MotoGP, la tecnica: il brevetto Aprilia sul telaio a rigidità variabile

di Marc Seriau/paddock-gp

Chiudiamo almeno momentaneamente la sezione dei tre brevetti depositati da Aprilia riguardanti l’aerodinamica della MotoGP (qui il primo, il secondo e il terzo). Vi informiamo ora di una piccola scoperta in un altro ambito.

Infatti, scavando alla ricerca dei brevetti stessi per leggerli, a volte ci imbattiamo in cose più interessanti, anzi estremamente interessanti. Come nel caso del brevetto WO2024028318A1 pubblicato quest’anno 2024 dal già noto Marco De Luca, associato questa volta a Germano Bergamo per conto della Piaggio.

Marco De Luca lo conoscete già: è un ingegnere che ha lavorato presso Lamborghini, Mercedes AMG e McLaren. Dal 2019 è in Aprilia come capo del dipartimento responsabile della progettazione del telaio della RS-GP, del suo sviluppo aerodinamico, del raffreddamento del motore e dei freni, della progettazione dello snorkel, dell’air box, del sistema di scarico e del serbatoio del carburante. Insomma, un pezzo grosso!

Il telaio Aprilia

Ma se nel campo dell’aerodinamica della bestia erano stati depositati 3 brevetti, finora nulla riguardava l’originalissimo telaio della RS-GP. Il telaio dell’Aprilia (in alluminio, mai vista finora la versione in carbonio…) riprende infatti il ​​concetto inaugurato da Suzuki, con supporti motore imbullonati (oggi con 3 viti contro le 5 della defunta GSX-RR), dal 2017 fino al 2022, con una nuova versione (ne abbiamo parlato qui).

Ma come possiamo vedere nella foto seguente, mentre Suzuki poteva modificare la rigidità del suo telaio cambiando gli elementi imbullonati, in Aprilia abbiamo optato per un’altra soluzione più avanzata: collegare detti supporti al telaio stesso tramite tiranti detti anche puntoni. Oppure tiranti “intelligenti”…

Diciamo la verità, l’argomento è così delicato che alcune nostre foto (non questa) sono state rispedite a Noale. Questo in seguito a telefonate per chiederci gentilmente di rimuoverle per evitare problemi ai meccanici disattenti, cosa che ovviamente abbiamo fatto. Ma all’inizio della stagione 2024, il brevetto in questione rende pubblica la questione e i nostri fotografi non mancheranno di divertirsi alla prima occasione…

Il brevetto Aprilia fa luce su alcune finezze tecniche della MotoGP

“La tecnica prevede telai motociclistici realizzati in alluminio o materiali compositi per soddisfare le esigenze di leggerezza e rigidità. I telai delle motociclette solitamente hanno una forma ad “U” o ad “O” per collegare il piantone dello sterzo al forcellone della ruota posteriore. I telai permettono anche l’ancoraggio del motore di propulsione. Tipicamente, il motore è installato direttamente sul telaio.

In alcuni telai il motore è installato sul telaio tramite staffe per motivi di rigidità. I supporti sono collegati al telaio mediante mezzi di collegamento e sui supporti viene installato il motore. Così è possibile regolare la rigidità del telaio e ottimizzare la rigidità longitudinale e laterale. In pratica la rigidità dei supporti è inferiore, o comunque diversa, da quella del telaio e consente di trasferire solo parzialmente al telaio torsioni e movimenti tipici del motore.

In quest’ultima tipologia di telaio, i supporti sono progettati per avere una rigidità longitudinale sufficiente ad evitare il cosiddetto fenomeno della “chiusura del telaio”. Vale a dire un eccessivo avanzamento del motore rispetto al piantone dello sterzo durante la frenata. Questo fenomeno è ancora più evidente sulle moto da corsa, in particolare su quelle della MotoGP.”

Come risolverli?

“In queste moto i telai risentono moltissimo delle deformazioni causate dalle frenate, che sono molto più potenti di quelle delle moto normali. Per risolvere questo problema di “chiusura del telaio” in frenata, solitamente i supporti motore vengono sovradimensionati. Questo però comporta un maggior peso e una perdita di prestazioni, in termini di rigidità, in curva. Il telaio infatti diventa più rigido nelle deformazioni sia longitudinali che laterali.

I suddetti inconvenienti della tecnica nota vengono ora risolti da un telaio per moto. Comprende un corpo principale estendentesi in direzione longitudinale ed una coppia di supporti collegati al corpo principale e configurati per supportare almeno parzialmente un motore, in cui detto telaio comprende un coppia di distanziatori, o puntoni, configurati per essere rigidi in compressione e liberi in tensione.

Ciascun distanziatore è collegato anteriormente al corpo principale e posteriormente ad uno dei citati supporti. Il telaio così progettato presenta una maggiore rigidità. In frenata la massa del motore tende a spostarsi in avanti, scaricando il proprio peso in parte sui supporti ed in parte sul puntone. In fase di accelerazione, invece, il puntone è libero di estendersi ed il motore scarica solo la sua massa sui supporti.”

Il telaio a rigidità variabile

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In questo modo la coppia di puntoni contribuisce ad assorbire i carichi di compressione agenti sul telaio principale, rimanendo inutilizzata ed ininfluente quando agiscono carichi diversi da quelli di compressione. Questi carichi di compressione sono principalmente quelli che si sviluppano durante le brusche decelerazioni e frenate della motocicletta e tendono a “chiudere” il corpo principale del telaio, cioè a generare momento angolare in senso orario, come nella Figura 2. La funzione dei montanti è quella di aumentare la rigidità del i supporti in fase di frenata e di dissipare le forze principalmente sulla parte del corpo principale che si trova vicino alla colonna di gestione. In questo modo la moto risulta più stabile in frenata, permettendo al pilota di entrare in curva in maniera più fluida.

Allo stesso tempo, la coppia di puntoni risulta “trasparente” in altre condizioni di funzionamento della moto, ad esempio in curva o in accelerazione, consentendo labili deformazioni del telaio e dei supporti. In questo modo viene assicurata una maggiore flessibilità del telaio, necessaria soprattutto in fase di accelerazione o di percorrenza di curva. La flessibilità del telaio consente più grip da parte degli pneumatici e quindi più trazione in accelerazione in uscita di curva.

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In parole povere, il telaio è molto rigido in frenata, ma flessibile in curva e in accelerazione. È così che Aprilia ha appena inventato il telaio a rigidità variabile. Due tipi di puntoni sono stati realizzati da Aprilia in MotoGP.

L’articolo originale su paddock-gp