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Autostoriche da Corsa :

Lotus 80

.
No wings, no drag
   
Lotus 80
     
10/07/2018 -

Introduzione

Il carico aerodinamico serve principalmente a migliorare il grip meccanico tra la gomma e l'asfalto, con effetti benefici sull'accelerazione e sulla velocità di percorrenza delle curve. La diffusione di questo concetto fra i tecnici della Formula 1, nella seconda metà degli anni '60, spostò completamente i termini della ricerca aerodinamica fin lì condotta: prima si cercava sopratutto la penetrazione, trovandosi poi spesso alle prese con fenomeni di portanza che sollevavano la monoposto ad alta velocità. Ora si passava ad un concetto opposto, ricercando una resistenza che spingesse la monoposto verso il basso, ed è per questo che ancora oggi una formula 1 ha un coefficiente di penetrazione aerodinamica comparabile a quello di un furgone. Il primo passo fu l'utilizzo di profili alari rovesciati sulle monoposto. Colin Chapman, con la sua passione per gli aerei, fu tra i pionieri nella sperimentazione di questi dispositivi. Per primo capì che anche il corpo vettura poteva generare carico aerodinamico ed il risultato fu la Lotus 72, che gli consentì un vantaggio sulla concorrenza per tre anni. A metà degli anni '70 tutti avevano ormai imparato la lezione, ma Chapman stava già elaborando un nuovo concetto che doveva ristabilire la superiorità della Lotus: la sua idea era quella di ottenere carico aerodinamico anche dal fondo della vettura, e non soltanto dalla carrozzeria e dalle ali. In realtà non era una novità assoluta, dal momento che esisteva un'illustre precedente: nella seconda metà degli anni '30 infuriava la battaglia tra Auto Union e Mercedes per la conquista del record di velocità assoluta. I botta e risposta tra i due schieramenti si susseguivano freneticamente, e nello studio di questi mostri carenati si impegnavano forti risorse e tecnologie innovative come le gallerie del vento. Nel tentativo di difendere il suo record contro la Mercedes, l'Auto Union progettò la 6.5 L, dove il numerico indicava la poderosa cilindrata del propulsore. La carrozzeria della vettura era caratterizzata da grandi cassoni laterali che andavano da parafango a parafango, e da bandelle di lamiera che sigillavano quanto più possibile il fondo della vettura con l'asfalto: la struttura generava una sorta di risucchio che incollava al suolo la vettura. La paternità del progetto non è chiara: ufficialmente la vettura fu disegnata da Eberan Eberhorst, ma pare esistano memorie che coinvolgerebbero Ferdinand Porsche, in forza all'Auto Union fino al 1937. Il nuovo tentativo di record venne fissato per il 28 gennaio del 1938 sull'autostrada Frankfurt- Darmstadt e si concluse con la tragica morte di Bernd Rosemeyer. Il forte asso tedesco, dopo aver fatto segnare l'astronomica velocità di 429 km/h all'andata, si disintegrò sul percorso di ritorno, tradito da un vento laterale che rendeva la macchina pericolosamente instabile. Non è dato sapere se Colin Chapman conoscesse o meno quel precedente, ma in qualsiasi caso non toglie nulla alla novità delle idee che stava sviluppando. Per verificare la sua intuizione, nel 1975 si formò un team di ricerca sotto la guida di Tony Rudd: ne facevano parte Peter Wright, Ralph Bellamy e Charlie Prior. Per la sperimentazione si utilizzò la galleria del vento dell'Imperial College di Londra, molto innovativo per l'utilizzo di un tappeto scorrevole. All'interno di questa struttura si portò avanti un profondo lavoro di studio su profili alari di varia forma, giungendo a risultati piuttosto interessanti. Tony Rudd, nella biografia su Colin Chapman scritta da Gerard Crombac, ricorda così i risultati di quei primi esperimenti: "Man mano che avvicinavamo i profili alari al tappeto, la forza negativa che si generava aumentava terribilmente. Quando notammo questo per la prima volta, il tappeto tendeva a sollevarsi per raggiungere il profilo! Infatti fummo costretti ad attrezzare il tunnel per far sì che il tappeto restasse fermo, e fu così che capimmo veramente l'importanza dell'effetto suolo." In pratica, l'aria entrava strozzata sotto il profilo alare rovesciato e ne usciva più velocemente per l'aumento dell'altezza tra il profilo stesso e il tappeto scorrevole, generando così una depressione che attraeva le due superfici. Sulla base di quei risultati si elaborò il progetto di una monoposto che montava sui fianchi del telaio grandi profili alari rovesciati molto vicini al suolo. Si comprese anche che più il profilo era grande, maggiore era la necessità di sigillarne le estremità con la superficie, per evitare che l'aria introdotta uscisse lateralmente. La soluzione fu l'utilizzo di bandelle laterali (o minigonne), che impedivano al flusso d'aria di disperdersi dal fondo della monoposto. Per il riposizionamento dei radiatori, Tony Rudd si ispirò al De Havilland Mosquito, un aereo della seconda guerra mondiale che aveva i pacchi radianti inseriti sulla superficie alare. Scoprì così che scaldando l'aria si creava una spinta. Il frutto di quelle sperimentazioni fu la Lotus 78: fu accolta con scetticismo dalla stampa e dai tecnici della Formula 1, che non capivano la funzione di quei grandi cassoni laterali, ed in effetti ci volle parecchio tempo prima che riuscissero a penetrarne i segreti. La 78 mancò il titolo nella sua stagione di debutto, principalmente per l'inaffidabilità dei motori Cosworth ed un po' di sfortuna, ma nel 1978, insieme alla sua evoluzione, la 79, dominò in maniera impressionante conquistando sia il titolo costruttori, sia quello piloti con Mario Andretti. Al termine di quella trionfale stagione, Colin Chapman si rese conto che la concorrenza stava ancora una volta raggiungendolo, forse più velocemente di quanto si era atteso. Invece di continuare a sviluppare la 79, decise di mettere mano ad un progetto completamente nuovo che radicalizzava i concetti fin lì sviluppati: la Lotus 80.

Ai limiti dell'effetto suolo

La gestazione della nuova vettura fu piuttosto lunga, non solo per le difficoltà incontrate, ma anche perché Colin Chapman voleva avere abbastanza telai e pezzi di ricambio per evitare i problemi verificatisi l'anno prima con la 79, spesso disponibile per il solo Andretti. Ai problemi della squadra nella gestione di due macchine diverse, si era aggiunto un senso di colpa per quanto era accaduto nel Gran Premio d'Italia, dove Ronnie Peterson aveva perso la vita per le conseguenze di una terribile carambola innescatasi alla partenza della gara. Era sua personale convinzione che, se il fortissimo pilota svedese avesse avuto a disposizione la più robusta 79 invece della vecchia 78, si sarebbe salvato. La presentazione della vettura avvenne, pertanto, solo nell'aprile del 1979, sulla pista di Brands Hatch. Quando il velo che celava la nuova creatura di Colin Chapman fu sollevato, si scatenò l'entusiasmo dei giornalisti presenti, "gasati" dalle dichiarazioni ottimistiche di Mario Andretti: "La Lotus 80 farà sembrare la vecchia 79 come un autobus londinese." Lo stesso Colin, con il suo consueto charme, definì la 80 come "la più bella macchina che abbia mai costruito." Ed in effetti esteticamente era davvero impressionante. La caratteristica principale della nuova monoposto era la totale assenza di appendici alari. L'eliminazione era stata possibile svolgendo un accurato lavoro di sviluppo del fondoscocca. I cassoni laterali (4) che nascondevano i profili alari rovesciati, avevano lo stesso andamento iniziale di quelli della vecchia 79, ma anziché terminare davanti alle ruote posteriori, continuavano oltre l'asse per tutta la lunghezza della vettura. La stessa cosa per le minigonne (5). Questo aveva comportato un profondo lavoro sulle sospensioni posteriori e sui semiassi (6), che non dovevano interferire con l'aria che scorreva all'interno dei canali laterali. I semiassi ed i bracci oscillanti, che agivano su gruppi molla ammortizzatore inboard, erano annegati nella carrozzeria al di sopra dei canali, mentre gli unici pezzi visibili erano i triangoli inferiori. Per ottenere un profilo estrattore efficace si dovette disegnare una nuova scatola cambio (7) più stretta, che restava chiusa in una specie di chiglia (8). Questo nuovo modo di progettare una monoposto era sintomo di un cambiamento epocale: l'aerodinamica non doveva più inchinarsi alle esigenze della meccanica, ma poteva condizionare quest'ultima, che è poi il principio su cui si basa la Formula 1 moderna. L'assenza di un vero e proprio alettone posteriore era compensata da un profilo ricurvo che costituiva la parte terminale della carrozzeria, e serviva ad apportare regolazioni minime al carico aerodinamico di base generato dal fondoscocca. L'eliminazione delle ali anteriori aveva comportato l'adozione di minigonne che correvano per tutta la lunghezza del muso e terminavano sotto l'abitacolo. Come al posteriore, una minima possibilità di regolazione del carico aerodinamico era garantita da un piccolo profilo (9), inserito sulla superficie superiore del muso stesso. La necessità di generare downforce fin dalla parte frontale della vettura aveva costretto i tecnici ad andare ai limiti del regolamento con lo sbalzo anteriore. Infatti, questo misurava ben 200 mm in più rispetto alla vecchia 79. Curiosamente, la downforce prodotta dal nuovo fondo non era superiore a quello della 79. Il vantaggio che si voleva ottenere scaturiva dall'assenza delle ali e delle turbolenze che queste generavano. Ad un efficace flusso d'aria inferiore corrispondeva ora anche un flusso superiore più pulito: Colin Chapman stimava il vantaggio ottenuto equivalente ad una cinquantina di cavalli in più dal motore. Questo confronto spiega qual'era il problema del tecnico inglese e degli altri costruttori che utilizzavano i motori Cosworth: intervenire sui telai, sull'aerodinamica e sulle sospensioni per compensare la mancanza di cavalli rispetto ai dodici cilindri Ferrari o Alfa Romeo. Nonostante la monoposto apparisse piuttosto ingombrante, le dimensioni base del telaio erano le stesse della 79: il passo era di 2.750 mm, mentre le carreggiate anteriori e posteriori misuravano rispettivamente 1.700 mm e 1.630 mm. Dalla 79 provenivano anche lo sterzo a vite e rullo e lo schema delle sospensioni (10), caratterizzato da un braccio oscillante in titanio e triangoli inferiori su entrambi gli assi. I freni erano inboard al posteriore e outboard sull'anteriore con dischi autoventilanti in acciaio. Tuttavia, era previsto l'impiego sia dei freni posteriori outboard che di nuovi dischi in fibra di carbonio. Per la costruzione del telaio (11) si era fatto largo uso di honeycomb, ottenendo una struttura più rigida e sicura in caso d'incidente, mentre la carrozzeria era in vetroresina rinforzata con materiali compositi. In un pezzo unico, essa avvolgeva l'intera meccanica, lasciando scoperti solo i tromboncini di aspirazione (12) dell'otto cilindri Cosworth. I radiatori erano installati ai lati dell'abitacolo, sdraiati nelle pance laterali: a destra il pacco radiante dell'olio e a sinistra quello dell'acqua. Ampi sfoghi nella carrozzeria consentivano l'evacuazione dell'aria calda, ma il problema che maggiormente preoccupava i tecnici della Lotus non era tanto quello di un'insufficiente raffreddamento dei liquidi, quanto di un surriscaldamento del cambio e dei freni posteriori per l'inscatolamento dentro una struttura chiusa. Si provvide, perciò, ad aprire canalette di raffreddamento in corrispondenza delle ruote posteriori. L'abitacolo (13), nonostante il telaio conservasse le stesse misure della 79, era più largo e confortevole: il problema stava molto a cuore a Carlos Reutemann, che nella vecchia macchina si trovava piuttosto scomodo. Il pilota argentino era stato portato alla Lotus in virtù di un forte contributo della Good Year: il gommista americano aveva problemi nello sviluppo di pneumatici a carcassa radiale, introdotti nel 1977 dalla Michelin, e con i quali Reutemann aveva corso nella precedente stagione alla Ferrari. Quell'anno la Lotus aveva visto anche un cambiamento nelle livree delle vetture: la John Player Special si era ritirata e Colin Chapman era riuscito a negoziare un accordo con la Martini Racing. All'epoca, la politica dell'industria di liquori italiana era favorire l'utilizzo dei colori nazionali a cui sovrapporre le proprie strisce rosse ed azzurre. Per la prima volta dal 1968 tornava il Bristish Racing Green sulle monoposto Lotus. Quello con la Martini si rivelò un accordo senza infamia e senza lode che terminò a fine anno, lasciando entrambe le parti scontente. Più fortunato il rapporto con l'altro nuovo sponsor, la Essex, una compagnia petrolifera americana nata dal nulla. Il suo proprietario, David Thieme, aveva fatto fortuna speculando all'epoca della crisi petrolifera degli anni '70 e per la Lotus rappresentò uno sponsor molto munifico, almeno fino allo scandalo finanziario che lo travolse nel 1981.

LOTUS 80: una lemon car?

Con il termine lemon car gli americani designano le macchine che non hanno avuto successo. La Lotus 80 fu addirittura una fattoria di limoni: Carlos Reutemann, chiamato Tarzan dai meccanici Ferrari, dopo qualche sessione di prova con la nuova monoposto si trasformò in Cita. Ritornò alla vecchia 79 (25) e di lì non volle più schiodarsi, spaccando la squadra in due fazioni. Non era la prima volta che i piloti di Colin Chapman scioperavano contro una sua creazione, perché già nel 1969 Graham Hill e Jochen Rindt avevano rifiutato di guidare la 63, monoposto sperimentale a quattro ruote motrici. Per ripicca il tecnico inglese chiamò Mario Andretti e lo fece correre con la 63 al Nurburgring, dove il pilota italo americano rimediò una brutta uscita di pista. Anche nel caso della 80, Andretti, che aveva un gran rispetto per le capacità tecniche di Colin Chapman e sapeva fare squadra, si sacrificò e cercò di sviluppare la monoposto. Il problema principale era l'instabilità dell'effetto suolo come condizione: curve, discontinuità sull'asfalto e cordoli generavano variazioni di altezza della vettura, tramite le oscillazioni delle sospensioni. In questi casi le minigonne non aderivano più perfettamente al suolo e si verificavano delle perdite di flusso che destabilizzavano i valori di downforce. Se poi disgraziatamente la vettura avesse dovuto subire una variazione in altezza accentuata, la struttura aerodinamica del fondo poteva diventare improvvisamente portante, rendendo la macchina incontrollabile. L'effetto suolo era un concetto stupendo in galleria del vento, dove le condizioni erano ottimali, ma non nella realtà dei circuiti. La 80 basava quasi tutto il suo carico sull'effetto suolo, ed i piloti si trovavano con improvvise variazioni dell'assetto aerodinamico che rendevano la monoposto inguidabile e pericolosa. Il primo passo fu rinnegare l'idea di fare a meno degli alettoni. Sopratutto l'eliminazione di quello posteriore si era rivelato un azzardo: fin dalle prime esperienze in galleria del vento, si era compreso che l'effetto suolo rendeva il massimo nella parte centrale della vettura, perdendo poi efficacia man mano che l'aria accelerava verso l'uscita del diffusore. Negli anni a venire, sopratutto su piste veloci come Monza, si vedranno vetture prive di ali anteriori, ma mai di quelle posteriori. I tecnici Lotus disegnarono un profilo da sovrapporre a quello previsto inizialmente (14), le cui paratie laterali (15) si collegavano direttamente al telaio, schermando le ruote posteriori. Ma sulla Lotus 80 nemmeno la struttura aerodinamica anteriore funzionava a dovere: dopo numerose prove con le minigonne sotto il muso, si dovette eliminarle ed applicare due convenzionali profili ai lati. In questa veste la macchina fu schierata al Gran Premio di Spagna per il solo Andretti: Mario riuscì a piazzare la 80 al quarto posto in qualifica, a 5 decimi dalla pole, ed in gara conquistò un brillante terzo posto. Colin sperò di aver risolto i problemi della sua creatura, ma la brillante prestazione del pilota italo americano rimase un episodio isolato. Monaco non era certo il terreno ideale per una vettura di 4,5 metri: infatti, Mario si qualificò 13° ed in gara si ritirò per la rottura della sospensione dopo soli 21 giri. In Francia le cose non andarono meglio e dopo aver conquistato il 12° tempo nelle prove, Andretti fu tradito dai freni. In entrambe le corse ottenne il 17° giro più veloce in gara. Dopo l'esperienza francese la macchina non fu più schierata in corsa, ma continuarono le prove private: risolvere i problemi della 80, infatti, significava risolvere i problemi generati dall'effetto suolo. L'aggiunta di ali aveva offerto un carico supplementare, ma non era bastato a stabilizzare la macchina. La strada era quella di lavorare sulle sospensioni e limitarne le escursioni: per far comprendere ciò che stava accadendo, basti pensare che le molle delle sospensioni erano cinque volte più rigide di quelle utilizzate nell'era precedente all'effetto suolo. Secondo Stephen South, all'epoca collaudatore della Lotus, più le sospensioni venivano irrigidite, più il carico generato dal fondo si stabilizzava, ma le vibrazioni aumentavano drammaticamente, al punto da non riuscire nemmeno a tenere i piedi sui pedali. Inoltre le vibrazioni mettevano in crisi il telaio, la carrozzeria e le sospensioni, innescando pericolose rotture. Ciò comportò l'irrobustimento delle componenti, con la perdita del vantaggio in termini di peso ottenuto con l'applicazione di materiali leggeri. Da queste tribolate prove e dalle considerazioni che ne scaturivano, Colin Chapman maturò un'importante convinzione: se si fosse potuto utilizzare sospensioni ancora più rigide ed isolare allo stesso tempo il pilota e le altre parti fragili della vettura, si sarebbe ottenuto un effetto suolo più stabile senza mettere in crisi le strutture portanti. Dopo una lunga ed accurata ricerca, nel 1980 si arrivò alla Lotus 88, una monoposto in cui il problema aerodinamico era stato separato da quello meccanico con due telai sovrapposti. La base era una struttura in honeycomb (16) e carbonio in cui erano collocati la meccanica e l'abitacolo. Direttamente collegato alle ruote era caratterizzato da sospensioni nuovamente morbide per assorbire al meglio le asperità della pista e consentire al pilota una buona sensibilità nella guida. Sopra questo telaio era sospeso un secondo, con ammortizzatori indipendenti (17), che comprendeva la carrozzeria e diversi accessori come i radiatori. Questa struttura doveva garantire la corretta posizione delle componenti aerodinamiche, evitando alle minigonne di perdere il contatto dal terreno. Se la 80 era stata senza ombra di dubbio un fallimento, il giudizio sulla 88 rimase sospeso. Quando Chapman presentò la sua vettura si scatenò una terribile faida tra lui e la FISA. La federazione, infatti, giudicava il doppio telaio come una violazione alla norma che impediva l'utilizzo di componenti aerodinamiche mobili. Dopo una lunga lotta, Chapman fu costretto ad abbandonare il suo progetto, ma dalle poche prove che si fecero, parve che il problema dell'instabilità aerodinamica non fosse stato del tutto risolto, e comunque ci sarebbe voluto un enorme lavoro di sviluppo per mettere a punto il doppio telaio. La Lotus 88 non fu l'unica idea che scaturì dalle esperienze vissute con la 80. Il team inglese, infatti, possedeva all'epoca un avanzatissimo sistema di acquisizione dati fornito da una società di consulenza aeronautica. Davanti alla difficoltà incontrate, i consulenti suggerirono una sospensione attiva che mantenesse le minigonne sigillate all'asfalto in ogni condizione. Lì per lì non se ne fece nulla, ma dopo il flop della 88 s'iniziarono le sperimentazioni ed inconsciamente si dava inizio all'era della Formula 1 elettronica. Infatti, la sperimentazione fu portata avanti anche dopo il bando delle minigonne e nel dicembre 1982 fu provata una monoposto 92 dotata del nuovo sistema. Si dovette tuttavia attendere il 1987 per un impiego sistematico in corsa. Colin Chapman è stato il tecnico che ha segnato più di tutti la Formula 1, ma nel suo continuo spingersi avanti nella ricerca tecnica, prese anche colossali cantonate. La 80 fu uno di questi casi: secondo alcuni commentatori dell'epoca, l'errore che commise nei confronti di quel progetto fu considerare la 79 come il punto massimo di sviluppo dell'effetto suolo. Da lì in avanti si trattava soltanto di minimizzare le turbolenze della carrozzeria e rendere più efficiente il sistema. Non fu l'unico ad intraprendere quella strada: sempre nel 1979, il brillante aerodinamico dell'Arrows, Tony Southgate, concepì la A2, che per certi versi era anche più estrema della Lotus 80. Anche Southgate voleva una macchina priva di appendici alari, massimizzando l'effetto suolo. Anche lui rimase tradito dalle condizioni ideali che si trovavano in galleria del vento e che esaltavano l'effetto suolo, ma che poi erano difficili da ritrovare in pista. Ebbe ragione chi, come Frank Williams e Patrick Head, si limitò a fare una copia carbone della 79 e a perfezionare le idee che in essa erano contenute: la Williams FW 07, infatti, mancò il titolo nel 1979, ma dominò la stagione successiva.

 

SCHEDA TECNICA

RISULTATI

 

Bibliografia

 
  • Crombac G., Colin Chapman, the man and his cars, Haynes Publishing, Yeovil 2001.
  • Guzzardi G., Cento anni di Automobilismo Sportivo, Edizioni White Star, Vercelli 2001.
  • Mannucci C.M., Ayrton, allegato in Autosprint, 2004.
  • Piola G., Effetto suolo con le minigonne, in Autosprint, 2002.
  • Zana A., A roadmap for a tenative explanation of Bernd Rosemeyer 1938 accident, www.kolumbus.fi/leif.snellman/main.html.
 
a cura di Stefano Costantino
Photo Marco e Giacomo Zanello
 

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