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Esperienze

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Testo — Boris Schneider Data — 11 giugno 2013

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—Uno degli aspetti più determinanti nel design della FORMULA 1 è l'aerodinamica. Secondo Ross Brawn, direttore generale del team di Formula 1™ MERCEDES AMG PETRONAS, l'aerodinamica è il fattore che incide maggiormente sulla performance. Ecco perché la galleria del vento occupa un posto così importante nel programma per lo sviluppo.

Coloro che visitano lo stabilimento MERCEDES AMG PETRONAS a Brackley, piccolo centro del Northamptonshire, pensando di poter ammirare da vicino la Silberpfeil di Nico Rosberg, restano inevitabilmente delusi perché l’autovettura non si trova da nessuna parte, almeno non tutta intera. Nel corso del weekend di un Grand Prix, infatti, la vettura viene assemblata presso il circuito e smontata subito dopo la gara, lavoro che richiede circa due ore e l’intervento di ben dieci meccanici. Al rientro in Inghilterra, molti componenti vengono immersi in un liquido fluorescente ed esaminati alla luce ultravioletta per individuare la più piccola imperfezione.

Le vetture di FORMULA 1 non possono mai dirsi del tutto finite, e fuori dalla pista sono oggetto di revisioni continue: ben il 70% circa dell’autovettura viene modificato nel corso di una stagione. Basti pensare che, l’anno scorso, soltanto la forma dell’ala anteriore è stata cambiata circa 35 volte dagli ingegneri del team. “L’obiettivo è cominciare con una buona vettura a marzo e accorciare i tempi parziali di due secondi entro novembre”, dichiara il direttore generale Ross Brawn descrivendo la sfida. Tra i team più forti negli sport automobilistici la differenza è minima, ecco perché la segretezza rimane una delle priorità principali. Alcune aree dello stabilimento ad esempio possono essere visionate solo da una certa distanza di sicurezza.

Il complesso industriale MERCEDES AMG PETRONAS si estende su una superficie di oltre 40.000 metri quadrati. I sette edifici ospitano oltre 500 dipendenti, dei quali circa 250 sono ingegneri altamente qualificati. Ad eccezione del motore e dei pneumatici, tutti i componenti, trasmissione e sospensione comprese, sono progettati e prodotti qui. L’atelier Mercedes AMG High Performance Powertrains con sede nei pressi di Brixworth fabbrica i motori mentre Pirelli, fornitore ufficiale della FORMULA 1, fornisce i pneumatici.

Diversi reparti lavorano gomito a gomito durante le diverse fasi del design, dello sviluppo e della costruzione della Silberpfeil. I vari team devono attenersi scrupolosamente alle rigide norme stabilite e modificate dalla FIA (Federazione Internazionale dell’Automobile) ogni stagione, e sperimentare nello stesso tempo nuove soluzioni finalizzate a migliorare le prestazioni di una vettura nel rispetto degli standard stabiliti. Uno degli aspetti più determinanti nel design della FORMULA 1 è l’aerodinamica. Come sostiene Ross Brawn, essa è il fattore che incide maggiormente sulla performance. Ecco perché la galleria del vento occupa un posto così importante nel programma per lo sviluppo. A Brackley circa 100 specialisti dell’aerodinamica sono impegnati a progettare al computer nuovi componenti, tra cui l’ala posteriore o i fianchi. Poiché il collaudo dei componenti nelle loro dimensioni originali è limitato a quattro giorni all’anno, come stabilito dal Resource Restriction Agreement della FOTA, l’associazione dei team di FORMULA 1, gli ingegneri lavorano con modelli in scala al 60% realizzati per la maggior parte mediante il processo di prototipazione rapida con una stampante 3D. In funzione giorno e notte, la galleria del vento arriva a testare circa 100 nuovi componenti ogni settimana. Agli ospiti non è consentito visitare quest’area, totalmente interdetta all’accesso.

L'AERODINAMICA È IL FATTORE CHE INCIDE MAGGIORMENTE SULLA PERFORMANCE.

—Ross Brawn

Tuttavia, è probabile trovare gli ingegneri intenti a lavorare con la fluidodinamica computazionale (CFD), tecnica che consente loro di simulare al computer l’aerodinamicità di un componente senza dover costruire un prototipo prima, garantendo così un notevole risparmio di tempi e costi.

Quando i risultati di test condotti su un modello sono promettenti, il team si concentra su quel componente perfezionandolo e producendolo. Altri cento specialisti lavorano presso il reparto del design e si impegnano a rispettare fedelmente le specifiche tecniche stabilite. L’80% dei componenti prodotti a Brackley è realizzato in fibra di carbonio, il restante 20% in metallo (titanio, alluminio e acciaio).

Le dimensioni esatte di un componente in metallo sono inviate direttamente dal computer a una macchina CNC. Le macchine a controllo numerico diretto da un computer esterno fresano i componenti a partire da un blocco in maniera del tutto automatica e con una precisione sbalorditiva. Proprio come la galleria del vento, questi macchinari sono attivi 24 ore su 24. Ma ciò che più colpisce è la velocità con cui tutto ciò accade: di solito, 20 ore sono sufficienti perché l’idea originale si concretizzi nel componente finito.

—Una sfida costante: una vettura di FORMULA 1 non può mai dirsi del tutto finita, ma è oggetto di revisioni continue.
—La monoscocca rappresenta il cuore di ogni autovettura di FORMULA 1, il luogo di lavoro del pilota, oltre che sua cella di sopravvivenza. Realizzata con strati di fibra di carbonio che possono arrivare fino a 60, anche la monoscocca deve essere conforme alle rigide prescrizioni stabilite dalla FIA.
—I motori sono realizzati da Mercedes AMG High Performance Powertrains, situata nei pressi di Brixworth.

Il processo di produzione per i componenti in fibra di carbonio, come l’ala posteriore, è diverso. Innanzitutto, il team realizza un modello in resina epossidica, che serve come base per lo stampo. In seguito, diversi strati di pelle in fibra di carbonio vengono depositati l’uno sull’altro sullo stampo, posti in sacchi sottovuoto e infine cotti in forno a una temperatura di 180° Celsius. I componenti con pareti sottili hanno circa dieci strati di fibra di carbonio, mentre quelli esterni del telaio vengono realizzati con ben 60 strati di pelle.

La decisione in ordine al tipo di materiale da utilizzare per la realizzazione di un certo componente dipende da una serie di calcoli. Generalmente, il criterio principale è il rapporto tra il peso del materiale e la sua flessibilità. L’acciaio può essere molto pesante ma anche eccezionalmente resistente, perciò viene utilizzato per realizzare gli ingranaggi della trasmissione che, pur non essendo particolarmente grandi, devono essere in grado di resistere a urti e sollecitazioni. Nel caso di componenti di dimensioni maggiori, gli esperti del design optano per il titanio o l’alluminio ove possibile.

L'obiettivo è cominciare con una buona vettura a marzo e accorciare i tempi parziali di due secondi entro novembre.

—Ross Brawn

Anche la fibra di carbonio assicura una grande flessibilità in fatto di design. Vengono utilizzati circa 20 tipi base di fibra di carbonio, ognuno con caratteristiche specifiche. Il tipo denominato Uni-Cloth, ad esempio, è caratterizzato da fibre tutte orientate nella medesima direzione, da un’incredibile leggerezza e da un’estrema resistenza alla trazione. Altre membrane in fibra di carbonio posseggono un’eccezionale capacità di resistenza al calore e sono in grado di sopportare temperature che arrivano a 1.000° Celsius. Tali fibre sono normalmente utilizzate per il rivestimento esterno dei tubi di scarico.

Come altre sezioni, l’area preposta alla simulazione a Brackley è sottoposta a un rigido regime di sicurezza. Attualmente, i simulatori in funzione sono tre e hanno il compito di testare il comportamento della vettura su piste specifiche. I piloti possono prepararsi per la gara su queste piste virtuali: a tale scopo, si siedono all’interno di un’automobile autentica che presenta una perfetta riproduzione dell’abitacolo, con il volante e i pedali. Il simulatore consente di osservare anche gli effetti delle future modifiche introdotte dalla nuova regolamentazione. In questo periodo il team ha esaminato per esempio il comportamento delle autovetture che dovranno essere utilizzate nel 2014. Così si scopre che il nuovo motore V6 da 1.6 litri abbinato ad un sistema di recupero dell’energia cinetica (KERS) molto più efficiente annuncia l’arrivo di una nuova era per la disciplina regina dello sport automobilistico, che sarà caratterizzata da una guida ibrida. Un fatto, questo, che dovrebbe letteralmente stravolgere i rapporti tra i singoli team.

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