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Record Motor Cycles c1

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Presentata in occasione del EICMA 2015, al Dainese D-Store, il 18 Novembre 2015 il concept Record Motor Cycles C1 é la anteprima di un nuovo ambizioso progetto di Roberto Crepaldi.

Il modello realizzato e progettato da GIVEN design con la partecipazione tecnica di In-Motion ci ha visti coinvolti per tutta la parte di trasformazione dal bozzetto di stile al modello finale, passando per la modellazione della carena, la scansione 3D del pilota, e la ricostruzione del modello del pilota stesso. Tutto volta alla piu’ perfetta integrazione della sagoma del pilota con la carena, questo nel rispetto e l’osservazione dei limiti imposti dal regolamento FIA.

Per maggiori informazioni consultate il sito RECORDMOTORCYCLES.COM

 

 

 

 

 

In queste immagini è possibile vedere le fasi di costruzione del modello e del telaio necessari per poter scannerizzare il vero pilota in 3D.

Le fasi di lavorazione della carena e del telaio prima della verniciatura.

La moto finita nel nostro workshop.


 

Alcune immagini della preparazione e della presentazione del modello.

Un “piccolo” approfondimento tecnico sull’aereodinamica frutto di Riccardo Capacchione di RMC:

LA CARENATURA E L’AERODINAMICA

La componente più vistosa della nostra moto da Record di Velocità è sicuramente la carenatura. Anche detta “carena”, svolge una doppia funzione: ovviamente estetica e funzionale all’efficienza aerodinamica. La componente estetica è materia del Designer che però non si limita, come si potrebbe pensare, a tracciare linee “sexy” in grado di sedurre i probabili clienti. Roberto Crepaldi, l’ideatore del Progetto Recordmotorcycles, ha disegnato i primi bozzetti di stile con il classico sistema del foglio bianco e carboncino. Questi sono poi stati elaborati in forma digitale dal nostro Donato Cannatello, uno specialista in questo settore (www.given.it), in modo da essere modificati e rivisti velocemente. Donato ha effettuato anche una scansione in 3D dell’intero sistema moto-pilota per svolgere un’analisi dimensionale e di rendimento dei flussi aerodinamici e in seguito ha realizzato stampe “solide” in 3 Dimensioni di ogni componente considerato cruciale nell’economia generale del design, per conseguire anche la resa “tattile” della parte disegnata al CAD.

 

Il contrario del Volo

Come dicevamo, il disegno della carenatura deve tener conto della funzione molto importante svolta da questa “copertura” che avvolge la moto. Ci riferiamo all’efficienza aerodinamica, dato che il profilo della nostra moto non è altro che un profilo alare… capovolto (vedi Glossario, in fondo). Il parafango anteriore è considerato parte integrante della carenatura dato che, escludendo il pneumatico, è il componente preposto ad “aprire” l’aria durante la corsa.

Il fluido in cui la moto si muove, prosaicamente detto “aria”, si oppone al moto della… moto, e questa resistenza aumenta con il quadrato della velocità: se raddoppiamo la velocità, la forza aerodinamica resistente Fr aumenterà del quadruplo e così via, esponenzialmente. Provate a mettere una mano fuori dal finestrino di un’auto in corsa, a 130 km/h. La spinta sul palmo è già notevole, ora immaginate a 450 km/h o giù di lì quale sia l’entità delle forze con cui si ha a che fare.

Il  parafango quindi “apre” la vena d’aria, convogliandola sui fianchi della carenatura e sul cupolino. La forma particolare del nostro “fender” genera anche una spinta verso il basso, detta “deportanza” (downforce), che comprime il pneumatico sul fondo stradale, evitando che la moto sollevi il muso, proprio quando al nostro pilota non piacerebbe. Si tratta di una forza direttamente applicata sulla ruota, dato che il parafango è fissato alla porzione di forcella “appoggiata” a terra e risulta quindi particolarmente efficace. La stessa funzione è svolta dal cupolino, che però “spinge” sulla porzione di moto che si trova “sopra” le sospensioni e di questo il nostro progettista, l’Ing. Giulio Bernardelle, deve tenere conto (ne ha tenuto conto…) nel calcolo delle molle della forcella, chiamate a sostenere alla velocità massima un carico ben superiore di quello misurabile a moto ferma. La downforce generata dal cupolino avrà quindi un minor effetto reale rispetto a quella del parafango anteriore ma essendo la superficie esposta ben maggiore, la spinta sarà comunque considerevole.

 

L’importanza dei fianchi armoniosi

La carenatura riceve il flusso d’aria proveniente dal parafango sui fianchi debitamente raccordati. La loro forma evita che il flusso d’aria si muova in modo disordinato e protegge, così come fa il cupolino per la porzione superiore, il pilota. Stivali, gambe, braccia, casco, spalle, si trovano così “sotto” la potente vena d’aria e non creano vortici imprevedibili che potrebbero perturbare la stabilità della moto. In realtà l’aria che scorre a diretto contatto delle superfici della carenatura si muove di moto turbinoso creando uno strato – il più sottile possibile – in cui i vortici si rincorrono, scivolando verso la parte posteriore della moto. . Sopra questo ”strato limite”, se la carenatura è ben disegnata, l’aria si muove in modo molto più ordinato,  detto “moto laminare”, il che migliora di molto l’efficienza aerodinamica della moto. Si tratta di un aspetto molto importante e rappresenta uno dei compromessi che nella progettazione si è costretti ad accettare. Non potendo ridurre completamente il moto dell’aria in “laminare” si cerca di ridurre al minimo quello vorticoso e il motivo c’è eccome: per generare dei vortici è necessario attingere energia da qualche parte (pensate agli uragani che si alimentano del calore del mare e si annullano quando questo è assente), e l’unica energia disponibile è quella prodotta dal nostro motore V8. Questo significa che una parte (notevole) di potenza è spesa per “far girare l’aria” e non per accelerare la moto. Inoltre i vortici compromettono la stabilità il che, oltre ad essere un effetto poco gradito al pilota almeno tanto quanto l’impennata sopra descritta, è un altro modo per sottrarre energia al motore.

 

I fianchi saran belli, ma la coda…

Oltre i fianchi della carena il codino “chiude” il flusso d’aria in cui la moto si muove, in modo da non generare vortici nella porzione posteriore. Come ripetuto fin qui, la turbolenza frena la moto, in questo caso come se vi fosse una “mano gigante” che tira indietro il veicolo. Il nostro codino è molto alto, ma lo avremmo disegnato ancor più alto per raggiungere il massimo dell’efficienza. Esistono però limiti, imposti dal regolamento, ben precisi. Il codino non può essere più alto (misurando da terra) del doppio del raggio della ruota. La forma che ci si aspetterebbe per la parte terminale del codino è la “goccia”, un profilo curvo che chiuda la sagoma, raccordando le forme secondo linee morbide. Ebbene, questa soluzione porterebbe dei benefici se la lunghezza dell’intera sagoma della moto fosse almeno sette volte maggiore della sezione maestra. Un attimo, ci spieghiamo.

La “sezione maestra” è la superficie più grande rilevata su un piano perpendicolare rispetto all’asse longitudinale della moto. Ancora troppo “incasinata” la spiegazione? Pensate allora di “affettare” la moto, come fareste con una mortadella gigantesca. La, hem, “fetta” più grande rappresenta la sezione maestra e dato che, al contrario della… mortadella, questa fetta non sarà un cerchio perfetto, bisogna considerare i due punti del perimetro più lontani tra loro. Questa è la quota da utilizzare per calcolare la lunghezza minima della moto nel caso si voglia realizzare la cosiddetta “goccia”.

Procedendo con questo metodo la lunghezza totale sarebbe ben superiore agli otto metri, improponibile per una serie lunghissima di motivi. Giusto per dirne uno, pensate alla coppia di imbardata che provocherebbe giusto un alito di vento laterale…

 

Se non funziona, meglio “troncare”…

Il sistema migliore è di “tagliare” in modo netto la sagoma della moto, ottenendo così la “coda tronca”. Avete notto che tutte le automobili non hanno un disegno a goccia del posteriore, bensì terminano con una linea verticale netta? Ora sapete il perché.

Per concludere, anche la coda tronca ha i suoi limiti aerodinamici e i vortici dietro di essa si creano eccome, perché la zona appena dietro la moto è di bassa pressione atmosferica. L’aria viene “aspirata” al suo interno da ogni lato in moti vorticosi che sono un vero freno aerodinamico. Per questo i nostri terminali di scarico “soffiano” in questa zona, uscendo dal retro del codino: aumentando la pressione in questa zona grazie ai gas caldi provenienti dal motore, limitiamo di parecchio l’effetto nocivo dei vortici. Se a questo punto non vi siete chiesti cosa sia quell’elemento posto sotto la carena davanti alla ruota posteriore, ve lo diciamo noi: si tratta di un componente che contiene i radiatori di raffreddamento del motore. Sfrutta la zona di alta pressione situata anteriormente e quella di bassa pressione immediatamente dietro al “contenitore”. La differenza di pressione viene così sfruttata per accelerare il flusso d’aria che trova come facile “passaggio” le prese poste anteriormente all’elemento e che convogliano il getto aerodinamico all’interno, proprio dove sono sistemati i radiatori. La porzione in bassa pressione che si crea giusto dietro al convogliatore, aspira l’aria contenuta all’interno, contribuendo a creare un potente flusso che raffredda il fluido refrigerante che scorre nei radiatori. Quando vogliamo, siamo proprio geniali, vero?

 

 

 

Infine un breve glossario “aerodinamico”:

DRAG: è la capacità di “scavare” (riferendoci al verbo inglese) l’aria, aprendo un “passaggio” per la moto.
CX: si tratta di un coefficiente calcolato che rappresenta la capacità di penetrazione aerodinamica di un veicolo. Nel suo calcolo è tenuto in considerazione anche il “Drag”.
STRATO LIMITE: è la superficie che divide lo strato d’aria in movimento vorticoso e quindi incontrollato, da quello in cui il fluido (l’aria) si muove in modo ordinato, come se fosse composto da “lamine”, appunto.
DEPORTANZA: è la forza con direzione verticale rispetto al terreno, generata grazie alla differenza di pressione tra due superfici. Negli aerei il profilo alare genera una forza identica, ma contraria, la portanza. Dato che l’ala è curva superiormente e piatta nella parte inferiore, l’aria deve accelerare percorrendo la superficie superiore per ricongiungersi al termine dell’ala con la parte di flusso che scorre sulla faccia piatta. Per l’effetto di Bernoulli, si crea una depressione nella parte superiore dell’ala e una “pressione” quindi nella parte inferiore. Questo spinge l’aereo verso l’alto. In una moto (o auto) si sfrutta lo stesso principio, ma al contrario, per mantenere il veicolo aderente al terreno.

 

Viste le tecnologie sofisticate utilizzate per la progettazione e costruzione di ogni più piccolo dettaglio della moto, ha aggiornato con l’upgrade dei colori, anche hanno soppiantato il classico bianco ew nero. A parte gli scherzi, la matita tra le mani e il foglio di carta sono un riferimento materico quasi indispensabile per moltissimi progettisti. Ub punto di unione e transizione tra il pensiero  più ardito, il mondo reale e infine il confronto con la tecnologia disponibile (e i costi), l’inflessibile Entità che delimita entro confini finiti l’immaterialità del pensiero creativo. Insomma, il bozzetto rende visibile l’idea  e consente all’ingegnere di capire quali siano le tecnologie più adatte al Progetto e la fattibilità di soluzioni inedite o, più spesso, riproposte in forme e abbinamenti nuovi.

Il design di una carenatura inizia in realtà dal parafango anteriore. Questo vale per tutte le moto e in particolare per la nostra, perché le velocità in gioco durante lo “Speed Attack” saranno ben superiori a quelle raggiungibili sicuramente da qualsiasi moto stradale ma anche da una MotoGP. Durante il lancio verso la massima velocità, ci troveremo di fronte un vero e proprio “muro d’aria”: la resistenza aerodinamica in un fluido (l’aria, in altre parole) aumenta con il quadrato della velocità. Per intenderci, viaggiando a 10 km/h l’aria genera una data forza Fr che si oppone al moto… della moto. Se passassimo a 20 km/h, la forza aerodinamica resistente diventa il quadruplo di quella misurabile a 10 km/h. Salendo a 40 km/h, la Fr corrisponde a 16 volte la Fr rilevabile a 10 km/(h e così via. A 450 km/h, immaginate l’intensità della Forza aerodinamica che “spingerà” sul muso della nostra moto!

Provate a mettere una mano fuori dal finestrino di un’auto a una velocità 100 km/h (o giù di lì) e avrete la percezione della spinta aerodinamica a una velocità non certo elevatissima. Già che ci siete, provate a orientare il palmo, esponendolo completamente all’aria e ruotando poi la mano e verificherete quanto cambi la forza cambiando la superficie esposta della mano.

Per capire il ruolo cruciale delle diverse componenti della carenatura o meglio, delle sovrastrutture della nostra moto, immaginate di essere sulla sella e attraversare un piano verticale nello spazio. Appena dopo il pneumatico anteriore (si dice “lo”, vero, ma è orrendo da leggere e sentire…) arriva a oltre 400 km/h il parafango, il cui disegno contribuisce a spostare verso il lati esterni e verso l’alto le molecole d’aria. La spinta aerodinamica, oltre a frenare l’avanzamento della moto, spinge verso il basso il parafango che, essendo vincolato alla forcella, mantiene il contatto tra gomma e suolo. Il cupolino svolge una funzione simile, “aprendo” la vena d’aria nella maniera più coerente e meno turbinosa possibile. Anch’esso grazie alla sua forma genera una forza diretta a 90° rispetto al terreno ma, essendo vincolato alla parte superiore della moto che non è in contatto diretto con il terreno (massa non sospesa), la spinta che se ne trae agisce sulle sospensioni comprimendole e di questo bisogna tenere conto nel momento in cui il nostro Ingegnere deciderà il “k”,  la costante elastica (o la durezza, fate voi..) delle molle della forcella.

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