L’evoluzione delle sospensioni sulle wingcar in Formula 1

Manca poco al via del Mondiale di Formula 1 2022. In questi giorni di test stiamo carpendo di più circa la tecnica e le prestazioni delle nuove monoposto di F1. Vetture che, come abbiamo avuto modo di ribadire, mostrano caratteristiche tecniche molto interessanti e ancora in divenire.

Il confronto si giocherà, come sempre, su più piani tecnici. Le sospensioni, in questo senso, rappresentano un elemento chiave in grado di influire in maniera determinante sulle prestazioni di ogni singola vettura.

I tecnici progettisti hanno posto particolare attenzione attorno alle sospensioni per la realizzazione delle F1 2022. I nuovi regolamenti in fatto di aerodinamica, ruote (cerchio e pneumatici) e sospensioni stesse hanno delineato una marcata varietà di soluzioni a riguardo.

Lo schema push-rod (puntone che lavora in compressione) prevale all’anteriore. Alfa Romeo C42, Alpha Tauri AT03, Alpine A522, Aston Martin AMR22, Ferrari F1-75, Haas VF22, Mercedes F1 W13 e Williams FW44 adottano tale schema all’avantreno.

McLaren MCL36 e Red Bull RB18 impiegano, invece, lo schema pull-rod (sottile e leggero tirante che lavora in trazione). Nel recente passato, Ferrari, McLaren e Caterham hanno “osato” adottare tale schema all’avantreno. La Ferrari opta per sospensioni anteriori pull-rod sulle monoposto impiegate dal 2012 al 2015: F2012, F138, F14 T e SF15-T. Contemporaneamente, la McLaren sceglie il pull-rod anteriore per la Mp4/28 del 2013. La Caterham, infine, impiega tale schema sulla CT05 del 2014.

All’epoca, i musi erano decisamente più alti e “scavati” di quelli attuali, configurazione che rendeva più semplice la realizzazione della sospensione push-rod. I tiranti, all’epoca, lavoravano con un angolo assai ridotto, tornando ad essere più accentuato sulla RB18 e MCL36.

Andando ancor più indietro nel tempo, nei primi Anni 2000 sono Arrows e Minardi a “riscoprire” lo schema pull-rod all’avantreno. La Arrows lo fa col modello A21 del 2000, la Minardi con la PS01 del 2001.

Come sempre, la scelta di un sistema sospensivo è figlio di molteplici compromessi e valutazioni in fase di progetto e sviluppo. Le sospensioni, infatti, non solo debbono essere funzionali al proprio scopo — assicurare, cioè, la miglior aderenza ed il miglior smorzamento possibili — ma debbono anche sposare e armonizzare esigenze prettamente aerodinamiche.

In questi ultimi anni, i tecnici progettisti hanno sviluppato bracci di sospensione essenziali nelle forme (ad esempio, a diapason), che agiscono come veri e propri deviatori di flusso e rialzati mediante pivot, così da ottimizzare le pressanti esigenze aerodinamiche.

McLaren e Red Bull, dunque, hanno riattualizzato la sospensione pull-rod anteriore particolarmente in voga negli Anni ’80 e nei primi Anni ’90. Soluzione intelligente che sposa funzionalità, leggerezza, aerodinamica ed un baricentro più basso (gli elementi interni alla scocca sono alloggiati in basso).

In particolare, colpisce la configurazione multilink della sospensione anteriore della Red Bull RB18, un autentico capolavoro di ingegneria. Ricordiamo, a tal proposito, che le sospensioni multilink non sono nate in F1 negli ultimi anni. Anche la famosa sospensione posteriore “tipo Lotus” sviluppata negli Anni ’60 era, di fatto, un multilink provvista — tra le altre — di due lunghi puntoni di reazione connessi alla scocca.

Per quanto riguarda il retrotreno, c’è una leggera prevalenza dello schema pull-rod, largamente impiegato nella F1 del recente passato. Alpine A522, Aston Martin AMR22, Ferrari F1-75, Haas VF-22,  Mercedes F1 W13 e Williams FW44 presentano lo schema pull-rod.

Al contrario, Alfa Romeo C42, Alpha Tauri AT03, McLaren MCL36 e Red Bull RB18 adottano lo schema push-rod.

Il ripristino di più vistosi tunnel Venturi e generose sezioni d’uscita di quest’ultimi ha reso nuovamente conveniente la realizzazione di sospensioni push-rod posteriori, i cui elementi sono alloggiati in alto, così da lasciare spazio vitale ai Venturi.

A bordo di una wingcar, i tunnel Venturi costituiscono elementi attorno ai quali ruota gran parte della progettazione dell’intera vettura. Le sospensioni posteriori debbono tener conto di questi elementi.

Tra il 1977 ed il 1982 — periodo in cui nascono e si sviluppano le prime wingcar F1 — si assiste ad una notevole ricerca in fatto di sospensioni. La Brabham, grazie al genio di Gordon Murray, fa ricorso all’allora inedito e rivoluzionario schema pull-rod già a partire dalla metà degli Anni ’70 e dal modello BT44.

Le altre scuderie, invece, adottano principalmente — tanto all’avantreno quanto al retrotreno — sospensioni a bilanciere, con molteplici variazioni sul tema. Gli elementi mobili superiori azionano i gruppi molla-ammortizzatore, generalmente collocati entrobordo. Anche le prime due autentiche vetture F1 ad effetto suolo — le Lotus 78 e 79 — impiegano sospensioni a bilanciere e freni a disco posteriori entrobordo.

Parimenti, tutte le monoposto iridate — dalla 312T4 del 1979 alla Williams FW07B del 1980 — impiegano sospensioni a bilanciere tanto all’anteriore quanto al posteriore.

Tra le prime a seguire la strada tecnica intrapresa dalla Brabham vi è la Tyrrell. Con la 011 del 1981-1982, la squadra inglese si converte alla sospensione anteriore pull-rod. Al posteriore, invece, è ancora presente il bilanciere superiore.

Nel 1982 — ultimo anno delle wingcar F1 prima dell’introduzione del fondo piatto — lo schema pull-rod è ormai realtà consolidata. Arrows, Ferrari, Fittipaldi, Ligier, March, Toleman e Williams — rispettivamente con i modelli A5, 126C2, F9, JS19, 821, TG183 e FW08 — si convertono a stagione in corso al “pull” anteriore. La Arrows A5 e la Ligier JS19, ad esempio, presentano il pull-rod anche al posteriore.

C’è da dire che lo schema con bilanciere superiore — sebbene più “massiccio”, pesante e con limiti funzionali rispetto a schemi push/pull-rod — risulta particolarmente conveniente a bordo delle wingcar, specie se provviste di profondi e alti tunnel Venturi come le F1 ad effetto suolo della prima era. In quegli anni, infatti, i Venturi superano in altezza l’asse ruote posteriori. Inevitabilmente, in presenza di Venturi particolarmente estesi in altezza, alcuni elementi della sospensione (sia essa a bilanciere che pull/push-rod) ed i semiassi si trovano in corrispondenza dell’uscita dei Venturi stessi, “sporcandone” il flusso.

Anche all’avantreno la sospensione con braccio superiore che funge da bilanciere risulta congeniale, pur con tutti i suoi limiti funzionali. Infatti, tra i bracci inferiori e quelli superiori, non vi sono elementi (puntoni o tiranti) che ostacolano il passaggio dell’aria verso il fondo vettura e le pance. Il passaggio, dunque, risulta particolarmente pulito.

Ancora nella seconda metà degli Anni ’80 e nei primi Anni ’90, alcune monoposto ad effetto suolo CART (tra cui le March progettate da Adrian Newey), fanno ricorso alla sospensione posteriore a bilanciere. Anteriormente, invece, si opta per schemi pull o push-rod.

In questa gallery mostriamo alcuni esempi di sospensioni impiegate nel corso della prima era delle F1 ad effetto suolo.

• Sospensione posteriore a bilanciere della Ferrari 312T4 del 1979. Il braccio superiore funge da bilanciere e aziona il gruppo molla-ammortizzatore entrobordo e verticale.

• Sospensione anteriore a bilanciere della Arrows A3 del 1980. Anche in questo caso, il braccio superiore piatto funge da bilanciere e aziona il gruppo molla-ammortizzatore entrobordo e verticale.

• Sospensione anteriore della Williams FW08 del 1982. Si vedono bene i tiranti tipici dello schema pull-rod.

• Dettaglio dell’uscita del tunnel Venturi sinistro della McLaren Mp4/1B del 1982. Il bilanciere azionante il gruppo molla-ammortizzatore giace al di sopra del Venturi (non visibile in foto, infatti), ma il semiasse ed il triangolo inferiore incrociano la ampia sezione d’uscita del tunnel. Notare il terminale di scarico annegato all’interno del supporto nero forato che soffia appena sopra l’uscita del Venturi.

• Qui, invece, si apprezza la sospensione pull-rod posteriore della Brabham BT49, modello che nelle sue versioni compete in F1 dal 1979 al 1982. In evidenza, il tirante che azione il gruppo molla-ammortizzatore verticale entrobordo. Come si vede, tutti gli elementi della sospensione ed il semiasse si sovrappongono all’uscita del tunnel Venturi.

Tra passato e presente, la tecnica delle sospensioni è più viva che mai.

Fonte: https://www.circusf1.com/2022/03/levoluzione-delle-sospensioni-sulle-wingcar-in-formula-1.php