Mi è capitato l’altra sera di parlare con qualche amico che non segue la Formula Uno quanto me di zavorre e pesi sui mezzi da competizione che classicamente ogni costruttore cerca di posizionare nella parte più adatta della vettura per abbassarne il baricentro. Ma cosa succederebbe se una massa extra venisse resa “mobile” per migliorare la dinamica della vettura? Ce l’ha mostrato Renault con il Mass Damper nel 2005. Vediamo cos’è.
Da piccolo, fino ai 7 anni seguivo la Formula Uno per osmosi. Mio padre guardava le gare, io giocavo attorno ai divani con qualche modellino replicando le situazioni di gara in modo abbastanza grottesco. Non capivo ancora quanto fosse alto il livello di ricerca ingegneristica su quelle vetture, che mi limitavo a sentir urlare in sottofondo alle voci di Mazzoni e Capelli.
Era il 2005, non avevo nemmeno fatto 6 anni ed una sera -che ricordo come se fosse ora- mio padre prese un Post-It giallo, e iniziò a disegnarmi una sorta di cilindro compreso tra due molle all’interno di un musetto da F1.
“Vedi, questo è il sistema che usa Renault”. Lo chiamava Mass Damper, e solo qualche anno dopo, andando a ripercorrere la storia e la tecnica delle monoposto più iconiche del nostro sport, compresi quanto fosse geniale tale sistema, che spesso viene dimenticato quando si parla di soluzioni tecniche rivoluzionarie.
Se l’anno passato avevamo il DAS a prendersi tutta la scena, una quindicina di anni fa avevamo il Mass Damper, ecco.
Come funziona?
Il sistema del Mass Damper (assorbitore dinamico) è in realtà un sistema ben noto in ambito industriale ed edilizio.
Viene utilizzato per annullare gli effetti negativi derivanti da vibrazioni indesiderate. Questo sistema tende a conservare l’energia associata al movimento del sistema in cui è contenuto e trasformarla in energia elastica e potenziale.
Sulla massa m1 (che nel caso automobilistico è il muso dell’auto) agisce una forza F1 dovuta alle vibrazioni o le sollecitazioni della pista, cordoli, ecc.
La massa m2 rappresenta il mass damper ed è collegata ad m1 con un sistema sospensivo. Il movimento indotto su m1 si trasmette quindi anche al mass damper, che viene studiato con una massa tale da acquisire una frequenza di vibrazioni esattamente contraria a quella ricevuta. È possibile quindi trovare una frequenza della sollecitazione F0 per la quale le vibrazioni su m1 vengano quasi totalmente smorzate. Questo avviene perchè la massa m2 restituisce una forza esattamente contraria a quella che gli viene indotta dal sistema principale.
Ma senza dilungarci ulteriormente sulle nozioni di fisica di base, vediamo come veniva utilizzato prima sulla Renault R25, in cui è stato introdotto a partire dalla gara di Monza nel 2005.
Come veniva utilizzato?
Renault montava un mass-damper dal peso di 9Kg -che passò inizialmente inosservato agli occhi dei delegati FIA- facendolo sembrare parte del sistema sospensivo, benchè non lo fosse. Pat Symonds scrisse una relazione di 60 pagine ai tecnici della Federazione per dimostrare che il sistema fosse parte integrante del sistema sospensivo, ma -giustamente- tale report tecnico venne ignorato.
Il peso veniva collocato all’interno del muso della vettura. Va prima specificato che una monoposto di Formula Uno ha un sistema sospensivo per natura molto rigido: uno dei compiti delle sospensioni in F1 è quello di stabilizzare l’assetto aerodinamico della vettura al fine di renderlo il più costante possibile durante la lunghezza di un giro. Ovviamente le masse non sospese (gomme, cerchi, bracci delle sospensioni, freni…ecc) non godendo della stabilizzazione fornita dal sistema sospensivo, generano vibrazioni ogni qualvolta la vettura monti su cordoli, dossi e qualunque bump o asperità presente sul tracciato.
Queste vibrazioni vengono in parte assorbite dalla gomma stessa, disegnata appositamente per svolgere tale funzione; ma agli ingegneri Renault serviva qualcosa in grado di smorzarle quasi totalmente: ecco come nasce il mass-damper in Formula Uno.
Col passare dei gran premi della stagione 2006 (in cui Renault poté progettare la R26 attorno al proprio ben collaudato sistema) svariati altri team provarono il mass damper anche con risultati soddisfacenti. Ferrari, Toro Rosso, Red Bull, Midland e McLaren lo provarono prima nei test e poi in gara. Inoltre, Renault e Ferrari ne testarono un prototipo dedicato anche alla parte posteriore della vettura.
