più truciolo che si attaccherà poi sulla parte esterna. In sostanza il graining si verifica quando vi è una differenza di temperatura tra la parte interna ed esterna dello pneumatico. Tale differenza è dovuta al fatto che la parte esterna ha, per sua natura, una dinamica più veloce di quella interna. Difatti, quando lo pneumatico si deforma è la parte esterna a reagire prima, anche in termini termici. È definito, per tale ragione, un fenomeno a freddo e lo si può ritrovare nella fase iniziale dello stint di gara. Non a caso nel giro di out, all’inizio dello stint di gara, si chiede al pilota di gestire gli pneumatici e non spingere troppo”.
Il blistering e il pick up
“A differenza del graining, il blistering è un fenomeno a caldo. Si verifica quando si raggiungono temperature così elevate da fondere la gomma. In questo caso si creano delle bolle che esplodendo creano distaccamenti di pezzi di pneumatico. Il pick up, invece, è dovuto alla tendenza della gomma ad attaccare i trucioli lasciati in pista (marbles) e si verifica quando si va più piano. Si ha pick up, quindi, durante la safety car. In questa fase le vetture hanno una minore velocità mentre le gomme sono molto calde e tendono ad attaccare i trucioli. Questo va a condizionare le performance ed il grip che il pneumatico riesce a generare”.
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Quali sono i fattori che influenzano la performance nelle gomme di F1?
“Le performance dello pneumatico sono dipendenti da diversi fattori. Possiamo distinguere quattro categorie. In primo luogo abbiamo i fattori che dipendono dall’assetto e dalla progettazione del veicolo. Ne sono un esempio l’angolo di camber, l’angolo di convergenza e il carico verticale. In secondo luogo abbiamo i fattori di tipo esterno e quelli legati al tracciato e al layout. Consideriamo, quindi, la temperatura dell’aria e dell’asfalto, la pressione esterna, la rugosità della pista e la presenza di curve lente e/o veloci. A questi si aggiungono poi le proprietà fisico-chimiche degli pneumatici come la rigidezza e il modulo di taglio. Infine, si considerano le proprietà che definiscono lo status dello pneumatico. Le più importanti sono la temperatura (sia interna che esterna) e la pressione”.
Crediti copertina articolo: Paddock News
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