Tecnologia automotive dalle competizioni alla produzione di serie

L’importanza del motorsport nello sviluppo di applicazioni per le vetture di tutti i giorni: ecco quali sono le principali innovazioni collaudate nelle corse e trasferite nella normale produzione.

Tecnologia automotive dalle competizioni alla produzione di serie

di Francesco Giorgi

30 Maggio 2019

Quando si pensa alla prima autovettura posseduta, se si ha più di qualche capello grigio in testa, è facile lasciarsi prendere dalla nostalgia; quasi che il ricordo dell’auto che salutò il debutto da automobilisti viaggi parallelo a quello… del primo amore. In buona sostanza: la prima auto è stata la più bella e la migliore. Ma proviamo per un momento a metterci nuovamente al volante del nostro “primo amore automobilistico”: era davvero così perfetta? Sicuramente no. Al di là dell’emozionalità suscitata dalle auto storiche (non è questo l’argomento), un’autovettura di venti o trent’anni fa (o anche di più) è, dal punto di vista tecnologico, talmente lontana da quanto attualmente in produzione da poter essere davvero considerata di un’altra era. Il fatto è che, “quando si era giovani”, i difetti piccoli o grandi che affliggevano gli autoveicoli venivano sentiti in misura minore non soltanto perché, con parecchi anni di meno, viene più facile “sopportare” alcuni “disagi”; ma anche perché, nel complesso, l’intera produzione su larga scala dell’epoca era accomunata dalle medesime caratteristiche.

Al costante progresso della tecnologia in ambito automobilistico contribuisce in larga misura l’esperienza maturata nelle competizioni: il motorsport è, che si sia appassionati oppure no, banco di prova privilegiato nello sviluppo di componenti che, sottoposte a sforzi eccezionali dettati dall’impiego agonistico, saranno presto o tardi applicati alla produzione di serie.

Del resto, come si spiegherebbe l’enorme sforzo in termini economici che le Case costruttrici da sempre profondono nella partecipazione – diretta o attraverso team “satelliti” – nelle competizioni? Che siano a ruote scoperte o a ruote coperte, oppure offroad, gran parte delle specialità che rientrano nell’automobilismo sportivo hanno suggerito a generazioni di ingegneri il progressivo svilupparsi di tecnologie che, gradualmente, sono andate ad equipaggiare le auto che utilizziamo tutti i giorni. Si tratta, in fondo, di investimenti “a ragion veduta”, in quanto attraverso le innovazioni applicate sui campi di gara le stesse Case costruttrici cercano di rientrare, inserendole nei propri modelli “stradali”, delle ingenti spese sostenute nelle fasi di ricerca e sviluppo.

Può quindi risultare utile ripercorrere il cammino evolutivo delle principali applicazioni che dall’esperienza nelle corse hanno via via arricchito la produzione di serie.

Cambio semi-automatico. Componente essenziale per la propulsione del veicolo, il gruppo cambio ha conosciuto una evoluzione andata di pari passo con quella dei motori. Grazie all’impiego nelle competizioni, sono stati via via introdotti il cambio sincronizzato (Cadillac, 1929) poi evoluto nel sistema con sincronizzatori “a coni” (Porsche, 1952); e il cambio semi-automatico, oggetto di una prototipazione Ferrari, per il suo impiego in F1, nel 1979, e la sua evoluzione (tecnologia “Quick-Shift”), sviluppata da Porsche per l’impiego a bordo delle 962 di Gruppo C nel 1984, con l’obiettivo di consentire al pilota passaggi di marcia continui e senza l’ausilio della frizione. In pratica, una prima applicazione delle levette al volante oggi utilizzate nelle vetture ad elevate prestazioni.

Telaio monoscocca in fibra di carbonio. Oggi utilizzato per costituire l’”ossatura” di modelli particolarmente performanti, il telaio in fibra di carbonio venne impostato all’alba degli anni 80 dal tecnico inglese John Barnard, il quale fece tesoro di una sua precedente permanenza negli USA, che gli aveva permesso di entrare in contatto con la Hercules, società specializzata nello studio di tecnologie militari attraverso l’impiego di nuovi materiali. Quest’ultima ricevette la commessa per la costruzione di cinque pezzi in fibra di carbonio, che sarebbero stati cotti in autoclave ed assemblati in Inghilterra. Nacque così la McLaren MP4/1 (sigla che stava per McLaren Project Four, esemplare numero 1) dal telaio monoscocca in fibra di carbonio. Da allora la tecnologia di progettazione non sarebbe stata più la stessa di prima.

Freni a disco. All’inizio erano i freni a tamburo, che nei decenni e nell’evoluzione (anch’essa agonistica) erano diventati grandi quasi quanto il cerchio, prodotti in leghe metalliche leggere e provvisti di alettature di raffreddamento. Ciò tuttavia non bastava a garantire spazi di “staccata” sempre più esigui che seguivano il progressivo innalzarsi delle potenze in corsa. La prima applicazione dei freni a disco (Dunlop) per impieghi sportivi arrivò in occasione della 24 Ore di Le Mans 1953: ad esserne equipaggiate, le Jaguar C-Type “ufficiali”, due delle quali tagliarono per prime il traguardo. Da quelli, semplicissimi, in acciaio, siamo – sempre grazie allo sviluppo nel motorsport – giunti ai dischi forati, autoventilanti; e, ora, in materiale carboceramico. Tutti regolarmente impiegati anche nella produzione stradale.

Cerchi in lega. Per l’utilizzo sportivo, le ruote a raggi. Per gli impieghi quotidiani, i solidi cerchi in acciaio. Fino a qualche decennio fa, l’”universo delle ruote” si divideva in questi due grandi filoni. Andando molto indietro nel tempo, c’era già stata l’idea di Ettore Bugatti, che per primo aveva deciso di equipaggiare le rivoluzionarie Bugatti 35 (la cui dinastia nacque nel 1924) con inediti cerchi in alluminio, dal caratteristico disegno a razze tutt’oggi riconoscibilissimo. Si deve a questa prima applicazione il successivo sviluppo (ma con un salto temporale di diversi decenni!) dei cerchi in lega (di magnesio, elektron, alluminio) tanto nelle competizioni, dove vennero utilizzati dalla metà degli anni 50, quanto, ancora qualche anno dopo, per le autovetture di tutti i giorni.

Specchio retrovisore. Innovazioni piccole e grandi: la storia dell’auto ne è piena. Fra quelle meno “evidenti” ma dall’importanza che non è neanche il caso di sottolineare, l’impiego dello specchio retrovisore. E fu un debutto… col botto: ad esserne equipaggiata per prima fu la Marmon Wasp, che nel 1911 venne progettata dal tecnico Ray Harroun, il quale la portò in gara alla 500 Miglia di Indianapolis di quell’anno. E vinse.

Quattro ruote motrici. La prima applicazione è lontanissima nel tempo: fu la olandese Spyker 60HP, la cui realizzazione risale al 1902. Realizzazioni successive furono la Cisitalia 360 Grand Prix (1950), progetto di Ferry Porsche, che Tazio Nuvolari avrebbe dovuto portare in gara ma che rimase allo stadio di prototipo; le Ferguson P99, monoposto inglesi che tra la fine degli anni 50 e l’inizio degli anni 60 ebbero una effimera carriera sportiva; e, ancora più avanti (in un momentaneo “boom” del 1969) i prototipi F1 Cosworth 4WD, Lotus 63, Matra MS84, McLaren M9A e, due anni più tardi, Lotus 56B a turbina Pratt & Whitney (quest’ultima, di gran lunga una delle monoposto più insolite mai apparse in quasi settant’anni di storia della massima Formula!). Si trattava, in ogni caso, di esperimenti poco felici: per vedere una concreta applicazione delle quattro ruote motrici nelle competizioni e in ordine di una loro “derivazione” stradale, si sarebbe dovuto attendere il 1980, anno in cui debuttò la celebre Audi Quattro che conquistò due mondiali rally (1982 e 1984). Con gli anni 80, lo sviluppo sfrenato della trazione integrale – figlio delle competizioni – trovò un concreto sbocco nella produzione di serie che, di fatto, prosegue tuttora.

Sospensioni attive. Antichi quanto l’automobile, i sistemi sospensivi sono, in senso “tradizionale”, passivi: servono cioè a smorzare le irregolarità del fondo stradale. Ciò che viene messo in pratica dalle sospensioni attive è sostanzialmente il contrario. Ovvero, modificano la dinamica del veicolo, intervenendo sull’altezza del telaio, e su ciascuna ruota in modo da reagire alle sollecitazioni della strada. La progettazione di un prototipo venne affrontata da Colin Chapman, all’inizio degli anni 80. E fu sempre a bordo di una Lotus F1 – nella fattispecie, la 99T del 1987 – che le sospensioni attive ebbero la prima applicazione “ufficiale”. Vietate dal 1994, hanno conosciuto un impiego via via più ampio fra i modelli di normale produzione, che dispongono dei sistemi di selezione delle modalità di guida.

Alettoni. Oggi pressoché universali (vengono adottati, nelle più varie dimensioni a seconda dei compiti aerodinamici per i quali ne viene richiesta l’azione, da gran parte della produzione stradale a medio-alte prestazioni), gli elementi strutturali del corpo vettura funzionali alla spinta dei flussi di aria verso il basso, così da aumentarne l’aderenza, vennero studiati dagli ingegneri all’alba degli anni 60, basandosi sull’azione (opposta) delle ali aeronautiche. Una delle primissime applicazioni, che vide il suggerimento del pilota-collaudatore Richie Ginther, fu la Ferrari 246SP del 1961 (progetto di Carlo Chiti); seguirono, fra gli esempi più celebri, la leggendaria Ferrari 250 GTO, le Chaparral 2F (1967), Ferrari 312 F1 (1968) e Lotus 49 (1968).

Chapman Strut. I possessori di uno dei 500.000 esemplari di Fiat 500X prodotti a Melfi da fine 2014 (tale risultato è stato raggiunto nei giorni scorsi), così come del “compact SUV” Jeep Renegade, che condivide origine di progetto, piattaforma ed unità motrici con il piccolo crossover Fiat, possiedono… un pezzo di Lotus. Nello specifico, i Champan Strut al retrotreno, ovvero i sistemi sospensione nei quali il semiasse svolge funzione di bielletta superiore del quadrilatero inferiore. Colin Chapman (ancora lui!) li studiò, derivandone lo schema dal più comune McPherson, per le sospensioni posteriori del modello “12” (1957), trasportandone l’impiego nella contemporanea prima generazione della coupé Elite.

Turbocompressore. Va ad un diesel la palma di primo motore turbo nella storia delle competizioni: ad esserne equipaggiata fu, nello specifico, la monoposto Kurtis Kraft portata in gara da Fred Agabashian alla 500 Miglia di Indianapolis 1952. Dotata di un’unità Cummins (big player nel comparto motori a gasolio), agguantò la pole position, salvo però ritirarsi dopo un centinaio di giri… per rottura della turbina. Ma il dado era tratto: successivamente, con Bmw (nelle gare Turismo), Saab (nei rally) e Renault (nell’Endurance prima, ed in F1 poi) l’era Turbo nelle competizioni entrò nella fase moderna. Che, dalla fine degli anni 70, trovò applicazione anche nella produzione stradale (Alfetta Turbodelta, la stessa Saab 900 Turbo, Audi Quattro i modelli più rappresentativi).

Sistema di recupero dell’energia. Uno dei più recenti campi di applicazione delle tecnologie motorsport alla produzione è legato allo sviluppo delle tecnologie di elettrificazione che, avviate dalle sofisticatissime Sport Prototipo LM P1 del WEC e (2014) dalle monoposto di F1 nonché adesso anche dalla Formula E, fungono da validissimo banco di prova per l’utilizzo sulle vetture “di tutti i giorni”. Prima ancora (2009) ricordiamo l’introduzione in F1 del KERS (Kinetic Energy Recovery System), progettato per controllare il recupero dell’energia cinetica prodotta durante le fasi di frenata. Una sua evoluzione è da tempo presente nelle tecnologie di bordo di molte vetture ibride di ultima generazione.