La matematica del sovrasterzo – Iniziamo con il precisare che normalmente il comportamento di una vettura in curva dipende dalla rigidezza di deriva dei suoi due assi, anteriore e posteriore, e dalla posizione del suo baricentro rispetto agli stessi assi e rispetto al terreno. Per dare qualche esempio pratico, una bassa rigidezza di deriva all’anteriore produce un veicolo sottosterzate mentre una bassa rigidezza di deriva al posteriore produce un veicolo sovrasterzante. O ancora, il freno e l’acceleratore producono una diminuzione della rigidezza di deriva dell’asse su cui agiscono e i trasferimenti di carico dall’interno curva verso l’esterno tendono a ridurre la rigidezza di deriva dell’asse coinvolto.

Trazione posteriore vs anteriore

Con una trazione posteriore rilasciando bruscamente il pedale del gas si innesca un trasferimento di carico che scarica le ruote posteriori sulle quali è inoltre applicata l’azione frenante del motore. Entrambi i fenomeni riducono la rigidezza di deriva delle ruote posteriori. All’anteriore, invece, il trasferimento di carico aumenta il carico sulle ruote anteriori, sulle quali non agiscono ne azioni frenanti ne motrici, generando così un aumento della loro rigidezza di deriva. Il risultato è il tipico sovrasterzo di rilascio delle vetture a trazione posteriore. Al contrario, nella fase di accelerazione brusche il trasferimento di carico carica le ruote posteriori, che vedono così aumentare la loro rigidezza di deriva, ma, dovendo sopportare anche l’azione traente del motore, le stesse ruote posteriori vedono diminuire nello stesso tempo la loro rigidezza di deriva. Le ruote anteriori, invece, continuano a non dover gestire ne forze frenanti ne di trazione ma il trasferimento di carico in accelerazione le scarica generando una riduzione della rigidezza di deriva. Si ha quindi un conflitto di fattori opposti che possono generare o un sovrasterzo o un sottosterzo definito “residuo”. In questo caso, a determinare il comportamento maggiormente sottosterzante o sovrasterzante è il rapporto (Altezza Baricentro / Passo della Vettura) che influenza non poco la dinamica intera della vettura stessa. Naturalmente su vetture potenti e leggere dominano senza dubbio i fattori sovrasterzanti con il rischio finale di completa perdita di aderenza quando si viene a creare un vero e proprio sovrasterzo di potenza.

Alla guida di una trazione anteriore se si rilascia bruscamente il pedale del gas si innesca un trasferimento di carico che riduce la rigidezza di deriva delle ruote posteriori ma aumenta quella delle ruote anteriori, rigidezza di deriva anteriore che viene però ridotta dall’azione frenante del motore. Ci si trova di nuovo in una situazione di conflitto tra fattori opposti che possono generare o un sovrasterzo o un sottosterzo definito “residuo”. A decretarlo è sempre il rapporto (Altezza Baricentro / Passo della Vettura), anche se nella maggior parte delle occasioni si crea un dolce sovrasterzo. Al contrario, accelerando bruscamente il trasferimento di carico scarica le ruote anteriori, che devono inoltre sopportare l’azione motrice del motore, e carica le ruote posteriori aumentandone la rigidezza di deriva. Entrambi i fattori concorrono a ridurre la rigidezza di deriva delle ruote anteriori instaurando il classico sottosterzo di potenza delle vetture a trazione anteriore. Il sopra citato rapporto (Altezza Baricentro / Passo della Vettura) è inoltre importante perché è indicativo dell’influenza che i trasferimenti di carico hanno sulla vettura. Tali trasferimenti, infatti, sono percentualmente più importanti per vetture corte ed a baricentro alto che non per vetture lunghe con il baricentro basso. Un elevato valore di questo rapporto naturalmente esalterà i comportamenti tipici di variazione di rigidezza di deriva incrementando il sovrasterzo di rilascio per le trazioni posteriori ed il sottosterzo di potenza delle trazioni anteriori oppure portando con altrettanta evidenza la trazione posteriore in accelerazione verso il sottosterzo e la trazione anteriore in rilascio verso il sovrasterzo.

Velocità critica del testa-coda

Ma passiamo a qualcosa di più spettacolare e divertente: il sovrasterzo. Questa tecnica di guida, molto divertente da vedere e non sempre facile da eseguire, a volte degenera in pirotecnici testa-coda dall’esito non sempre positivo. Proviamo a capire cosa porta una vettura dal percorrere una curva in sovrasterzo all’esibirsi in un non voluto testa-coda. Per un dato angolo di sterzatura effettiva la vettura sottosterzante segue traiettorie a raggio tanto maggiore quanto maggiore è la velocità. Al contrario, la vettura sovrasterzante segue traiettorie a raggio tanto minore quanto maggiore è la velocità. Esiste, infatti, per la vettura sovrasterzante un valore della velocità, definito velocità critica, per cui il raggio della traiettoria diviene molto piccolo, o al limite si annulla, cioè il moto della vettura si riduce ad una pura rotazione su se stessa. Questa velocità critica è dunque la velocità alla quale si innesca il testa-coda che, in sostanza, rappresenta la velocità oltre la quale la vettura sovrasterzante diventa fortemente instabile. In pratica, con una vettura sovrasterzante più la velocità cresce e più dovrete ridurre l’angolo di sterzo per eseguire la medesima curva. Questo succede fino al raggiungimento della velocità critica dove teoricamente, dal punto di vista fisico, la vettura sovrasterzante dovrebbe essere in grado di eseguire la stessa curva con un raggio di sterzo nullo. Superata questa velocità critica voi sarete costretti ad aumentare l’angolo di sterzo, ma questa volta in senso opposto alla curva, a mano a mano che la velocità aumenta. Unico problema che si presenta in questa situazione è la forte instabilità a cui è soggetta la vettura sovrasterzante una volta superata la velocità critica che la porta a danzare su quella sottile lama di rasoio che divide una gloriosa derapata da un deludente testacoda. Basterà, infatti, un minimo errore con il pedale del gas per ritrovarsi, nella migliore delle ipotesi, girati in contromano ed il tutto a causa di un eccesso di trazione che ha innescato una ulteriore riduzione della rigidezza di deriva delle ruote posteriori o, in parole povere, una improvvisa perdita di aderenza.

In definitiva, per le vetture sottosterzanti, o che comunque si mantengono tali, il testa-coda non esiste ma l’unica condizione per la quale è possibile uscire di strada è di “testa”. Mentre per le vetture che si mantengono neutre l’uscita di strada prevede che la vettura rimanga parallela alla strada stessa, almeno in linea teorica. Il testa-coda si genera quindi a causa di una forte riduzione di aderenza trasversale operata da un forte impegno di aderenza longitudinale. Oppure, il sovrasterzo di potenza da fermo è in sostanza un testa-coda a velocità nulla ottenuto applicando una forte trazione motrice alle ruote posteriori. O, ancora, il sovrasterzo di rilascio utilizzato dai piloti nelle curve lente per ottenere il rapido inserimento in curva della vettura. Ma questa velocità critica può essere raggiunta anche a vettura perfettamente dritta o leggermente sterzata. Si spiegano così quegl’improvvisi testa-coda che si verificano nel primo tratto di rettilineo preceduto da una curva lenta. In queste condizioni la forte trazione motrice può annullare o ridurre fortemente la rigidezza di deriva delle ruote posteriori.

Qualche trucchetto magico

Le vetture a trazione anteriore, come già detto, divengono generalmente tanto più sottosterzanti quanto maggiore è la trazione motrice applicata alle ruote presentando un sottosterzo di potenza. Il controllo di questo sottosterzo è quanto mai intuitivo e naturale poiché basta alleggerire dolcemente il gas riportando la vettura alla neutralità o a un dolce sovrasterzo in rilascio. Questo è il motivo per cui la trazione anteriore è considerata più facile da gestire rispetto alla vettura a trazione posteriore sempre in bilico tra sovrasterzo di potenza e sovrasterzo di rilascio con l’aggiunta dei ben noti sovrasterzi successivi o pendolamenti. Quando però il sovrasterzo di rilascio della vettura a trazione anteriore è sufficientemente violento allora la situazione può essere più difficile da controllare di quanto non lo sia con una vettura a trazione posteriore. Essendo diventata anch’essa, in condizioni di rilascio, sovrasterzante, scatta infatti anche per essa la trappola della velocità critica e si innesca il testa-coda.

Vi sono però due aggravanti. La prima è il fatto che nella vettura a trazione anteriore l’azione frenante applicata alle ruote anteriori e la corrispondente forza d’inerzia applicata al baricentro formano una coppia il cui braccio cresce a mano a mano che la vettura si intraversa con un effetto instabilizzante via via crescente che rende sempre più grave la tendenza della vettura a ruotare. Nella vettura a trazione posteriore l’azione frenante è invece applicata alle ruote posteriori e la citata coppia diventa stabilizzante addolcendo il testa-coda e conferendogli magari un andamento pendolare. La seconda è il fatto che gli pneumatici posteriori, essendo folli, si trovano sempre in condizioni di massima aderenza trasversale. Se questi pneumatici sono andati in testa-coda entrando in slittamento significa che è stato superato un limite alto di aderenza che non presupponeva più margini. Ciò che può salvare la situazione in questo frangente è il dare oculatamente una giusta quantità di gas in modo da ritrasferire il carico alle ruote posteriori e favorire così la loro ripresa di aderenza controsterzando ovviamente nello stesso tempo.

Infine, nelle vetture a trazione anteriore la derapata delle ruote posteriori è teoricamente impossibile ma può essere eseguita con la tecnica della frenata con il piede sinistro. Frenando con l’acceleratore opportunamente premuto si crea la situazione in cui le ruote posteriori sono in condizione di bassa aderenza trasversale mentre quelle anteriori sopportano il tiro del motore neutralizzando la frenatura che causa una situazione finale di forte aderenza trasversale. In queste condizioni la vettura può derapare sulle ruote posteriori mantenendosi stabile su quelle anteriori. Sfruttando questo fenomeno in pista si cerca un effetto sovrasterzante sulle vetture a trazione anteriore che facilita l’inserimento in curva attraverso un forte irrigidimento della barra antirollio posteriore poiché causa l’aumento di deriva dell’assale posteriore. In queste condizioni le vetture in curva alzano addirittura la ruota posteriore interna da terra.

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