N. 13 del 1/9/1998

Ferrari il mito e la tecnologia
di Antonio Cianci


In occasione della preparazione al Gran Premio di Monza, che si correrà il 13 di settembre, PC Inter@ctive è andato a Maranello per vedere come la prestigiosa Scuderia Ferrari fa le sue macchine e per parlare con i tecnici e i piloti che la portano alla vittoria. La progettazione di una vettura di Formula Uno, che rappresenta quanto di più avanzato possa venire realizzato in campo automobilistico, richiede studi e ricerche approfonditi e competenze elevate. Non è infatti un compito facile realizzare un bolide che sviluppa oltre 700 cavalli restando abbastanza maneggevole da poter eseguire sorpassi millimetrici in condizioni spesso proibitive.

In una vettura da competizione sia i motori sia le parti meccaniche, come cambio e sospensioni, sono sottoposti a sollecitazioni enormi, molto maggiori di quelle cui devono rispondere le automobili "normali". La loro progettazione deve quindi tenere conto di queste condizioni di utilizzo estremo, in modo da garantire la massima affidabilità di ogni singolo componente, da cui dipende non solo il risultato in gara ma anche la stessa vita del pilota. Oltre al disegno delle parti meccaniche, particolare importanza rivestono gli studi di meccanica e aerodinamica necessari per distribuire correttamente le masse della vettura e per ridurre al minimo la resistenza dell'aria che, alle velocità raggiunte dalle monoposto in gara, è tutt'altro che irrilevante.
Grazie a strumenti di prototipizzazione avanzati è possibile passare con rapidità dal progetto al prototipo, riducendo notevolmente i tempi di realizzazione.
Per fare tutto questo le moderne scuderie di F1 assomigliano sempre meno alle romantiche officine di inizio secolo, in cui la progettazione veniva fatta con carta e matita e la messa a punto veniva eseguita "a orecchio" dal pilota e dai tecnici. La Scuderia Ferrari, ad esempio, conta 350 addetti ed è dotata di oltre 300 PC di classe Pentium e Pentium II e di 70 stazioni cad di alto livello collegati mediante una rete ethernet a fibre ottiche da 100 Mbit. Non solo.
Michael Shumacher, prima guida Ferrari, è nato il 3 gennaio 1969. Campione del Mondo di formula 1 nel 1994 e nel 1995 ha guidato il suo primo cart a 4 anni.
Ogni vettura è equipaggiata con componenti elettronici di alto livello in grado di monitorarne il comportamento in prova e in gara e di comunicare i dati mediante i sistemi di telemetria realizzati in collaborazione con Magneti Marelli, la quale ha un suo distaccamento operativo presso la sede di Maranello. Ma quali sono i programmi e le tecnologie usate per le sue macchine da gara dalla più prestigiosa casa costruttrice di auto del mondo?

Una per tutti, tutti per una

Contrariamente a quanto avviene nelle altre scuderie che partecipano al Campionato del Mondo di Formula Uno, che assemblano le parti prodotte all'esterno con quelle prodotte in casa (come ad esempio la McLaren che utilizza i motori Mercedes), la Gestione Sportiva Ferrari (questo il nome ufficiale della squadra) progetta e costruisce da sé tutte le componenti delle sue vetture.


Il colore rosso tipico della Ferrari è quello nazionale italiano per vetture da Gran premio, stabilito dalla Federazione Internazionale dell'Automobile nei primi anni del secolo. Oggi la Ferrari offre una gamma di 18 colori diversi per le sue Granturismo.
Nella sede della società, a Maranello, vengono infatti realizzati il telaio, le trasmissioni, il cambio, il motore e tutto quanto necessario per completare una monoposto. Anche se l'affermazione potrà sembrare eccessivamente retorica, questa è l'essenza del mito Ferrari, il motivo che la differenzia da tutte le altre squadre: una Ferrari è realizzata interamente dai suoi ingegneri e dai suoi tecnici che non si limitano ad assemblare ottimi motori e ottimi telai ma che li progettano e li costruiscono, con un impegno decisamente superiore a quello delle altre scuderie. Questa scelta, voluta da Enzo Ferrari e a cui mai nessuno ha pensato di rinunciare, crea però carichi di lavoro maggiori cui si aggiungono notevoli problemi di organizzazione. Infatti la quantità dei dati da gestire è in pratica doppia rispetto a quella di chi produce solo il motore o i telai. Ma si tratta di difficoltà superabili.

Dalla matita alla pista, passando per il computer


IL CIRCUITO DI FIORANO

Il circuito è stato costruito nel 1972 in un'area adiacente allo stabilimento di Maranello. Il tracciato originale, tuttora percorribile, misura 3.000 metri, ma nel 1996 è stata introdotta una variante (una curva veloce anziché un tornante al termine del rettifilo dei box) che ha accorciato di 24 metri la lunghezza totale. La pista è dotata di circuito televisivo interno, cronometraggio ed telemetria. La pista è adatta alle prove e al collaudo delle vetture di F1 e Gran Turismo.


L'idea di una nuova macchina (ma anche di un nuovo elemento del telaio o del motore) parte dai progettisti, divisi in tre diversi uffici, che si occupano rispettivamente dello sviluppo del motore, dell'aerodinamica e della parte relativa al telaio, alle sospensioni e al cambio. La progettazione del motore si avvale, oltre che dell'esperienza degli ingegneri Ferrari, di Pro/Engineer, un potente software di progettazione meccanica realizzato da Parametric Technology Corporation (www.ptc.com).
ON LINE Dal novembre 1995 la Ferrari ha messo a disposizione degli appassionati il suo sito ufficiale in Internet: www.ferrari.it Il sito è uno dei più visitati del mondo: il record è stato stabilito il 7 gennaio 1998, in occasione della presentazione della F300 con 2.247.420 contatti.
Per il telaio, le sospensioni e il cambio, oltre che di tutta la parte aerodinamica, la scelta è invece caduta su Catia, prodotto da Dassault Systems e commercializzato in tutto il mondo da Ibm (www.catia.ibm.com) e installato su workstation Ibm RS/6000. Si tratta di un prodotti leader nel campo della progettazione assistita dal calcolatore utilizzati da numerose case automobilistiche come Chrysler, Fiat e Bmw. Una caratteristica molto importante di questi programmi è data dalla possibilità di utilizzare l'immenso database di dati raccolto durante la progettazione di tutti i componenti delle precedenti macchine di F1. In questo modo ogni nuovo pezzo può essere realizzato sulla base della sua precedente versione, facendo risparmiare tempo e risorse ai progettisti. Dopo aver progettato il prototipo inizia l'importante fase della simulazione, per cui vengono impiegati programmi in grado di aiutare gli ingegneri a progettare, simulare, sperimentare e realizzare un modello al computer in breve tempo come I-DEAS Master Series. Il risultato, importante in qualunque azienda manifatturiera, ma maggiormente in un team di F1, è la possibilità di avere in tempi brevi la visione completa del progetto.
La Scuderia Ferrari è una delle più antiche del mondo. Qui vediamo l'intera squadra in una immagine degli anni Venti.
Con I-DEAS in pratica si crea un modello solido tridimensionale al computer che definisce con precisione la geometria e le caratteristiche del materiale e che può essere utilizzato per la valutazione delle prestazioni meccaniche e per la valutazione dell'integrità strutturale del progetto, fornendo informazioni che possono essere usate per ottimizzare le prestazioni.

L'impiego di programmi di questo tipo permette di raffinare la progettazione di una vettura di F1 verificando immediatamente la validità delle soluzioni proposte. La ricchezza delle informazioni contenute nel modello digitale permettono inoltre di comunicare immediatamente le richieste necessarie alla produzione e ai fornitori in modo da ridurre al minimo i tempi di produzione del modello reale. A questo si affianca Part Manager, un software appositamente sviluppato per la Scuderia Ferrari grazie al quale ogni componente, anche il più minuscolo, viene catalogato e monitorato nelle diverse fasi della sua vita. È possibile sapere così se ha fatto parte di una determinata vettura, se è stato usato in gara o in prova, quante volte, quanti giri ha compiuto a bordo di una vettura. In questo modo, quando si costruisce una vettura è possibile sapere con esattezza quali pezzi devono essere usati.Questa attenzione, che potrebbe sembrare quasi maniacale, non sorprende però i tecnici e gli appassionati. In Formula Uno, e nelle competizioni in genere, si producono sulle parti meccaniche ed elettroniche della vettura sollecitazioni estreme. Sapere con precisione il grado di utilizzo anche di un piccolo bullone, è quindi importante quando si deve mettere insieme una macchina con cui il pilota deve vincere una gara. Sarebbe veramente frustrante perdere, come è già capitato, perché, in una macchina dal costo di qualche miliardo, ha ceduto un componente da poche migliaia di lire.

Non solo cilindri e pistoni

Oltre al motore e alle parti meccaniche - importantissime - nelle moderne monoposto hanno importante rilievo anche le componenti elettroniche, che permettono di monitorare il comportamento della macchine e che, grazie ai dispositivi della telemetria, comunicano con i tecnici ai box. Sulla vettura attualmente in produzione, la Ferrari F300, sono montate quattro centraline intelligenti (ognuna è dotata di sei cpu a 32 bit, di potenza paragonabile a quella dei Pentium e dei Pentium II che equipaggiano i personal computer attuali). Il loro compito è quello di raccogliere i dati sul comportamento del motore, sul livello del carburante, sulle sollecitazioni meccaniche cui è sottoposta la vettura nel suo interno e nelle sue singole parti. I dispositivi sono realizzati da Magneti Marelli (www.marelli.it) e vengono personalizzati a Maranello da una équipe di tecnici altamente specializzata. Le quattro centraline, cui si aggiunge quella alloggiata nel volante che raccoglie ed elabora le informazioni trasmesse dal pilota, hanno funzioni sia di controllo (verificano che la vettura faccia ciò che ci si aspetta da essa), sia di monitoraggio (acquisiscono i dati che permettono agli ingegneri di intervenire sulle diverse parti della macchina come motore o telaio).

I dati trasmessi dalle centraline vengono raccolti e usati sia con la macchina in movimento mediante la telemetria che trasmette le informazioni via radio ad un server Windows NT che smista i dati alle postazioni dislocate nei box (circa una trentina), sia a motore fermo, quando vengono smontate dalla vettura ed interrogate come avviene con le scatole nere degli aerei.

Per ufficio il mondo

In una scuderia di Formula Uno la tempestività nello scambio delle informazioni può essere determinante. Grazie ad un accordo con TeleSpazio e Telecom, quando la squadra va in trasferta, resta comunque collegata con Maranello. Utilizzando il satellite Eutelsat, tutte la rete interna è collegata continuamente con i computer che si trovano sui motorhome in giro per il mondo. Anche il collegamento telefonico è in sempre attivo: per chiamare i box ad Adelaide, per esempio, basta fare il numero interno del motorhome e si è collegati come se si stesse chiamando il collega nell'ufficio accanto.

E il pilota?

Da quanto abbiamo visto fino ad ora, la tecnologia ha un ruolo importante, addirittura da sembrare predominante. In realtà, la tecnologia, come in tutti i casi, fornisce soltanto strumenti più raffinati, ma non è in grado di sostituirsi all'uomo. Anche se è tecnicamente possibile pilotare la macchina dai box, come se fosse un modellino in scala reale, nessuno potrebbe portarla come un pilota in pista. Neanche un pilota. La guida di una monoposto di Formula Uno, ma anche di una qualunque macchina da gara, richiede coraggio, concentrazione preparazione fisica e, non ultima, passione sportiva. Quello che abbiamo visto potrà permettere di costruire macchine sempre più sofisticate, in grado di fornire prestazioni estreme, ma non potrà mai sostituire la testa del progettista e il cuore e il piede del pilota.

LA GALLERIA DEL VENTO

Dopo aver studiato le vetture al calcolatore si passa alla realizzazione del modello fisico la cui aerodinamica viene perfezionata usando la nuova galleria del vento, progettata da Renzo Piano. L'opera, completata lo scorso anno, consente la simulazione delle situazioni reali che le vetture di F1 incontrano in pista. L'edificio è essenzialmente un condotto nel quale viene prodotto un flusso d'aria a velocità controllata mediante un ventilatore del diametro di oltre cinque metri. L'impianto è dotato dei più moderni sistemi di acquisizione dati, sia digitali che analogici, e dei più avanzati sistemi di rilevazione delle forze. Il modello in scala può simulare ogni tipo di assetto e di movimento (rollio, imbardata, beccheggio, sterzata e moti dinamici) per mezzo di un complesso meccanismo. Nella galleria Ferrari è possibile impiegare modelli in scala di vetture fino al 65% delle dimensioni reali, con la possibilità di provare anche vetture in scala 1:1.



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