Il tempo impiegato per arrivare a 100 km/h con partenza da fermo è un parametro molto utilizzato nel settore automobilistico per misurare le prestazioni in termini di accelerazione.
Purtroppo, quando la potenza erogata dal motore è molto elevata (come sulle moderne supercar), questo test viene totalmente influenzato dall’aderenza degli pneumatici, anch’essa variabile a seconda dell’asfalto e delle condizioni atmosferiche.
VALORI RECORD
Recentemente, siamo rimasti colpiti dal dato incredibile affermato da Tesla, la nota casa automobilistica californiana specializzata nella produzione dei veicoli sportivi ad alimentazione elettrica.
Per la nuova Tesla Roadster si parla addirittura 1,9 secondi da 0 a 60 miglia orarie (per l’esattezza da 0 a 96,6 km/h), 6 decimi in meno rispetto a quanto dichiarato per la Bugatti Chiron, che promette di fermare il cronometro in soli 2,5 secondi.
Questi dati ci invitano ad analizzare quali siano i limiti fisici che sono alla base della prova più famosa con partenza da fermo.
DINAMICA LONGITUDINALE
Per semplificare il calcolo, verranno effettuate alcune ipotesi.
Saranno trascurati i trasferimenti di carico tra l’asse anteriore e quello posteriore, i quali, come sappiamo, a causa dell’andamento non lineare del comportamento dello pneumatico nello scambiare forza tangenziale, peggiorerebbero le caratteristiche di aderenza complessive.
Inoltre, per veicoli oltre i 1000 kg di peso, possiamo trascurare la forza aerodinamica verticale che, entro i 100 km/h di velocità, non assume ordini di grandezza rilevanti.
Infine, si ipotizza che durante la prova il valore di accelerazione rimanga costante e che la gestione dello slittamento, che nelle supercar moderne viene affidata alla logica di controllo elettronico, sia in grado di massimizzare l’aderenza istante per istante (cioè riesca a impostare un coefficiente di scorrimento longitudinale, dato dalla differenza tra la velocità del centro ruota in direzione longitudinale e la velocità del centro di istantanea rotazione ωR, tale da rendere massima la forza tangenziale scambiata al contatto con l’asfalto): in genere il valore deve essere mantenuto tra 0,1 e 0,3, a seconda del tipo di pneumatico.
Fatte queste ipotesi, il valore di accelerazione medio della prova di Tesla è ricavabile tramite la semplice formula: (V_finale – V_iniziale) / Tempo, cioè (96,6 km/h – 0) / 1,9 s, in metri al secondo (26,8 m/s – 0) / 1,9 s, il risultato in metri al secondo quadrato è 14,1 m / s2.
Tradotto in multiplo di accelerazione G (pari a 9,807 m/s2) si ottiene: 14,1 m/s2 / 9,807 m/s2 = 1,44 G.
Questo significa che, durante l’accelerazione, la forza longitudinale scambiata dagli pneumatici (per un veicolo a 4 ruote motrici) dovrà essere mediamente pari a 1,44 volte il peso della vettura, ovvero che il coefficiente di aderenza degli stessi (forza longitudinale al contatto diviso la forza verticale agente sullo pneumatico) sia pari a 1,44 durante la prova.
Dai dati sperimentali più aggiornati, apprendiamo che i migliori pneumatici omologati per la circolazione stradale arrivano a un coefficiente di aderenza massimo attorno a 0,9 ÷ 0,95, su un asfalto non usurato e con un valore ben preciso di coefficiente di scorrimento longitudinale.
Ciò è incompatibile quindi il valore stimato di 1,44 nella prova di Tesla. Tale valore è difficilmente raggiungibile anche da un pneumatico di tipo slick da competizione, in assenza di una significativa forza aerodinamica verticale.
Si può quindi assumere che, con gomme stradali, la massima accelerazione teorica sia dell’ordine di 1G, che permette un tempo minimo da 0-100 attorno ai 2,8 ÷ 2,9 secondi (basta dividere 27,77 m/s per 9,807 m/s2), pur con un’enorme variabilità, a seconda di tanti fattori, quali ad esempio il tipo e lo stato degli pneumatici, le condizioni del manto stradale e la temperatura atmosferica.
Analizzando i valori dichiarati nello 0-100 dalle più recenti supercar, non è un caso che quasi tutte si attestino proprio nel range di 2,8 ÷ 2,9 secondi (Lamborghini Aventador S, Ferrari 812 Superfast, McLaren 720S, Porsche GT2RS), con qualche eccezione, per le quali sarebbe opportuno verificare le condizioni di prova.
CONCLUSIONI
I ragionamenti riportati fanno capire al lettore quanto la partenza da fermo fino a 100 km/h, per veicoli ad elevate prestazioni, sia una prova quasi prettamente legata all’aderenza degli pneumatici, perché al di sotto dei 3 secondi si è troppo vicini al valore teorico di aderenza massima, dettato dal coefficiente di attrito.
Siamo quindi convinti che lo 0 a 100 sia ormai un test obsoleto per le moderne supercar, mentre invece sarebbe più opportuno concentrarci sulle prove di accelerazione da 0 a 200 km/h.
Ancora meglio sarebbe una prova di ripresa da 100 a 200, la quale renderebbe quasi ininfluente l’aderenza degli pneumatici (e quindi la scelta tra pneumatici omologati oppure da competizione) e darebbe al tempo stesso molte indicazioni sulle caratteristiche prestazionali e sul setup aerodinamico della vettura.
Il dato dichiarato sull’accelerazione da 0 a 100, oltre a creare confusione in quanto non viene mai specificato con quali pneumatici viene ottenuto, non permette più di fare confronti significativi tra le supercar.
La nostra considerazione vuole essere soltanto una riflessione tecnica, perché siamo convinti che, nel nostro settore, l’approssimazione non sia ammessa.
