Aerodinamica parte2: le piccole cilindrate

Passiamo quindi, dopo aver dato alcuni cenni di base nel primo articolo introduttivo, a capire come funziona l’aerodinamica delle motociclette che, come anticipato, hanno esigenze diverse in funzione della loro potenza e dimensione.

Siamo rimasti con una domanda alla fine del capitolo precedente: perché le moto non sono perfettamente aerodinamiche come quelle che si vedono a Bonneville durante i tentativi di record?

Infatti nelle moto da GP non vediamo carene estreme o ruote lenticolari, questo perché le moto da corsa non devono andare solo dritte, ma devono anche essere guidabili nei percorsi misti dei circuiti.

La semplice ruota lenticolare per esempio porta tre grossi problemi: il primo, è che avendo ampia superficie chiusa, rende instabile la moto in caso di vento laterale. Il secondo, l’ovvio aumento di massa non sospesa. Il terzo, conseguenza del secondo punto, è l’inevitabile amplificarsi degli effetti giroscopici che porterebbero a disequilibrare non poco tutta la parte ciclistica. Senza contare che mancherebbe completamente il raffreddamento dei freni, e altre implicazioni pratiche che ora non ci riguardano.

Anche la carena completa a goccia sarebbe problematica, perché il pilota ha bisogno di muoversi liberamente e una carena avvolgente riduce questa possibilità.

Bisogna quindi scendere a compromessi, e con le piccole/medie cilindrate la componente aerodinamica è davvero importante. Il semplice cambio di Coefficiente di resistenza aerodinamica di pochi centesimi di punto (inteso Cx moltiplicato per la sezione totale esposta all’aria), per esempio passando da un 0,27 a 0,31, può significare una calo della velocità massima anche di 20km/h su moto dalla potenza di 50 cv.

Una delle moto probabilmente più performanti da questo punto di vista, era la Derbi 125cc che guidava Jorge Lorenzo: il suo profilo le permetteva di arrivare a velocità molto più alte di altre moto, ed è lui stesso a confermarlo in un’intervista nella quale racconta la prima vittoria ottenuta a Rio nel 2003, proprio grazie alla strategia atta a sfruttare al meglio l’aerodinamica della sua moto.

Le piccole cilindrate quindi hanno bisogno di un’aerodinamica il più possibile pulita, con un Cx molto basso che consenta alle potenze ridotte di poter andare il più forte possibile sempre per la formula espressa nella prima parte. Quindi, riprendendo quella formula, a parità di “Potenza aerodinamica” assorbita, con un Cx e una sezione molto bassa, posso arrivare a velocità decisamente più alte.

Uno degli esempi più incredibili, è la Minarelli “Matita”, una motina di 27,5kg con un motore da 55cc da 5,5 cv, che è arrivata alla bellezza di 102,85 km/h con in sella un giovanissimo Fausto Gresini (ne ha parlato la rivista Motosprint nel nr.46 del 2014 dal quale è estrapolata l’immagine). Questa è l’esempio del mix leggerezza/aerodinamicità.

Ma la ricerca di questa pulizia aerodinamica ha un costo: in primo luogo la sezione laterale che, se pensata per creare meno turbolenze possibile, sarà quindi molto avvolgente. Come per le ruote lenticolari quindi si pone un problema di superficie esposta all’aria, che rende molto sensibile la moto al vento laterale.

La seconda questione riguarda un problema di “portanza”; la sezione laterale della moto più pilota ricorda vagamente quella che è la forma della sezione di un aereo.

Un così perfetto profilo genera una zona di bassa pressione al di sopra della moto creando “portanza”, e quindi alleggerendo tutta la moto all’aumentare della velocità. A velocità molto elevate, se avessimo la possibilità di misurare il carico statico che la moto scarica sulle ruote, ci renderemmo conto che la moto peserebbe molto meno che da ferma!

Questo è il motivo per il quale la moto ad alte velocità diventa molto instabile e sempre più sensibile alle folate di vento.

Inoltre deve essere considerato il “centro di pressione aerodinamico”, ovvero il punto in cui si considera che si scarichino tutte le forze aerodinamiche agenti sulla motocicletta. In funzione di questa posizione, si può trovare anche il cosiddetto “Momento di cabrata” (o di impennata), che è dato dal prodotto tra forza che l’aria esercita sulla sezione frontale e l’altezza del centro di pressione.

Da questo deriva anche che ogni motocicletta ha un limite di velocità: ipotizzando di avere una potenza disponibile a viaggiare a 400 km/h, se la nostra moto è una moto da enduro, arriveremo al ribaltamento molto prima proprio perché l’aria farà ribaltare noi e la moto già a velocità prossime ai 260 km/h.

Questo è il principale motivo per cui i veicoli che tentano i vari record di velocità sono bassi e molto lunghi: il centro di pressione aerodinamico è molto spostato all’indietro e molto in basso, proprio per dare meno “braccio” possibile alla forza agente sulla sezione frontale.

Le moto di piccola cilindrata come può essere un 125, una Moto3, o anche una Moto2, possono lavorare con profili molto spinti dal punto di vista aerodinamico per una serie di fattori: un peso contenuto che permette di compensare l’agilità che si può perdere con carene molto estese sui fianchi, le potenze non eccessive limitano la velocità e quindi i vari problemi di alleggerimento dati dall’aerodinamica.

Diverso è il discorso con moto da 240 cavalli che superano i 340km/h. Ricordate le famose alette che la Ducati Desmo16 aveva sulle carene? Iniziate a capirne l’utilità?