Downforce: dalla Ferrari di Spa 1968 al disastro del Montjuïc, l’ala che incolla l’auto a terra (AeroNEC · 2)

Il 9 giugno 1968, a Spa, sulla Ferrari di Chris Amon comparve un’ala sopra il motore. Mauro Forghieri non aveva inventato nulla: Jim Hall ci aveva già provato in Texas con le Chaparral. Ma quello fu il weekend in cui la Formula 1 si accorse sul serio che l’aria poteva spingere un’auto a terra. Amon fece la pole con oltre tre secondi di vantaggio su Stewart. Meno di un anno dopo, sul circuito del Montjuïc, a Barcellona, le ali di due Lotus crollarono a poca distanza l’una dall’altra e Graham Hill e Jochen Rindt finirono contro le barriere. Noi spagnoli, quel giorno, abbiamo visto in diretta il prezzo di una cosa che tutti stavano ancora imparando a conoscere.

Quella cosa è il downforce, il carico aerodinamico. Nel primo capitolo di AeroNEC abbiamo visto l’aria come un muro che frena e costa potenza. Qui rovesciamo l’idea, e il risultato è una delle cose più strane mai messe su un’automobile: un pezzo che ti frena apposta, per farti andare più forte.

Prendete una Formula 1 moderna lanciata a circa 150 orari. Genera già una forza verso il basso pari al proprio peso. Più si accelera, più quella forza raddoppia e triplica ciò che pesa la macchina. In teoria, potrebbe viaggiare a testa in giù sul soffitto di una galleria senza cadere. L’aria la schiaccerebbe contro il soffitto con più forza di quella che la gravità usa per tirarla giù.

Chi ci aveva pensato prima

L’idea è più vecchia di quanto si creda. Nel 1956 lo svizzero Michael May montò un’ala rovesciata sulla sua Porsche 550 e si presentò al Nürburgring. Andò talmente forte nelle prove da spaventare i commissari, che gliela fecero togliere. Dieci anni dopo, Jim Hall tornò sul tema in Texas, con la Chaparral 2E e la sua ala altissima, montata direttamente sulle sospensioni e regolabile con un pedale. Tutti risero, poi tutti copiarono. A Spa, nel 1968, la F1 si limitò ad arrivare ultima.

Un’ala d’aereo, ma capovolta

L’ala di un aereo è fatta in modo che l’aria corra più veloce sopra che sotto. Sopra c’è meno pressione, sotto di più, e il risultato è una forza verso l’alto che solleva centinaia di tonnellate. L’alettone di un’auto è quella stessa ala montata al contrario. La forza punta verso l’asfalto e non verso il cielo. L’aereo vuole decollare, l’auto da corsa vuole inchiodarsi.

Questa forza, come la resistenza, cresce con il quadrato della velocità. A bassa velocità l’ala praticamente non fa nulla. A 250 orari l’auto corre su un binario, e in un tornante lento torna a scivolare come una saponetta, perché l’aria che la teneva a terra se n’è andata con la velocità. È per questo che chi guida da pista una macchina da corsa moderna deve imparare a fidarsi del carico: più sei veloce, più tiene, un’idea che va contro ogni istinto.

Perché non è come aggiungere peso

Ecco il grande equivoco. Se voglio più aderenza, perché non appesantire la macchina? Il peso schiaccia le gomme contro l’asfalto, e dunque dà presa. Vero, ma lo paghi caro. Quei chili vanno spostati in partenza, fermati in frenata e portati dentro ogni curva. Quello che guadagni in aderenza lo perdi in inerzia. Chapman, che nella storia di Lotus trattava il peso come il nemico numero uno, lo aveva capito fin dalle prime Seven.

Il carico aerodinamico è interessante proprio per questo. Preme le gomme esattamente come se l’auto pesasse di più, senza aggiungere un grammo di massa. L’auto entra in curva come se pesasse il doppio, ma accelera e frena come il peso piuma che è. Una vettura da competizione non cerca la zavorra: cerca di essere leggera e di farsi aiutare dall’aria.

Non c’è solo l’alettone

Quando si pensa al downforce si pensa all’ala posteriore, perché si vede. Ma è solo uno dei tre punti in cui un’auto da corsa produce carico, e nemmeno il più efficiente.

Davanti c’è lo splitter, quel labbro piatto sotto il muso che quasi tocca terra: l’aria che passa sopra rallenta e preme il muso verso il basso, e quella che passa sotto accelera. Tiene incollato l’asse anteriore. Dietro, sotto l’auto, c’è il diffusore, un canale che si allarga e accelera l’aria nel sottoscocca, creando depressione. Sopra c’è l’ala, la più brutale e la più costosa in resistenza delle tre.

Questi tre elementi devono stare in equilibrio, ed è qui che si nasconde un pericolo ignorato da molti appassionati di tuning. Metti tanto carico davanti e poco dietro, ad esempio uno splitter enorme con un alettone piccolo, e la macchina diventa un’arma ad alta velocità: il retrotreno resta senza presa proprio quando vai più forte, e questo significa sovrasterzo a 200 orari. Gli ingegneri non inseguono più carico in assoluto, inseguono il carico ben distribuito.

La trappola: il carico non è mai gratis

Ogni volta che generi carico, generi resistenza. Tutte e due nascono dallo stesso gesto, costringere l’aria a cambiare direzione. E il rapporto è spietato: grosso modo, se raddoppi il carico di un’ala, la sua resistenza indotta quadruplica. Chiedi il doppio di presa e paghi il quadruplo di freno. Non si tratta quindi di montare l’ala più grande del mondo, ma di ottenere il massimo con il minimo castigo. Ed è lì che guadagnano lo stipendio i tecnici di Maranello, di Varano de’ Melegari e di Woking.

Questo spiega anche una cosa che pochi credono finché non la sentono raccontare. A velocità massima, una Formula 1 decelera di oltre 1 g solo sollevando il piede dall’acceleratore. Mollare il gas la frena come un’auto sportiva stradale con i freni a fondo. Quella resistenza c’è sempre.

C’è anche un’ironia crudele. Il carico cresce con la velocità, e dunque l’ala ti dà tantissima forza dove serve meno, in rettilineo, e quasi nulla nella curva lenta dove ne vorresti. Per questo le curve lente si fanno con la presa meccanica, gomme e sospensioni, e la magia aerodinamica entra in gioco solo in quelle veloci.

Barcellona, 1969

A questo punto capite il disastro del Montjuïc. Nel 1968 e 1969 le ali crescevano di settimana in settimana, e soprattutto in altezza. I team le montavano su lunghi supporti sottili, spesso direttamente sulle sospensioni, per andare a cercare aria pulita sopra la macchina. A Barcellona, il 4 maggio 1969, sul dosso dopo i box del circuito cittadino, l’ala di Graham Hill cedette e la Lotus si schiantò. Pochi giri dopo toccò a Jochen Rindt, nello stesso punto, con un incidente molto peggiore: naso rotto, mascella fratturata. Rindt scrisse poi a Chapman una lettera dura contro quelle ali, e l’anno dopo diventò l’unico campione del mondo postumo della storia, a Monza, dove morì proprio dopo aver tolto le ali per guadagnare in rettilineo.

La federazione intervenne già a Montecarlo, due settimane dopo, vietando di colpo le ali alte, e poi scrisse le regole che fissavano altezza e posizione. Se oggi gli alettoni stanno bassi e fissati al telaio, si deve a quel pomeriggio spagnolo, di cui in Italia si parla pochissimo. Da voi si ricorda Spa perché c’era una Ferrari. Da noi si ricorda Montjuïc perché lì quel sogno ha fatto paura.

E purtroppo il Montjuïc non aveva finito. Il 27 aprile 1975, nel Gran Premio di Spagna, sullo stesso circuito, si staccò l’alettone posteriore della Hill di Rolf Stommelen, che era in testa alla corsa. L’auto volò oltre le barriere e uccise alcuni spettatori. La gara fu sospesa con metà punteggio, e fu così che Lella Lombardi, sesta con la March, diventò l’unica donna a portare a casa punti iridati in Formula 1: mezzo punto, ottenuto da una piemontese di Frugarolo nel giorno più nero dell’automobilismo a Barcellona. Da allora in Formula 1 non si è più corso al Montjuïc.

Forghieri, va detto, aveva capito prima di altri anche il rovescio della medaglia. A Maranello quell’ala si muoveva già, comandata dalla pressione dell’olio del cambio e dal pilota, in anticipo di decenni sulle cose di cui si parlerà qui sotto. Ne abbiamo parlato raccontando Forghieri e il V12 Lamborghini.

Monza contro Montecarlo

Se avete capito che il carico dà presa in curva ma ruba velocità in rettilineo, avete capito perché i team cambiano assetto da un weekend all’altro. E qui l’esempio è di casa.

Montecarlo è cittadina, stretta e lenta, una curva dopo l’altra. Non si raggiunge mai la velocità massima, e dunque serve presa, sempre e soltanto presa: massimo carico possibile. Monza è l’opposto: lunghi rettilinei dove si vola e poche curve. Lì l’ala grande è una zavorra, e tutti scaricano la macchina. Vedere le monoposto del Gran Premio d’Italia con quelle alette sottili come una lama è uno spettacolo che molti tifosi di Maranello danno per scontato. Nel resto del mondo il Tempio della Velocità è l’unica pista del calendario per cui si costruisce un’ala apposta, e la cosa dice molto del posto. Nel 2018 Kimi Räikkönen, con la Ferrari, ci ha fatto il giro più veloce nella storia del campionato, a oltre 263 orari di media: il risultato di macchine scaricate al limite su un rettilineo che perdona poco.

Stessa macchina, stesso motore, due personalità opposte. E poi tutto il resto, sospensioni e freni, si regola intorno a quella scelta. O incolli l’auto a terra, o la lasci correre. Le due cose insieme non si possono avere.

O quasi. Il DRS, introdotto nel 2011, apre un pezzo di ala in rettilineo per scaricare la resistenza e lo richiude alla frenata. E l’aerodinamica attiva, con ali che cambiano modalità da sole, è la direzione verso cui spinge il regolamento. È il vecchio sogno di Forghieri, tornato con mezzo secolo di ritardo e tanta elettronica in più. Sulle stradali, le soluzioni attive si vedono da tempo: la Ferrari F40 LM aveva già un’ala regolabile, e a Sant’Agata la Huracán Performante ha costruito la sua fama sui flussi d’aria deviati in curva.

Il passo successivo

Arrivati qui, qualsiasi ingegnere direbbe l’ovvio: se l’ala dà carico ma castiga con tanta resistenza, non ci sarà un modo per pagare di meno? C’è, e ha cambiato le corse per sempre. Invece di appendere un’ala al vento, si può usare il fondo stesso dell’auto per accelerare l’aria sotto la vettura e creare una zona di bassa pressione. Tanto carico, poca resistenza. Si chiama effetto suolo, ed è la storia del prossimo capitolo, quella che ha messo in crisi il boxer di Maranello.

Il concetto da tenersi è questo. Il carico è l’aria che lavora a tuo favore: la stessa che frena in rettilineo incolla a terra in curva. Dà la presa di un’auto pesante senza il suo peso, ma si porta sempre dietro resistenza. L’arte dell’aerodinamica da corsa consiste nel decidere quanto dell’una si è disposti a pagare per l’altro, curva per curva.

Un’auto stradale tocca appena questo mondo. E l’alettone sulla macchina di vostro cognato, quasi certamente, non produce nemmeno da lontano il carico che promette. Quella delusione la teniamo per l’ultimo capitolo.

Controlla di essere ancora vivo.

Foto: Ferrari 312, Mutari (pubblico dominio); Lotus 49, Mikaël Restoux (CC BY-SA 3.0); Chaparral 2E, Craig Howell (CC BY 2.0); Ferrari F40, TTTNIS (CC0); Red Bull a Monza 2019, Eustace Bagge (CC BY-SA 4.0). Via Wikimedia Commons.