Quando nel 2012 la Ferrari, con la F2012, riscopriva e reinterpretava la sospensione anteriore pull-rod, si pensava ad un “esercizio di stile” di breve durata e di scarso successo. Un paradossale salto nel buio, si pensava, benché la sospensione pull-rod già recasse sulle spalle il peso di qualche decennio di vita. I fatti, invece, hanno smentito le pessimistiche previsioni.
Una soluzione tutt’altro che nuova parlando in termini generali, tuttavia assai ardita quando travasata a bordo di una moderna monoposto di Formula 1.
La vettura di Maranello, in quell’anno, sfiora il titolo iridato: Fernando Alonso, infatti, deve arrendersi a Sebastian Vettel e alla Red Bull RB8-Renault per soli tre punti (281 per il tedesco, 278 per lo spagnolo).
Un divario irrisorio, un testa a testa lungo venti gare che testimoniava, in modo lampante, la bontà complessiva del progetto F2012 (capitanato dagli ormai giubilati Pat Fry e Nikolas Tombazis) e della sospensione pull-rod anteriore.
Nel 2013, la McLaren intraprendeva la strada segnata dalla Ferrari: la Mp4/28-Mercedes, infatti, presentava una sospensione anteriore pull-rod. Con tale monoposto, tuttavia, il vertice tecnico di Woking – Paddy Lowe, Neil Oatley, Tim Goss e Doug McKiernan – non riusciva a conseguire i risultati sperati: Jenson Button e Sergio Perez non erano mai in grado di calcare i piani alti delle classifiche.
Con la Mp4/29-Mercedes del 2014, la McLaren abbandonava, dopo appena una stagione, la sospensione pull-rod anteriore a favore di una più tradizionale push-rod.
Nel 2013, tuttavia, la Ferrari presentava per il secondo anno consecutivo la sospensione pull-rod anteriore. La F138 si dimostrava, nelle mani di Alonso, vettura sincera e competitiva, ma non all’altezza della stratosferica e imprendibile Red Bull RB9-Renault di Sebastian Vettel.
Il 2014 vede, nuovamente, la partecipazione di due monoposto con sospensione pull-rod anteriore: la Caterham CT05-Renault (progetto diretto da Mark Smith) e la Ferrari F14T, il cui progetto è diretto da James Allison, Nikolas Tombazis, Giuseppe Azzolini. Entrambe le monoposto, benché diametralmente opposte in quanto a prestazioni, si rivelano non competitive; una mancata competitività non certo da imputare alla sospensione anteriore pull-rod.
Ed eccoci al 2015. James Allison – Direttore Tecnico della Ferrari – e Simone Resta – Chief Designer Ferrari – sfoderano la SF15-T. Per il quarto anno consecutivo, la Casa di Maranello presenta una sospensione anteriore pull-rod. Sin’ora, è l’unica vettura, in questa stagione, a presentare tale soluzione.
I risultati conseguiti nei primi test di Jerez sembrano assai incoraggianti: tanto il neo acquisto Vettel quanto Raikkonen hanno fatto segnare i migliori tempi in questa prima, importante sessione pre-campionato, utile a svezzare le nuove monoposto. Entrambi hanno infranto il muro del 1:21, il tedesco con gomme medie, il finlandese con gomme soft.
Per quanto concerne il retrotreno, la sospensione pull-rod è ritornata in auge a partire dal 2009, anno in cui Adrian Newey, Geoff Willis, Rob Marshall e Peter Prodromou installano simile sospensione a bordo della Red Bull RB5-Renault.
Tale sospensione viene astutamente riscoperta dallo staff tecnico della scuderia anglo-austriaca. Da quel momento, molte altre vetture di Formula 1 hanno presentato e presentano ancora oggi la sospensione posteriore pull-rod.
Quando si affronta l’argomento, la domanda sorge inevitabile e puntuale: quale soluzione è preferibile, il pull-rod o il push-rod?
A questa domanda non esiste risposta. O più precisamente, non esiste un sistema migliore dell’altro. Entrambe le soluzioni sono valide, efficaci, equivalenti. Come sempre, si tratta di distillare la giusta amalgama progettuale (telaio, aerodinamica, motore, ciclistica, ecc.), alla ricerca del miglior compromesso possibile.
Benché, appunto, equivalenti, i due sistemi in questione – pull-rod e push-rod – palesano sostanziali differenze.
La sospensione pull-rod presenta un tirante lavorante in trazione: tale tirante aziona il gruppo molla-ammortizzatore o barra di torsione-ammortizzatore. La sospensione push-rod, al contrario, presenta un puntone lavorante in compressione e azionante i soliti gruppi molla-ammortizzatore o barra di torsione-ammortizzatore (attualmente, tutti si orientano verso l’adozione delle barre di torsione, leggere, di facile regolazione e poco ingombranti).
Il tirante, lavorando in trazione, presenta una sezione ridotta rispetto al puntone, il quale, lavorando in compressione, è soggetto al fenomeno della instabilità a carico di punta. Naturalmente, anche un tirante non deve eccedere nella riduzione della sezione, pena la deformazione dell’elemento stesso.
Una sezione ridotta si traduce in minor peso e in una minor resistenza aerodinamica.
Molteplici le ragioni che fanno cadere la scelta sull’uno o l’altro schema. Una sospensione pull-rod ben sposa le particolari esigenze connesse all’abbassamento del baricentro. I gruppi molla-ammortizzatore o barra di torsione-ammortizzatore, infatti, vengono collocati, in vettura, in basso. Masse disposte in basso, come noto, concorrono all’abbassamento del baricentro, fattore determinante nell’economia di un corretto assetto (compresi i noti fenomeni di trasferimento di carico).
Contrariamente, nello schema push-rod, i gruppi molla-ammortizzatore o barra di torsione-ammortizzatore sono disposti, in vettura, in alto.
Nella scelta dell’uno o dell’altro schema, inoltre, concorrono ragioni aerodinamiche.
Una sospensione push-rod, in linea generale, permette di liberare più facilmente le aree inferiori della vettura (a beneficio anche della aerodinamica che investe il sottoscocca); viceversa, una sospensione pull-rod consente l’operazione opposta, pulendo, cioè, l’aerodinamica superiore.
In realtà, essendo le due soluzioni equivalenti, aerodinamiche efficienti tanto nella zona superiore che inferiore sono ottenibili impiegando sia lo schema push-rod che pull-rod.
Se al retrotreno, in una contemporanea vettura da competizione, l’adozione di una sospensione push-rod o pull-rod non presenta particolari difficoltà di installazione, all’avantreno, invece, è l’installazione di un pull-rod a produrre grattacapi non indifferenti.
Proprio su queste pagine, nel 2010, chi scrive affermava la pressoché impossibilità nel proporre e realizzare una sospensione pull-rod anteriore a bordo di una attuale monoposto di Formula 1. Ebbene, i fatti del 2012 hanno smentito clamorosamente tale affermazione.
All’epoca, il solo esempio di moderna monoposto da competizione provvista di pull-rod anteriore era rappresentato dalla Dallara IndyCar. Si trattava, invero, di una – per così dire – vettura formula di impostazione tipicamente nordamericana: muso basso e appena rialzato in corrispondenza della estremità (rialzo utile al fine di far affluire più aria verso i Venturi), semiali anteriori connesse direttamente alla punta del muso (assenza, pertanto, di appositi sostegni interposti tra muso e ala).
La scocca, nella Dallara IndyCar, era, pertanto, assai bassa. Tutto il dorso del muso era stato abbassato e rastremato quanto più possibile grazie alla installazione della sospensione pull-rod. Una rastremazione che, similmente a quanto accadeva sulla Tyrrell 012 (1983-1985), rendeva necessario un “rigonfiamento” in corrispondenza dell’abitacolo, atto a coprire volante e mani del pilota.
In questo caso, la disposizione di una sospensione pull-rod non crea problemi. Del resto, nel corso degli Anni ’80 ed i primi Anni ’90, era assai diffuso il pull-rod anteriore anche in Formula 1: eravamo, tuttavia, ancora nell’era dei musi assai rastremati, bassi e di scocche rasoterra.
Nel 2000 e 2001, sono Arrows e Minardi a rispolverare, dopo anni di oblio, la sospensione pull-rod anteriore. La Arrows A21 (progetto di Mike Coughlan e Eghbal Hamidy) e la Minardi PS01 (progetto di Gustav Brunner, Gabriele Tredozi, Jean-Calude Migeot), benché a muso alto, adottano una ardita sospensione pull-rod allo scopo di abbassare il baricentro e pulire l’aerodinamica superiore.
Nel 2012, come già descritto, è la Ferrari a riprendere l’idea, ripresentando il pull-rod anteriore. La Casa di Maranello ha piacevolmente smentito le teorie che davano per morta tale soluzione a bordo di una moderna monoposto a muso alto.
I tecnici di Maranello, invero, hanno dovuto rielaborare tale schema. Anzitutto, riadattandolo ai contemporanei musi alti, particolarmente “scavati” nella loro zona inferiore (lo scopo è sempre richiamare quanta più aria possibile verso fondo vettura-pance-“Coca Cola”).
Un siffatto muso alto, inevitabilmente, comporta la progettazione di una scocca particolarmente alta, fattore che realizza un innalzamento del baricentro.
È proprio l’innalzamento del baricentro uno dei “punti deboli” delle contemporanee vetture di Formula 1 a muso e scocca alti.
Infatti, i musi della Arrows A21 e della Minardi PS01, se paragonati ai musi odierni, non presentano una zona inferiore particolarmente scavata. Anzi, seguendo prassi costruttive comuni all’epoca, anche queste due monoposto – dai musi sensibilmente più “piatti” e rastremati rispetto alla concorrenza – presentavano una chiglia centrale per l’ancoraggio dei triangoli inferiori e scocche più basse rispetto a quelle attuali.
Le Formula 1, rispetto ai primi Anni 2000, hanno subito, in questo senso, una sensibile e visibile trasformazione: le chiglie di ancoraggio centrale sono scomparse, i triangoli inferiori vengono connessi direttamente alle estremità laterali e inferiori del muso (ancora nella porzione che coincide con la scocca). Ne deriva, pertanto, un muso molto “scavato” e libero nella parte inferiore (nonostante i regolamenti, negli ultimi anni, abbiano sempre più limitato l’altezza dei musi stessi); in questa zona vengono posti, generalmente, deviatori di flusso.
Dunque, abbinare una sospensione pull-rod ad un moderno muso alto comporta una profonda rielaborazione dello schema stesso. Anzitutto, il tirante, considerata l’altezza della scocca, presenta un angolo poco accentuato, quasi orizzontale. Inoltre, il tirante stesso è corto, altro fattore che determina un profondo studio della cinematica della sospensione stessa.
In secondo luogo – ma la seguente configurazione è riscontrabile anche in sospensioni push-rod – gli odierni musi alti e la scomparsa della chiglia di ancoraggio centrale fanno sì che i bracci delle sospensioni siano vistosamente orientati verso il basso.
Le ultime vetture Formula 1 con pull-rod anteriore – le già citate Arrows e Minardi rispettivamente del 2000 e 2001 – presentavano, al contrario, bracci di sospensione orizzontali e paralleli al suolo, segno della presenza della chiglia di ancoraggio centrale.
Inoltre, lo spazio a disposizione all’interno della scocca per alloggiare gli elementi della sospensione (barre di torsione e ammortizzatori) è ormai assai ristretto (le sezioni dei musi sono molto contenute).
Sulla Ferrari SF15-T si apprezza una sensibile rivisitazione delle geometrie e cinematiche della sospensione pull-rod anteriore rispetto alla F-14T del 2014. La scocca, anzitutto, è di poco più bassa. Gli attacchi dei triangoli superiori sono stati anch’essi abbassati, parimenti a quelli inferiori. Ciò rende possibile la riduzione della inclinazione verso il basso di tali elementi. Anche il tirante, di conseguenza, è stato rivisto, risultando più inclinato e, quindi, meno orizzontale. Il guadagno della SF15-T in minor ingombro nella zona superiore della vettura appare evidente rispetto alla F-14T.
Non solo: tutta la sospensione anteriore appare, ora, più ordinata e pulita se paragonata alle pull-rod adottate dalla stessa Ferrari nelle stagioni 2012, 2013 e, in ultimo, 2014. Questo senso di pulizia è dato anche dal tirante dello sterzo carenato e intergrato al triangolo superiore e alla ridotta dimensione del triangolo inferiore.
Anche la sospensione posteriore della SF15-T è di tipo pull-rod, seguendo, ormai, una consuetudine costruttiva rinnovata, in Formula 1, a partire dal 2009.
Pertanto, progettare e far funzionare correttamente una sospensione pull-rod anteriore a bordo di una contemporanea vettura di Formula 1 comporta e presenta molteplici nodi tecnici da affrontare e dipanare.
Il pull-rod anteriore, in definitiva, sposa logiche legate alla aerodinamica, all’assetto e alla distribuzione dei pesi: abbassamento del baricentro (barre di torsione e ammortizzatori alloggiati nella parte bassa della scocca), una ridotta resistenza aerodinamica favorita dalla sezione ridotta del tirante, una minor sollecitazione della sospensione stessa grazie alla presenza del tirante anziché del puntone.
Dal 2012, la sospensione pull-rod anteriore non ha avuto particolari riscontri emulativi da parte degli altri costruttori, tangibile segno di una soluzione di difficile messa a punto. Ovviamente, una sospensione push-rod, oggi, risulta essere la strada più semplice da abbracciare, in quanto sposa geometrie più consone da abbinare ai moderni musi alti. È, quest’ultima, la via più semplice, quindi, legittimamente, la più percorsa.
McLaren e Caterham hanno sperimentato tale soluzione, ma il loro è stato un tentativo “mordi e fuggi” senza seguito (la McLaren tornava al push-rod dopo appena una stagione e la Caterham, al momento, non partecipa più al Mondiale di F1). Solo la Ferrari, dunque, sta dando continuità a tale tipologia sospensiva, dando prova di un certo coraggio progettuale. E i riscontri sono ottimi. Gli scarsi risultati del 2014, infatti, non sono da imputare alla sospensione pull-rod anteriore.
La soluzione è valida, equivalente al push-rod. Forse la nuova regolamentazione in fatto di musi potrà agevolare un ritorno in massa di tale soluzione, nonché indurre altri progettisti a sperimentare nuovamente la sospensione pull-rod anteriore.
Alla Ferrari il merito di averla riscoperta, riattaualizzata e… fatta funzionare.
Scritto da: Paolo Pellegrini