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Pneumatici
Il modello dello pneumatico: slip ratio, angolo di deriva e scorrimento combinato
Chi apre per la prima volta la telemetria di un simulatore tecnico si sorprende quasi sempre della stessa cosa: la ruota che genera più aderenza non è quella che gira alla stessa velocità dell'asfalto. Uno pneumatico produce forza soltanto se scorre. La misura di questo scorrimento in direzione longitudinale si chiama slip ratio, ed è definita come il rapporto fra la differenza tra velocità periferica del battistrada e velocità di avanzamento della vettura, e la velocità di avanzamento stessa. Valore nullo significa rotolamento puro e forza longitudinale nulla; valore pari a −1 significa ruota bloccata.
Perché esiste un picco
La spiegazione sta nella deformazione dei tasselli. Quando l'impronta entra nella zona di contatto, gli elementi di gomma si flettono e aderiscono all'asfalto: in quella porzione la forza cresce in modo quasi lineare con lo scorrimento. Man mano che l'elemento avanza verso l'uscita dell'impronta, la deformazione accumulata supera quello che l'attrito statico riesce a trattenere e il tassello comincia a strisciare. La forza complessiva è la somma delle due zone. Finché domina la parte aderente la curva sale; quando la zona di strisciamento occupa gran parte dell'impronta, la curva raggiunge il massimo e poi cala.
Su una mescola da pista simulata il picco longitudinale si colloca in genere fra il 6% e il 12% di scorrimento, quello laterale fra 5° e 9° di angolo di deriva. Sono valori indicativi: dipendono dalla costruzione, dalla temperatura e dal carico verticale. Il dato importante è un altro, ed è la forma della curva dopo il massimo. Una mescola con caduta ripida punisce l'errore in modo brusco e rende difficile recuperare un bloccaggio; una con caduta dolce lascia un margine ampio ed è la ragione per cui certe vetture perdonano molto più di altre a parità di aderenza di picco.
Angolo di deriva e ritardo di risposta
Sul piano laterale il parametro corrispondente è l'angolo di deriva, cioè l'angolo tra la direzione in cui la ruota punta e la direzione in cui si sta effettivamente muovendo. La pendenza iniziale di questa curva è la rigidezza di deriva, e determina quanto è pronta la vettura in ingresso di curva.
C'è però un ritardo che spesso viene ignorato: la carcassa non genera la forza istantaneamente, ma dopo aver percorso una certa distanza, chiamata lunghezza di rilassamento, che nei modelli usati dai simulatori tecnici vale tipicamente qualche decina di centimetri. Alla velocità di 200 km/h corrisponde a un ritardo di pochi centesimi di secondo, sufficiente però a spiegare perché una correzione di controsterzo troppo rapida arrivi sempre in ritardo rispetto alla partenza del retrotreno.
Scorrimento combinato: il vero limite
Longitudinale e laterale non sono indipendenti. L'aderenza disponibile è un budget unico, che si può rappresentare come un'ellisse: se una direzione ne consuma gran parte, all'altra resta poco. È il motivo per cui in staccata piena non si può sterzare, e per cui in appoggio pieno la minima riaccelerazione manda la vettura in scivolamento.
Il rilascio progressivo del freno in ingresso curva non è uno stile personale ma un'applicazione diretta di questo principio: si libera quota longitudinale man mano che si richiede quota laterale, mantenendo il vettore risultante vicino al bordo dell'ellisse senza superarlo.
Temperatura, pressione e degrado
Il coefficiente di attrito della gomma dipende fortemente dalla temperatura e ha un massimo abbastanza stretto. Sotto la finestra utile la mescola è rigida e non riesce a conformarsi alla rugosità dell'asfalto; sopra diventa eccessivamente cedevole, l'impronta si deforma e la superficie comincia a degradarsi. I simulatori tecnici modellano in genere almeno due livelli termici, la superficie e la massa interna, con costanti di tempo molto diverse: la prima risponde in pochi secondi, la seconda in diversi giri.
Questa differenza spiega un comportamento che confonde molti: un giro aggressivo può portare la superficie in temperatura e dare una sensazione di aderenza immediata, mentre la massa interna resta fredda e la pressione di esercizio non sale. Il giro dopo la superficie si è raffreddata e la prestazione crolla. La procedura corretta è scaldare progressivamente, con carichi laterali crescenti e frenate ripetute ma non estreme, e considerare il pacchetto pronto solo quando la pressione a caldo si stabilizza.
Che cosa guardare nella telemetria
- Canale di slip ratio in frenata: picchi oltre il 20% indicano bloccaggi che appiattiscono il battistrada e degradano la mescola in modo irreversibile.
- Angolo di deriva medio nelle curve veloci: valori stabilmente sopra il picco significano che la vettura sta scivolando in modo poco efficiente.
- Tre canali di temperatura per ruota: il gradiente trasversale racconta pressione e campanatura molto meglio del valore medio.
- Pressione a caldo per stint: una crescita continua che non si stabilizza è quasi sempre segno di scivolamento eccessivo.
Nessuno di questi controlli richiede strumenti esterni. Sono tutti canali già presenti nei simulatori tecnici, ed è sufficiente confrontarli su due giri consecutivi a ritmo costante per capire in quale direzione muoversi con l'assetto.