Dopo aver visto come si progetta aerodinamicamente una moto dalle potenze ridotte, passiamo alle MotoGP. Qui il discorso si fa davvero interessante e particolare, e di certo andrà a cozzare con alcune convinzioni esistente nell’infinito mondo tecnico.
Perché le MotoGP non sono così aerodinamiche? Ricordate il “Momento di cabrata” che abbiamo visto nella seconda parte? Ecco, quello è il motivo per cui le MotoGP moderne non seguono gli stessi canoni di progettazione delle moto di minore potenza.
La Ducati, aerodinamicamente molto performante, ricorse a delle piccole appendici aerodinamiche proprio perché era difficile renderla stabile alle alte velocità. La moto era aerodinamica, la carena faceva fin troppo bene il suo lavoro, ma questo generava grossi problemi di instabilità.
Le alette infatti, se ci fate caso sono un profilo alare ma montato al contrario: quindi, se un’ala spinge un aereo verso l’alto creando portanza, le piccole appendici aerodinamiche montate al contrario creavano una deportanza utile a creare più carico sull’avantreno per renderlo stabile alle alte velocità. In pratica, si cercava di creare un Momento di Forza di verso contrario al Momento di cabrata.
Inoltre, una carena così efficiente rendeva la moto poco propensa a cambiare direzione alle alte velocità, oltre a dare il problema dell’instabilità come scritto sopra. La carena così avvolgente infatti favorisce il passaggio dei flussi d’aria, creando al loro passaggio un’ulteriore pressione laterale che tende a stabilizzare il veicolo. Pensate semplicemente alle derive sotto le chiglie delle barche.
In pratica è come avere uno stabilizzatore, anzi, è come guidare uno stabilizzatore! Quindi il pilota nei cambi di direzione non solo si trovava a dover lottare contro l’inerzia dell’intero veicolo, ma anche contro la pressione data dai flussi d’aria.
Sfortunatamente lo studio dell’aerodinamica ideale non è sempre una scienza esatta: anche dopo ore passate in galleria del vento non è detto che si sia trovata la giusta soluzione, perché i test in galleria hanno un riscontro relativo.
La tendenza attuale però ha abbandonato l’idea del “profilo perfetto”, forse perché hanno capito che la perfezione non sta nella massima efficienza aerodinamica, ma nel miglior compromesso.
Se guardate la parte frontale delle odierne MotoGP, non troverete più la forma pulita “a goccia”, ma la parte che precede il cupolino è abbastanza piatta e molto inclinata.
Questo perché l’aria che sbatte su questa superficie, farà in modo di premere con parte della sua Potenza aerodinamica verso il basso (si pensi ad una semplice scomposizione vettoriale). Per provare con quale forza l’aria spinge su un piano inclinato, mettete fuori dal finestrino della vostra auto la mano e inclinatela su e giù. Più veloce va la macchina, tanto più forte la mano sarà spinta in alto o in basso in funzione di come ruotate il palmo.
Inoltre le odierne MotoGP, con le potenze che hanno, non hanno problemi a raggiungere la velocità ottimale in rettilineo, che non sarà la massima possibile, ma semplicemente quella che serve. I tecnici hanno capito che arrivare in fondo ad un rettilineo con 6-7 km/h in più, non significa necessariamente fare il miglior tempo sul giro.
Inoltre si è iniziato a sfruttare le turbolenze invece di evitarle: la Honda come sempre si è mossa per prima, e lo si vede chiaramente guardando le carene laterali della RC-V. Non arrivano a coprire tutta la parte di motore, ma si fermano molto prima, e delle piccole fessure e deviatori portano aria dove serve o rendono più facile estrarla dalle zone calde.
Anche per proteggere i piloti, non si vede praticamente più la carena frontale avvolgente, ma la sezione si ferma anche ben prima della metà delle manopole.
E allora come lo si protegge il pilota? Semplice, con delle piccole derive che deviano il flusso d’aria creando delle turbolenze, oppure semplicemente non chiudendo l’arco di circonferenza della carena ma lasciando un arco un pochino più ampio.
Come vedete dalla foto frontale, la carena fa in modo che l’aria giri letteralmente intorno alle mani e alle spalle del pilota, pur non coprendolo del tutto. In pratica, la sezione frontale delle odierne MotoGP più che fendere l’aria, fanno da vero e proprio scudo deviando l’aria dove il tecnico desidera.
Il tutto per fare in modo di creare una sezione frontale ottimale, che protegga il pilota, riducendo la resistenza aerodinamica ma senza compromettere l’equilibrio dinamico della motocicletta.
In questo breve, ma spero utile, viaggio nell’aerodinamica abbiamo visto alcune differenze tra le moto molto o poco potenti. In verità l’argomento avrebbe molte altre sfaccettature, ma per il momento forse è abbastanza così. Infatti sta proseguendo lo studio sulla rugosità superficiale, che ha mostrato che una superificie liscia non è necessariamente la migliore per fendere l’aria….ma poi diventa un trattato di fisica dei fluidi.
Grandiosi come sempre nello spiegare le cose.
Non avrei mai detto che una moto generasse portanza, anche se no ho capito bene come.
A tal proposito ho alcuni quesiti:
1) anni fa era di moda il codone a goccia. Credo che nelle massime cilindrate lo si sia visto solo sulle Aprilia 400. E’ per i motivi di cui parlate che non lo si vedeva sulle 500?
2) riguardo all’ultima parte, sulla rugosità superficiale: e’ qualcosa di simile al discorso delle palline da golf? Lessi che quegli “avvallamenti” servono a rendere, paradossalmente rispetto a quel ci si potrebbe immaginare, la pallina più aerodinamica. Motivo per cui su alcune moto (la Gp16 di uno due anni fa, quest’anno non mi è sembrato di vederla) avevano i cupolini cosparsi di buchi?
Se si, allora perché i buchi e non una superficie simile a quella delle palline da golf?
3) Cosa succede in curva? Dato il poco spazio che c’è fra carena ed asfalto, l’aria che vi passa, anche se rotta dal pilota, può avere effetti portanti? Creare dei veri cuscinetti d’aria? Avere un effetto suolo? E’ totalmente trascurabile? E dall’altro lato, l’aria che scivola sopra la carena libera dal pilota, dati gli angoli di piega di queste moto, ha effetti?
4) intorno agli anni 90, le moto avevano profili decisamente più panciuti, poi sono cominciate a venir fuori moto sempre più snelle. Quali differenze dal punto di vista aerodinamico? Oggi con gli angoli di piega che hanno, con quelle carene panciute, arriverebbero tutte bucate. E’ solo questo il motivo o c’è un discorso legato a questi vostri articoli?
Bella Federico.
Gran bel pezzo come sempre.
Dalla vista frontale della RCV si capisce quale piccolo capolavoro siano le carene di queste moto. Alla luce dell’articolo, è interessante notare anche la differenza abbastanza marcata, tra la carena che hai inserito nell’articolo e quella 2014, con uno spazio inclinato frontale più ampio.
Grazie Jigen 😉 vedo di risponderti…
1-nelle 500 l’aerodinamica ancora non era così tanto studiata (non lo è ancora oggi conosciuta a fondo nel settore moto). Di certo però si erano resi conto dei problemi di impennamento e di instabilità sul dritto….
2-si, la rigosità superficiale è proprio qull’argomento li, però è di difficile analisi. In pratica una superficie rugosa crea uno strato “viscoso di turbolenza”, una viscosa turbolenza, che permette all’oggetto di penetrare meglio nel fluido. Il tutto ovviamente è ancora in piena fase di studio…
I buchi delle carene sono, a loro dire, per evitare le ventate laterali, o per diminuirne gli effetti….secondo me personalmente gli effetti sono veramente trascurabili
3- l’effetto portante agisce sull’asse verticale della moto, lo stesso se è inclinata. Immagina sia inclinata a sinistra di 45°, la portanza agirà inclinata anch’essa di 45° lungo l’asse verticale della moto (che sarà ovviamente inclinato). Quando un flusso è interrotto smette di creare portanza. Come l’effetto suolo delle vecchie F1: finché l’aria nello spazio ridotto scorreva veloce (meno spazio=più velocità) aumentava l’effetto suolo…appena si interrompeva la macchina partiva senza attrito, come fosse sul ghiaccio. Lo stesso in moto. E l’aria che scorre al di sopra delle turbolenze non da effetti.
4-Le moto anni 90 tendevano a coprire con le carene tutto il motore…ora la tendenza è sparita, ma non è una questione aerodinamica quanto di protezione dei carter e così via. Oggi sono più scoperte, anche perché le carene troppo avvolgenti tolgono molta maneggvolezza… Quello che conta è la forma e la proporzione: un profilo a goccia, uno grande 1 e uno grande 10, delle stesse proporzioni, hanno lo stesso Cx. Quello che cambia è la superficie esposta al vento, ma la sua aerodinamicità rimane invariata. Chiaro che si cerca di limitarlo il più possibile per togliere superficie di pressione e quindi resistenza
Grande SME….
Grazie mille per le info
Sulla rugosità già lavorano da anni sugli aerei, scanalando a piccole V la superfice dell’ala in modo tale da accelerare la velocità di movimento dell’aria stesa. Copiando le ali dei rapaci (nello specifico le remiganti primarie). Ovviamente costa assai di più che farlo liscio, quindi non è così diffuso…
La rugosità dovrebbe creare uno strato d’aria che resta appiccicato alla superficie, il quale aiuta la superficie a penetrare meglio nel resto dell’aria…. In quanto fa meno attrito.
@Pike
Sei sicuro?
A quanto ne so io, con l’introduzione di profili laminari e lisci la vena fluida si distacca molto più tardi, creando meno turbolenza e quindi meno resistenza. Addirittura l’aria è quasi ferma a contatto con la superficie alare (per via dello strato limite).
Sapevo però di sperimentazioni con fusoliere rivestire con squame “come uno squalo”, che effettivamente aveva portato dei benefici.
Sicuro no, non ho esperienze dirette nell’ambito di ricerca, quindi riporto quanto ho letto in giro.
In ogni caso, spesso la scienza dei materiali e delle superfici si rifà a cose già esistenti in natura. Quindi squame e rugosità da squalo sono già state viste in fluidi più densi come l’acqua di mare, mentre per fluidi meno densi… in natura la perfetta levigatezza non esiste in diversi tipi di esseri volanti. A volte perchè è strutturalmente inutile (libellule e mosche) a volte forse perchè semplicemente inefficiente (uccelli).
https://www.youtube.com/watch?v=DyvXsgIPlPU&x-yt-ts=1422327029&x-yt-cl=84838260
Scusate l’OT ma a parte che sta macchina è uno sballo guardate al minuto 4.32 si vedono condotti magistralmente lavorati a “pallina da golf” qualcuno sà qualcosa in piu sull’efficacia di questa soluzione
Ciao