Visto, Fatto e Preso

Ultimamente, per varie circostanze, sono stato impegnatissimo sul fronte automobili (anche più del solito).
Come summa di questo quasi full-immersion sono giunto alla conclusione di un disegno che avevo nel cassetto già da qualche tempo.

Signore e signori, ho progettato la migliore auto sportiva della storia.

La vettura si intende avanzatissima, ma con un occhio alle reali possibilità costruttive. Ovviamente, come per ogni dream-car che si rispetti, il fattore costo non è stato minimamente contemplato, ma si è spinto ogni seppur piccolo dettaglio all’ottenimento della massima efficienza dinamica possibile. Pertanto, e qui viene il divertimento, se qualcuno riesce a trovare qualcosa che si possa ulteriormente migliorare è chiamato a gran voce a proporlo.

Ali Gmbh SCYLLA Model Year 2010 Mk1

Partiamo dal motore, la parte più divertente. Poichè nessun sistema di sovralimentazione, a qualunque livello, sarà mai in grado di compensare alla perfezione l’assenza dei cm cubici, scegliamo immediatamente la soluzione aspirata. Visto che, inoltre, quest’unità verrà posizionata centralmente (l’unico modo per permettergli di scaricare a terra in modo efficace le centinaia di cavalli che da esso stiamo per tirare fuori), possiamo anche tollerare che il propulsore non sia del tutto contenuto in termini di estensione longitudinale, pareggiando i conti con un 6 cilindri in linea. Questa libertà, unita all’esigenza di ottenere coppia e potenza in abbondanza ci legittima, in conclusione, ad optare per un frazionamento a 12 cilindri (a V di 90°), con il conseguente vantaggio di un equilibratura dinamica naturale, che non dovrà essere corretta da contralberi antivibrazione (e quindi niente spreco di energia meccanica). L’angolo di apertura delle bancate ci garantisce inoltre il massimo abbassamento del baricentro per una configurazione che non sia boxer o cilindri contrapposti. 
Per la scelta della cilindrata facciamo valere le seguenti considerazioni:
– per una buona potenza massima, l’allungo sarà indispensabile (quindi elevati regimi di rotazione).
– per ottenere tale allungo, oltre che ai sistemi che analizzeremo più avanti, un rapporto alesaggio/corsa superquadro sarà ugualmente indispensabile.
– per compensare la perdita di coppia sacrificata per l’allungo, ricorrere a cilindrate unitarie elevate sarà ancora una volta indispensabile.
In conseguenza a questi fattori, scegliamo una cilindrata unitaria di circa 600 cc, esatto compromesso tra i 350 cm cubi di migliore rendimento termodinamico ed allungo (che raggiungeremo in altro modo) e gli 800 cm cubi del tutto votati alla coppia. Scelta la cubatura per singolo, moltiplichiamo per 12 cilindri ed otteniamo 7200 cm cubi di cilindrata complessiva. (Molto simili, guarda caso, ai 12 cilindri Mercedes ed Aston Martin).
Poichè a questo motore chiediamo leggerezza ed efficienza, ne progettiamo la fusione in alluminio con cilindri in ceramica e mantello dei pistoni (ridotto ai minimi termini per il massimo rapporto di compressione e rinforzato con traverse ad H) in riporto nichel-cadmio. Le testate saranno prodotte in magnesio, la lubrificazione sarà ovviamente a carter secco (anche in questo caso massimo abbassamento del baricentro). Bielle in titanio.
Ora che abbiamo scelto le caratteristiche salienti del motore parliamo dei servizi ad esso applicati. Per limitare le perdite di potenza causate da attrito, faremo ampio uso di meccanismi alimentati elettricamente. Questo comporterà ampi dispendi energetici di correte, ma una batteria surdimensionata (posta sull’avantreno per la migliore distribuzione dei pesi) ed un opportuno gruppo di generazione corrente si intendono comunque meno dispendiosi in termini di massa fisica e di assorbimento di energia meccanica rispetto a qualunque dispositivo a funzionamento pilotato da cinghia. Per migliorare la rigenerazione di corrente e carica elettrica, utilizzeremo un sistema di recupero di energia dalla dissipazione dai freni ed un sistema piroelettrico applicato alla marmitta.
Scendiamo ora nei dettagli della distribuzione: per evidenti ragioni di efficienza termodinamica, scegliamo la soluzione a quattro valvole per cilindro (le 5 vengono scartate per comprovata inutilità) in titanio. Passiamo ora alla quasi fantascienza: azioneremo le quattro valvole con un comando di tipo elettromagnetico e, per ovvie ragioni di adattamento ai carichi, ne gestiremo il funzionamento con un sistema continuo di fasatura variabile. Per fasatura variabile si intende sia la correzione dell’ANTICIPO dell’apertura che la correzione dell’ALZATA a seconda del regime di rotazione, sia sulle valvole di ASPIRAZIONE che sulle valvole di SCARICO. L’azionamento sarà delegato ad una centralina a 64 bit. Poichè l’aspirazione sarà gestita dalle valvole e dalla centralina, elimineremo del tutto la farfalla del gas. Visto che anche lo scarico sarà variato in modo continuo, non useremo nemmeno una valvola tipo Ex-up ed, inoltre, progetteremo i collettori di scarico (interamente in titanio) senza compensazione della lunghezza (per risparmiare peso importante), delegando alla centralina ed alla gestione valvole una taratura differenziata dell’apertura per i cilindri più vicini ed i cilindri più lontani dall’espansione marmitta.
Per l’ottenimento della massima efficienza termodinamica, implementiamo infine l’iniezione diretta di benzina tramite due piezoiniettori per cilindro, anch’essi controllati da centralina. Ad ogni cilindro è prevista una candela all’iridio a due elettrodi montata centralmente. I due iniettori verranno posizionati subito accanto ad essa, inclinati di 15 gradi e disassati longitudinalmente rispetto alla direttrice di separazione delle valvole di aspirazione e scarico, in modo da godere della maggior copertura del getto ed allo stesso tempo non interferire l’uno con l’altro. Ovviamente le dimensioni delle valvole si intendono massimizzate rispetto alla superficie della testata ed i collettori il più rettilinei e chiusi in termini di scostamento dall’asse verticale.  
Il servosterzo, infine, si intende elettrico, come la pompa del condizionatore, la pompa del circuito di raffreddamento, la pompa di mandata dell’olio e la pompa della benzina.
Con tutti questi accorgimenti ed un alesaggio/corsa di 98 mm x 79,5 mm, rimane da valutare un allungo fino a 10.000 giri. Tuttavia, per un diametro pistone così grande ed i provvedimenti presi per lo stesso, la soglia dovrebbe essere raggiungibile, mantenendo livelli di affidabilità del tutto accettabili. Con un allungo così spinto, possiamo infine ipotizzare (magari con una cospicua incertezza) una potenza massima di circa 850 cavalli intorno ai 9.500 rpm (e ciò significa che siamo vicini ad una Cerbera Speed 12).

Per scaricare a terra i cavalli implementiamo un cambio a doppia frizione a sette rapporti, giustificato dalla sua intrinseca efficienza, sia in modalità completamente automatica che parzialmente manuale.
Gli attuatori di variazione del rapporto si intendono a loro volta piezoelettrici (questa volta per migliorare la velocità di intervento, più che per una questione dissipativa). Di rimando al cambio inseriamo un differenziale ad azionamento elettromagnetico e comando elettronico di adattamento automatico al carico, alle condizioni dell’asfalto ed allo stile di guida.

La scelta delle sospensioni ricade molto ovviamente su uno schema a 4 doppi bracci oscillanti (in alluminio) con push-rod e ammortizzatori a comando elettronico (elettromagnetico) dello smorzamento (sistema tuttavia piuttosto fine a se stesso). Come masse sospese sono previsti quattro dischi autoventilati in materiale ceramico da 380 mm, serviti da quattro pinze ad 8 pompanti a comando elettromagnetico, opzione volta ad eliminare oggetti superflui come complessi circuiti idraulici ed ulteriori pompe.

Inscatoleremo il tutto in un telaio monoscocca in fibra di carbonio (massimo risparmio di peso e massima resistenza alla torsione) con culla centrale dell’abitacolo supportata da una struttura portante di due longheroni fasciati inferiormente. Sopra il binario così costituito alloggeremo il posto di guida (su un sedile fisso con guscio in carbonio). Su queste traverse, all’avantreno ed al retrotreno, all’esterno dell’abitacolo, ancoreremo i quattro gruppi sospensivi. Il motore, come già detto, sarà posizionato in posizione centrale longitudinale. La carrozzeria sarà profilata per un Cx aeordinamico di 0,25, sporcato tuttavia da una coppia di prese anteriori. Le prese d’aria, poste nel punto di massima pressione, convoglieranno l’aria in due tubazioni ricavate dai longheroni preposte all’alimentazione, tramite suddivisione dei canali, del raffreddamento dei quattro freni, dell’airbox e di un elemento radiante posto orizzontalmente all’avantreno. In appositi locali ricavati dalla struttura portante alloggeremo anche il serbatoio benzina, olio e liquido del circuito di raffreddamento, così da non dover inserire ulteriori cisterne indipendenti. Non sono previsti specchi retrovisori, ma due elementi CCD per la ripresa delle immagini e la proiezione direttamente sul ‘vetro’ del finestrino (grazie Giò).
Il fondo della vettura si intende carenato, con estrattore di uscita (al di sotto delle marmitte) poco dopo l’asse ruote posteriore. Carrozzeria e carene si intendono in fibra di carbonio a loro volta, per il massimo risparmio di peso. Il vetro sarà sostituito con materiale plastico tipo policarbonato trasparente. In quest’eventualità, una massa del corpo vettura intorno ai 950 Kg non è improbabile (e quindi siamo sotto il peso della Cerbera Speed 12). Per una questione di omaggio all’attuale regina delle auto sportive (la McLaren F1), l’omologazione per il trasporto passeggeri ammonta a tre unità disposte su un’unica fila, con il pilota posizionato centralmente. I due sedili laterali sono ovviamente rimovibili. Data la configurazione meccanica prevista, votata al massimo risparmio di peso, alla totale ottimizzazione dello spazio ed alla centralizzazione delle masse verso il baricentro, la lunghezza della vettura è quantificabile in circa 4200 mm.

Sacrificando una parte dell’attento risparmio di peso, si lascia ai gusti del cliente l’opzione della trazione integrale. La tecnologia delle quattro ruote motrici sarà implementata tramite l’inserimento di due motori elettrici (uno per ruota) indipendenti all’avantreno, coordinati dalla centralina elettronica ed in grado di gestire anche le funzioni di ripartitore di coppia, bloccaggio del differenziale (virtuale) e gestione dei freni (ABS, ESP, ASR ecc ecc). A quel punto il gruppo batteria, tuttavia, dovrà essere potenziato, a discapito di un ulteriore risparmio di peso.

Parliamo infine di alcuni difetti (intrinseci) di quest’auto:
– il costo, che visto l’esubero di fibra di carbonio potrebbe anche raggiungere la stratosferica quota di 2 milioni di euro.
– il consumo di benzina, che con un motore così spinto potrebbe anche attestarsi sulla soglia dei 2 Km/l.
– la mortalità intrinseca dell’oggetto, elevatissima, viste le performance ipotizzabili ed il rapporto peso/potenza degno di una Radical.
Ma, in fondo, nessuno guarda queste cose quando si parla di auto sportive… tanto meno i progettisti.

(Christian VonKoenigsegg, non è che mi prenderesti a lavorare con te anche solo come spazzino del rimessaggio, vero?)

Questo articolo è stato pubblicato il martedì, 19 maggio 2009 alle 1:51 PM e classificato in Engines, Mind tabs. È possibile seguire tutte le repliche a questo articolo tramite il feed RSS 2.0. Puoi lasciare un commento, oppure fare il trackback dal tuo sito.