Tutto quello che non hai mai osato chiedere sull’aerodinamica delle MotoGP

Se siete su questo sito molto probabilmente avete la malattia dei motori (spoiler: è autoimmune, ve la porterete fino alla tomba) e sapete già che cosa è l’aerodinamica e a cosa serve.

Molti di voi sanno tutto o quasi sulla deportanza che tiene le auto attaccate all’asfalto o sulla portanza che fa sfrecciare in cielo gli aerei, ma non tutti sono a conoscenza dell’aerodinamica che negli ultimi anni sta trasformando le MotoGP da bellissime motociclette da corsa ad abominevoli mostri deformi.

Questo perché, nonostante tutti i mezzi citati siano in giro sul nostro pianeta da molto più di un secolo, lo studio dell’effetto dell’aria sulla prestazioni dei veicoli a due ruote è stato trascurato per decenni, trovando senso solo di recente con la spasmodica ricerca di prestazioni estreme applicata ai prototipi da Gran Premio.

Fino a pochissimi anni fa, curare l’aerodinamica sulle moto includeva unicamente la protezione dall’aria per chi guida – nel caso delle moto turistiche – o lo studio di linee capaci di fendere l’aria in rettilineo per migliorare la velocità massima, vedi Honda CBR1100XX o Suzuki Hayabusa.

– Suzuki GSX-1300R Hayabusa, disegnata dal vento per andare velocissima… ma solo sul dritto –

Nel nuovo millennio è migliorata anche la ricerca sui flussi d’aria che favoriscono l’alimentazione e il raffreddamento del motore. Sulle Supersportive sono quindi nate le prese d’aria dinamiche che, grazie a condotti che sfruttano l’effetto venturi, sono capaci di mandare in pressione l’airbox per avere un rapporto stechiometrico (ovvero il bilanciamento fra aria e benzina nella miscela che viene introdotta in camera di combustione) più favorevole e tirare fuori una manciata in più di CV ad alte velocità.

L’aerodinamica che utilizza la deportanza per migliorare l’aderenza al suolo, che sulle auto funziona da dio, sulle moto non ha mai trovato applicazione pratica perché – a differenza dei mezzi che poggiano su quattro ruote – il motociclo ha bisogno di ruotare sul suo asse longitudinale e variare costantemente la posizione del baricentro per contrastare la forza centrifuga in curva e ottenere un vettore di forza che passa sull’asse verticale della moto, in modo da schiacciare le gomme sull’asfalto e permetterle di stare in traiettoria alla velocità più alta possibile. In due parole: “la piega”.

Lo so è difficile, ma vi faccio vedere un disegnino per capire meglio:

 – traduco per i non avvezzi all’albionico idioma: “il vettore risultante dalla somma di forza centrifuga e forza di gravità deve passare attraverso la superficie di contatto della gomma” –

Qualità ciclistica, potenza meccanica e grip degli pneumatici hanno sempre offerto il massimo delle prestazioni in rapporto alla tecnologia presente negli anni… almeno fino ad oggi, perché grazie all’elettronica, alle slick di nuova concezione, ai freni in carbonio e a motori sempre più potenti, le prestazioni sono arrivate a livelli tali da richiamare la necessità di un aiuto aerodinamico massiccio per mantenere le MotoGP sul tracciato e non smarmellarsi sulle tribune alla prima curva.

– Il neozelandese Rodger Freeth si era presentato in pista nel 1977 con una Yamaha TZ 750 provvista di aero-kit con alettone posteriore e doppia ala anteriore montata sul parafango. Non piegava nemmeno se la si buttava a terra da ferma.-

Trascurando i primi, inutili esperimenti di ali sulle moto di anni ’70 e ’80 (c’era l’idea, ma nessuna funzionò veramente), la prima piccola rivelazione arrivò nel 2010, quando Ducati introdusse sulle Desmosedici di Hayden e Stoner delle piccole ali ai lati della carena. La novità fu testata come soluzione per limitare l’effetto impennata sulle gobbe della pista del Sachsenring, e fu di fatto approvata da entrambi i piloti.

– Ducati Desmosedici GP10 del 2010… eccole lì le prime alettine! –

Come succede anche in F1, se una soluzione aerodinamica funziona è facile che dalla gara dopo tutti propongano qualcosa di simile, e di fatto è stato l’inizio della “corsa alla deportanza” anche sulle motociclette della massima serie. Con gli investimenti economici delle case produttrici che hanno portato all’assunzione di aerodinamici dalla Formula 1, all’acquisto di complessi programmi di simulazione CFD (Computational Fluid-Dynamics, di cui il direttore è un grande esperto, magari in futuro approfondirà la cosa) e noleggio di gallerie del vento per i test dei prototipi… la crescita è stata rapida ed esponenziale.

Ma non aspettatevi delle monoposto su due ruote, perché qui la situazione è diversa e per certi versi più complessa.

 – Enzo Ferrari diceva che la macchina più bella è quella che vince. Meno male che la Desmosedici GP 2023 è campionessa in carica, perché altrimenti sarebbe davvero un obbrobrio –

Abbiamo già detto che la moto in piega sposta il peso verso la corda abbassando il centro di gravità e permettendo di completare la curva più velocemente. Se si hanno delle ali, quindi, non saranno quasi mai parallele all’asfalto se non in rettilineo, dove servono meno perché generano drag. Come cacchio funzionano, allora?

– Quando si va forte forte, chi guida deve sporgersi per spostare ancora di più il peso dell’elemento moto-pilota verso l’interno della curva e sopperire al limite meccanico della piega (il massimo possibile con le attuali MotoGP è intorno ai 60°, se si arriva a 90° significa che state grattugiando le chiappe o siete direttamente in barella) –

In primis dobbiamo avere chiaro un concetto:

Nelle moto l’aerodinamica non punta a schiacciare il mezzo all’asfalto come sulle auto, ma a mantenere il più possibile la ruota anteriore a contatto con la pista. Gli elementi che permettono ciò sono diversi e nel 2023 abbiamo raggiunto il maggior numero di elementi aerodinamici mai installati su una singola motocicletta. Prendiamo come esempio la Ducati, miglior moto del lotto e da sempre all’avanguardia nello studio aerodinamico.

ALI SUL CUPOLINO

Gli elementi aerodinamici sul frontale sono in assoluto i più efficienti e attivi, ragion per cui sono anche i più studiati e testati. Ducati utilizza una soluzione biplano ai lati della presa d’aria dinamica centrale. Quando la moto si trova in rettilineo, soprattutto nella prima fase di accelerazione dall’ultima curva, genera oltre 20kg di downforce per tenere la ruota anteriore per terra (dati non ufficiali, quelli precisi non vengono dichiarati e sono un segreto segretissimo).

– Notate quanto larghe sono le ali dell’ultima Desmosedici e come tutte le superfici che generano carico seguano una diversa angolazione. Ognuna di loro è sviluppata per svolgere uno specifico compito in una specifica situazione di guida in piega. Se vi state chiedendo come mai non sono singole ali ma sono collegate fra loro da un elemento verticale, è per questione di regolamento: non possono essere contundenti per il rischio di ferire i piloti in caso di caduta o contatto. –

Le stesse appendici frontali nella staccata al termine del rettilineo, con tutta la forcella a fondo corsa e il corpo moto ruotato in avanti, fungono da freno aerodinamico che aiuta i veri freni a rallentare più velocemente e ridurre gli spazi di arresto. La soluzione biplano in questo caso permette di avere due superfici dalla diversa inclinazione per compiere al meglio entrambe le funzioni di anti-wheeling e aerofreno.

Diversamente, in piega – con le ali posizionate ad inclinazioni diverse – il carico viene drasticamente ridotto ma continua ad avere effetto deportante. In questo caso il passaggio dell’ala interna viene disturbato sia dalla posizione quasi verticale che dalla presenza del pilota appena dietro che rompe il flusso, mentre l’elemento al lato opposto continua la sua azione aerodinamica applicando pressione alla parte esterna della moto e facendola ruotare meglio.

– È anche per questo motivo che in MotoGP vediamo le ali frontali inclinate verso il basso, in questo modo alla massima piega l’ala interna può annullare completamente il suo effetto (arrivando anche allo stallo) mentre quella esterna continua a generare carico rimanendo il più parallela possibile all’asfalto. In foto Maverick Vinales con l’Aprilia RS-GP 2023 –

Parte dell’aria che impatta con la sezione frontale della moto, viene incanalata fra cupolino e parafango per andare a raffreddare i radiatori. questi si comportano come un muro e non fanno altro che aumentare drag e alimentare l’effetto lift del muso. Per limitarne la forza, le MotoGP hanno carene laterali molto ad arco nella parte frontale, una soluzione che permette all’aria di sgusciare fuori lateralmente diminuendo la pressione dietro la ruota e unendo il flusso con quello laterale che passa attorno alla ruota stessa (per questo ci sono parafanghi avvolgenti e dischi carenati).

– Nel quadrato giallo, notate come la carena lasci scoperta l’intera ruota anteriore nella visuale laterale. Non è una cosa bella da vedere, ma aiuta a liberare i flussi d’aria dalla zona del radiatore diminuendo la pressione e l’effetto lift dell’anteriore –

ALI SULLE CARENE LATERALI

Le ali sulle carene laterali sono l’elemento dal quale tutto e cominciato. Hanno la stessa funzione delle appendici sul cupolino, generano deportanza, ma in questo caso hanno una forma e una funzione molto più tradizionale. Servono a pulire il flusso d’aria e a farla girare attorno alle gambe del pilota, in modo da avere la massima penetrazione soprattutto in rettilineo quando si cerca la velocità massima.

– Le carene azzurre della Ducati del team Gresini mostrano molto meglio le soluzioni aerodinamiche sulla parte laterale della Desmosedici. Oltre alle appendici aerodinamiche e agli sfoghi dell’aria notiamo anche la forma del parafango anteriore, disegnato per canalizzare l’aria ai lati, e la presa d’aria in carbonio attaccata al piedino forcella per facilitare il flusso e raffreddare le pinze –

Di recente, sulla parte bassa della carena, sono state introdotte nuove soluzioni molto interessanti per migliorare l’efficienza, come il deviatore di flusso di Ducati che canalizza l’aria per avere ulteriore carico sulla parte bassa della moto. Questo elemento aspira l’aria da davanti e la spinge con forza verso il basso soffiandola sul fondo della pancia. Anche questa funziona unicamente dal lato esterno della piega.

– In nero carbonio, durante una fase di test con Michele Pirro, possiamo notare bene il deviatore di flusso che soffia l’aria in basso creando un effetto venturi – 

Aprilia, per avere un risultato piuttosto simile , ha invece introdotto “lo scalino”, che non è altro che un allargamento improvviso della carenatura sulla parte bassa delle fiancate che crea una superficie piana sulla quale agisce la pressione dell’aria per generare extra downforce. Quelli di Sky hanno ribattezzato questa soluzione “carena a effetto suolo” benchè sia un concetto aerodinamico totalmente diverso, ma siccome ultimamente fa figo dirlo, è stato accettato un po’ da tutti. Ma vaff…

– Aprilia RS-GP 2023 in staccata. Possiamo notare lo “scalino” a metà della carenatura laterale e una forcella a pacco che più a pacco non si può –

AERODINAMICA POSTERIORE

Ultimamente lo sforzo degli aerodinamici di MotoGP si sta concentrando anche sulla parte posteriore, che sta piano piano ricevendo aggiornamenti per migliorare il bilanciamento e le prestazioni generali del mezzo. Le soluzioni che vanno per la maggiore sono due: il cosiddetto “cucchiaio”, che non è altro che un elemento a cucchiaio (se si chiama così non può di certo essere a forma di sturalavandini) posto davanti alla ruota posteriore, che solleva il flusso d’aria da sotto la moto (unica corrente di aria fresca lontano dagli sfoghi del motore) e lo spinge sullo pneumatico per raffreddarlo in maniera più efficiente.

– Questa foto di motorsport.com ci mostra molto bene il cucchiaio triplano della Ducati. Non funziona bene con il gelato ma se lo affilate potete tagliarci le verdure sottili sottili – 

Sul codino invece stanno nascendo pinne e alettoni che fanno assomigliare i posteriori delle moto a stegosauri o mensole dell’Ikea. Anche questi nascono con lo scopo di generare carico e schiacciare la ruota verso terra, per migliorare la trazione e il grip.

– a metà fra uno stegosauro e un drago di Game of Thrones –

– KTM nel 2023 ha optato per la soluzione “alettone Subaru WRX STi 2005”-

Fun fact, i codini stanno diventando così brutti e deformi soprattutto perchè sono stati scelti come alloggiamento per le centraline elettroniche. Fino a poco tempo fa questi elementi erano posizionati sotto la cover serbatoio, appena dietro il cannotto di sterzo, ma al posteriore migliorano il bilanciamento dei pesi spostando un po’ di massa verso il retro del mezzo.

UPDATE POSTUMO: Mi son dimenticato di parlare del ruolo dell’abbassatore posteriore e grazie al vostro pungolamento ecco un aggiornamento a riguardo. Questo sistema meccanico è nato per abbassare fisicamente tutto il codino in fase di accelerazione (unicamente in rettilineo) per due precisi motivi: migliorare la trazione ed evitare l’impennamento abbassando il baricentro e spostandolo verso la ruota dietro.  In maniera collaterale ma del tutto voluta, l’abbassamento del retrotreno permette alle ali anteriori di spostarsi in una posizione più piatta e neutra diminuendo l’effetto drag alle altissime velocità. Il sistema si disattiva automaticamente quando pinzando sui freni a fine rettilineo il peso viene nuovamente caricato sulla ruota anteriore.

– l’abbassatore posteriore, utilizzato anche in partenza assieme a quello anteriore, fa “sedere” la moto in piena accelerazione spostando i pesi verso il retrotreno –

Ma il fatto che le moto da GP stiano diventando sempre più simili a dei mostri delle caverne non è l’unico difetto della ricerca aerodinamica… ce n’è anche uno molto più importante che rischia di rallentare in modo importante l’evoluzione di questa recente tecnologia.

Tutte le MotoGP stanno diventando difficilissime da guidare al limite.

– F-F-F-F-FREESTYLER!!! –

Questo perchè l’elevata efficienza aerodinamica causa maggior resistenza sia nei cambi di direzione ad alta velocità che nei curvoni, e sbattere in curva una di quelle moto è diventato più difficile che spostare un sottomarino nucleare a mani nude… mentre è in secca sul molo per manutenzione.

Il risultato è che i piloti, già di per sè pompatissimi e tirati fino all’ultimo grammo di massa muscolare disponibile, stanno accusando sempre più problemi fisici come numerosi casi di sindrome compartimentale alle braccia (si tratta di un’aumento di pressione nei fasci muscolari che causa dolori esagerati, può diventare cronica e necessita di intervento chirurgico).

L’aerodinamica sta spostando sempre più in là il limite delle moto, permettendo accelerazioni più brucianti, frenate più brevi e percorrenze in curva ancora più veloci, arrivando lentamente a superare il limite fisico di chi questi mezzi li deve tenere su strada. Le forze in gioco sono esagerate e in uno sport motoristico dove il pilota conta ancora tantissimo e contribuisce attivamente alle prestazioni del mezzo, le sollecitazioni sono ormai arrivate all’estremo, rendendo sempre più difficile anche il gioco del “succhiascia”.

Voi potete apertamente decidere se preferite le MotoGP di oggi o quelle di ieri. Per agevolare la decisione vi aiutiamo con queste due immagini.

– Yamaha M1 del 2005, livrea Laguna Seca (tributo Kenny Roberts) – 

– Honda RC213V 2023 di Joan Mir –

A voi la scelta.