Sospensioni interconnesse: ecco come funziona il FRIC

12 luglio 2014 13:32 Scritto da: Simone Papa

In questi giorni, complice la nuova direttiva FIA, non si fa che parlare del sistema FRIC. Scopriamo cos’è e come agisce sulle attuali vetture di Formula 1.

Nico Rosberg - Monaco

L’ultimo chiarimento della FIA sul regolamento tecnico della Formula 1 sta facendo scalpore nel Circus: è stato praticamente vietato il sistema, conosciuto ai più come FRIC, che permette di interconnettere il sistema sospensivo dell’asse anteriore con quello dell’asse posteriore, in modo da avere reazioni omogenee ed uniformi della monoposto a tutto vantaggio di trazione, guidabilità ed aerodinamica.

Ciò che più sorprende non è tanto la decisione in sé, banalmente inquadrabile come un reset dei distacchi prestazionali tra le varie squadre, quanto il fatto che coinvolga un sistema tutt’altro che nuovo, bensì presente in Formula 1 da anni, cominciando con la Renault F1 di Alonso nel 2008 e proseguendo con Red Bull Racing, fino ad arrivare alla migliore interpretazione attuale, che è quella appartenente alla Mercedes. E’ stato finora sempre sottoposto alle verifiche tecniche di rito e le ha sempre superate. Finora, appunto Ora che la FIA lo sta per bandire dal regolamento tecnico, il team tedesco è stato il primo a scegliere di non utilizzarlo al prossimo GP di Germania.

Ma vediamo meglio i principi fisici su cui si basa questo sistema meccanico (di questo si tratta, dato che non potrebbe mai essere elettronico per esplicita, questa sì, norma del regolamento).

Nella dinamica di una vettura, sia da Formula 1 che stradale, esistono due moti principali che intervengono ogni qualvolta si freni, si acceleri e si curvi: beccheggio e rollio. Il beccheggio è la tendenza della vettura ad “affondare” in avanti quando si frena e all’indietro quando si accelera. Seppure moltissimi addebitino questo fenomeno alla taratura morbida di molle e ammortizzatori, esso avviene anche su una Formula 1 (che presenta regolazioni durissime) perché in realtà è generato dal trasferimento di carico che si ha sempre quando si impone una accelerazione – positiva o negativa che sia – alla vettura per via di fenomeni legati all’inerzia della vettura stessa.

In termini ingegneristici, esso è descritto come la rotazione della vettura intorno ad un asse perpendicolare alla direzione di avanzamento. Sia chiaro: il trasferimento di carico ed il suo coordinato beccheggio possono essere considerati positivi sotto il profilo della trazione pura, in quanto aggiungono carico verticale in avanti, quando si frena, ed indietro, quando si accelera, dando maggior trazione proprio dove serve in queste situazioni dinamiche. Si prova però ad eliminare il beccheggio perché questo movimento del telaio destabilizza la vettura e ne rende più complessa ed imprevedibile la dinamica di marcia.

Red Bull Monaco

Il discorso può essere ripetuto identicamente per il rollio, definito ingegneristicamente come una rotazione intorno all’asse longitudinale della vettura (direzione del moto) e fisicamente come la tendenza della vettura stessa a “coricarsi” sulle ruote esterne nella percorrenza di una curva. In questo caso il rollio, sempre dovuto al trasferimento di carico legato all’inerzia del corpo in moto, è meno positivo sotto il profilo della trazione, perché tende a caricare troppo le ruote esterne e a non far lavorare bene le ruote interne che vedono ridursi il loro carico verticale e quindi la capacità di generare trazione; pertanto questa fase dinamica della messa a punto delle monoposto è molto curata.

In Formula 1 per regolamento il telaio interconnesso, ovvero il collegamento tra le quattro ruote agente su ammortizzatori e stabilizzatori, è permesso, con l’unico vincolo che non ci deve essere né un controllo elettronico e né una qualunque possibilità di regolazione da parte del pilota in gara. Pertanto molte squadre in questi ultimi anni hanno studiato e presentato la soluzione tecnica del controllo idraulico di ammortizzatori e stabilizzatori, anche se poi non sempre c’è stata la definitiva integrazione in vettura. Tutti questi sistemi si concentravano però sulla limitazione del beccheggio, in quanto la progettazione e costruzione dell’impianto idraulico atto a questo scopo, ma soprattutto la sua messa a punto, sono relativamente agevoli e molto importanti in termini di trazione in uscita di curva e stabilità in ingresso.

Il grande merito del team Mercedes AMG F1 è stato quello di riuscire a mettere a punto un telaio interconnesso che riesce a controllare sia il rollio che il beccheggio, in modo da poter avere una vettura sempre bilanciata in ogni situazione dinamica. I grandi vantaggi che questa situazione ha comportato sono sotto gli occhi di tutti ed un esempio lampante è stato l’ultimo Gran Premio d’Inghilterra a Silverstone: le Mercedes hanno girato in alcuni tratti di gara con un ritmo infernale, arrivando anche a dare più di due secondi a giro a tutte le altre monoposto. Innanzitutto, un bilanciamento perfetto in termini di movimenti del telaio dovuti ai trasferimenti di carico fa sì che la monoposto possa garantire un’impronta ideale a tutti e quattro gli pneumatici contemporaneamente, generando quindi una trazione ottimale che permette di sfruttare a pieno le doti del propulsore Hybrid, vero punto di forza del team di Stoccarda.

Attenzione, non parliamo soltanto di trazione pura a bassa velocità (tipica situazione da uscita di curva), bensì anche di quella trazione nei curvoni veloci e nei rapidi cambi di direzione che un tempo solo le monoposto Red Bull potevano vantare. Siccome questa tecnologia Mercedes F1 del telaio interconnesso è conosciuta da un po’ di tempo, come mai nessun team rivale si è adeguato tecnicamente? In realtà ci hanno provato molti, quasi tutte le grandi scuderie e da quest’anno anche qualcuna delle “medie” come la Force India, ma non è un’operazione semplice, dato che la calibrazione di un apparato così ricco di componenti richiede lunghe ore di simulazione e test.

Ora, con la decisione della FIA di sconsigliare l’utilizzo del sistema FRIC (e simili), molto potrebbe cambiare in quanto siamo a stagione in corso e gli adeguamenti non possono essere chissà quanti. Certo è che sarà un danno per chi come Mercedes ha fatto un gran lavoro su questo punto ed ora non può lavorarci così tanto per ritrovare un buon equilibrio, ma allo stesso tempo nemmeno le altre squadre potranno farlo. Provando a fare un’ipotesi, la dinamica della monoposto dovrebbe cambiare tanto, perché si tratta di un sistema che è praticamente la spina dorsale di una vettura di Formula 1, ma la verifica di questa idea potremo averla solo osservando cosa accadrà nelle prossime gare del Mondiale.

33 Commenti

  • Simone Papa

    @MatteoS

    Caro MatteoS,

    Le tue osservazioni sono esatte, infatti il rollio è una manifestazione del trasferimento di carico e non il contrario che semplicemente non avrebbe senso. Il che è precisamente riportato in articolo in più parti, tra cui:

    “…il rollio, sempre dovuto al trasferimento di carico legato all’inerzia del corpo in moto, è meno positivo…”

    In generale rollio e beccheggio sono fondamentali da evitare non solo per far funzionare al meglio le appendici aerodinamiche (principalmente per non far variare eccessivamente gli angoli di attacco delle ali e per mantenere le giuste dimensioni dei “condotti” di aria volutamente creati dalle profilature), ma anche per l’equilibrio meccanico della vettura, ovvero tutto ciò che riguarda le reazioni al suolo delle sospensioni e degli pneumatici.

  • Intanto si dice che le scuderie a favore del mantenimento del FRIC in questa stagione siano: Ferrari, Red Bull, Mercedes, McLaren, Marussia, Lotus e Williams.
    Quindi tutte le dietrologie create dal caso sarebbero false.

    • Da quando in qua la FIA da ascolto alle piccole scuderie? D:

      • Se le piccole dicono no, non esserci l’unanimità è illegale il sistema, usandolo si può incorrere in reclami e squalifiche. Poi se sei uno che crede che è colpa della Ferrari lagnona… Beh Domenica ci facciamo una bella risata.

      • Io sono uno di quelli che crede che sia colpa di Ferrari e McLaren. Se rileggi i miei post ho sempre scritto che ritengo questi due team come i principali responsabili.

  • @maxleon e @lol è vero..non ci avevo pensato al cambio ferrari nel 2015..quindi rivaluto tutta la mia idea..la ferrari potrebbe centrare..anzi puo essere che la proposta è partita dai piccoli (catheram e sauber)..ed è stata valutata dalla FIA solo con l’intervento della ferrari..di fatto ormai è sicuro che non ci sarà FRIC nel 2015 dato che basta un voto per salutarla

  • Si dice che siano state Ferrari Mclaren e Caterham a segnalare un utilizzo “improprio” del sistema, poi leggendo l’articolo:

    “la calibrazione di un apparato così ricco di componenti richiede lunghe ore di simulazione e test.”

    Bhe, allora c’è da crederci, perchè la Ferrari con l’aggiornamento della galleria del vento e del reparto simulazione, senz’altro era in ritardo, mentre la Mercedes era sicuramente in anticipo.

    • guarda che la ferrari comunque usava altre gallerie e simulatori mica stava con le mani in mano..anzi per me la ferrari usa un ottimo fric..non a livello di mercedes ma..e dirò di piu per me non è la mercedes quella col fric piu evoluto..punterei tutto sulla RB che ha mostrato piu e piu volte che anche con versione scarica niente alette varie e un ala anteriore scarna in alcune piste stava in pista meglio di molti altri..dubito anche della mclaren che per me gia ha un prodotto dalla mercedes molto peggiore rispetto a williams cosi non farebbe altro che peggiorare la situazione..chi ha fatto domanda è sicuro catheram e qualche altro team minore che vaga nel nulla e pur di recuperare la zona punti fa di tutto..(anche sauber)

      • Hai ragione in parte però.
        Ferrari ha fatto richiesta perché dal prossimo anno dirà addio al pullrod perciò tutta l’esperienza che hanno maturato con il fric andrà perduta.
        McLaren l’ha fatto perché cambiando sospensione tra il 2013 e il 2014 è rimasta indietro sullo sviluppo del fric.
        Poi il resto dei team minori si sono accodati eccetto FI e Williams visto che ci tengono molto ad avere le P.U dei crucchi.

      • L’utilizzo della galleria del vento è anch’esso limitato da rigide norme, non si può usare liberamente, poi se si considera che in Ferrari erano abituati a lavorare in casa logisticamente sono stati penalizzati non poco, inoltre, contrariamente a quello che si pensa, i software di gestione delle gallerie non sono gli stessi ed i tecnici a Maranello, dislocati poi a Colonia si sono dovuti adattare, se a questo poi si aggiunge il fatto che il FRIC Ferrari è stato concepito nella galleria di Maranello non è detto che a Colonia abbia dato gli stessi riscontri, per cui è probabile che non si sia sviluppato tantissimo, anzi è probabile che sia rimasto quello di sempre e che sia stata data la priorità ad altri settori, ecco perchè parlo di ritardo.

        Riguardo alla valenza del FRIC Ferrari, sono convinto anche io che sia validissimo, però, c’è anche da dire che con le pull rod anteriori deve essere per forza di cose diverso da tutti gli altri, anzi, io credo che sia proprio questo il problema di fondo, perchè se ho capito bene, tutta la fretta della FIA per dichiarare illegale l’attuale sistema è dovuta al fatto che si sfrutta per influenzare l’aerodinamica (art. 3.15 del regolamento sportivo)in particolare, sia Red Bull che Mercedes, sembra che riescano ad influenzare l’assetto e forse, in Ferrari, questo è impossibile per le sospensioni “a tirante”.

  • Ottimo articolo!
    Solo una precisazione: il trasferimento di carico laterale non dipende dal rollio. Casomai il rollio è una sua manifestazione.
    L’assenza di rollio, così come quella di beccheggio, è utilissima per avere forze aerodinamiche sempre ottimali…

  • Io scommetto che a rimetterci di più è la RB.

  • Boullier “In Mclaren siamo rilassati, probabilmente un paio di squadre sono andate oltre il limite e potrebbero perdere terreno, ma per la maggior parte delle altre non penso sia un grande cambiamento”.

    più chiaro di così…

    • In realtà le squadre più penalizzate sono tre:

      Mercedes; Red Bull e Williams, ma dire che la Mercedes sarà penalizzata equivale a dire che ridurrà il suo vantaggio, ma di certo sarà ancora avanti, quindi se un livellamento ci sarà credo sia nelle squadre inseguitrici.

  • La mercedes è indubbio che sia molto avanti su questo aspetto… la decisione della FIA, arrivata proprio ora, è stata semplicemente, l’ultima carta della disperazione per rendere il mondiale più attraente e competitivo visto che siamo arrivati ai minimi storici, ed il rischio di rendere questa F1 sempre meno appetibile SOPRATTUTTO PER GLI SPONSOR, comincia ad essere elevato.

    Credo che la Mercedes magari potrà perdere qualcosa sulla concorrenza, ma visti i distacchi, non credo ad un rimescolamento completo.

    La Ferrari non credo monti un sistema analogo alla Mercedes, il comportamento in pista ne è la riprova. COn questo sistema, se ben evoluto, c’è chi afferma che si può arrivare a guadagnare anche 1 secondo al giro.

    • Sè le Mercedes domineranno ancora nonostante la messa al bando del sistema FRIC sarà un grosso smacco per la FIA…..e che soddisfazione per Lauda e Wolff.

      • Credo non cambierà nulla, al massimo avranno qualche problema di gomme in alcune situazioni. I valori non saranno alterati più di tanto.
        Vorrei anche evitare che si formi una opinione in tal senso. Se lo toglievano gli anni dei diffusori soffiati ci facevamo belle risate…

    • Mah ricordo che da anni la Ferrari studia e prova vari tipi di correttore di assetto, a giudicare dai tubi che escono dall’impianto sospensivo quando il sistema viene caricato, mi pare siamo lì, sulla resa in pista… dipende se hai studiato la macchina in galleria che funziona con un certo assetto o usi il fric come “stabilizzatore” di assetto. In Ferrari c’è anche Allison e la Lotus aveva un ottimo Fric. Eppure quest’anno la Lotus non sta in pista… Quindi pensare che a seconda di come tiene la pista una macchina il fric sia più o meno evoluto è semplicistico.
      Ci sono collocazioni delle masse, lunghezza passo e rigidezza telaio come variabili (ho semplificato parecchio per la comprensione dei più).
      È un mio parere, ma pensare che una squadra come la Ferrari sia indietro sul Fric evoluto mi pare strano.

      • Ti può sembrare strano, ma la Mercedes ci lavora da tempo, ed una dei principali motivi per cui in sede di definizione progettuale, hanno rimescolato completamente le carte ricambiando progetto è stato proprio il fric, e non la power unit.

  • La FIA non ha dato molte spiegazioni sulla messa al bando del sistema FRIC, nella direttiva iniziale inviata ai Team si parlava solo di ” elementi mobili” …..mah mi viene da pensare che possa significare che mantenendo un assetto il più possibile costante, senza eccessive picchiate o cabrate, di fatto si “varia” anche l’inclinazione delle ali.
    Fosse così sarebbe una sciocchezza colossale !!!

  • Se vi volete dilettare di dietrologia, allora potrebbero averlo voluto rendere illegale a causa del mancato accordo per la riduzione dei costi.
    Scherzi a parte è da metà maggio che le scuderie sanno questa cosa, ora è solo diventata ufficiale.
    Non vi aspettate stravolgimenti di potere, solo assetti meno estremi, e poi chi ha iniziato la guerra al FRIC più evoluto è stata la RB. E non crediate che la Ferrari abbia un sistema meno evoluto… La Ferrari ha tutto e anche di più i problemi sono più complessi di un accessorio.
    I FRIC più evoluti si puo’ dire che facciano funzionare l’autotelaio da mega mass damper IMHO.

    • L’ultima frase correggere più evoluto con più estremo.

    • Fabietto sei d’accordo sul fatto che per “elemento mobile” si intende il fatto che con il FRIC mantenendo un assetto il più possibile costante, senza eccessive picchiate o cabrate, di fatto si “varia” anche l’inclinazione delle ali ?!!!

      Credi sia questa la spiegazione più plausibile ?

      • Mah semmai che non varia l’inclinazione delle ali, comunque ripeto mi pare una boiata impedirlo, secondo me qualcuno ha messo pulci nell’orecchio alla FIA. Penso più i piccoli team.

  • La cosa che lascia spazio a molte interpretazioni è la scelta della Mercedes di abbandonare da subito questo sistema. Già sapevano? Sicurezza nei propri mezzi? Una sorta di test?

    Perché la FIA vuol rendere illegale questo sistema? Se non c’è nessuna componente elettronica che influisce sul suo funzionamento non me vedo il motivo. Sembra che vogliano fermare il normale progresso tecnologico ad ogni costo.

  • La cosa che lascia spazio a molte interpretazioni è la scelta della Mercedes di abbandonare da subito questo sistema. Già sapevano? Sicurezza nei propri mezzi? Una sorta di test?

    Perché la FIA vuol rendere illegale questo sistema? Se non c’è nessuna componente elettronica che influisce sul suo funzionamento non me vedo il motivo. Sembra che vogliano fermare il normale progresso tecnologico ad ogni costo.

  • comunque sarebbe interessante sapere perchè sin dai test invernali la mercedes ha provato anche senza FRIC….
    così come negli ultimi test di silverstone….

    penso sia stato tutto molto ben architettato…sapevano da molto che prima o poi sarebbe stato vietato

  • però un dubbio..quando si voleva eliminari gli scarichi RB nel 2011 molte furono le proteste delle varie scuderie che li usavano per non perdere appunto il vantaggio..stessa cosa successa con le gomme 2013 da parte di ferrari e force india..successe anche nel 2010 e nel 2009..e cosi via..ora non ho visto grandi proteste della mercedes per l’abolizione del FRIC..sono andati veramente oltre il limite difendibile?oppure c’era un qualche accordo con la FIA che sapeva dell’illegalità ma ha lasciato via libera fin quando la stessa mercedes non avesse raggiunto una ”sicurezza” in punti? o peggio la mercedes sa che con o senza FRIC dominerà sempre e comunque?

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