Professioni del Motorsport: nei segreti dell'elettronica

Paolo Bonora, Race Manager di Aprilia Racing, ci ha regalato una seconda puntata della lunga chiacchierata sull'elettronica in MotoGP. Con l'ingegnere veneto entriamo nei segreti di chip e sensori per capire meglio come è cambiata la dinamica di una moto della massima classe del Motomondiale.

Professioni del Motorsport: nei segreti dell'elettronica

La prima parte dell’intervista a Paolo Bonora, Race Manager di Aprilia Racing, tecnico con un’esperienza ventennale nel reparto elettronico e docente del Master Motorcycle Race Engineering di Experis Academy, ha suscitato una grande attenzione su un mondo come quello dei chip e dei sensori.

Ecco perché l’ingegnere trevigiano ci accompagna in questa seconda puntata in un viaggio che ci accompagna a comprendere alcuni segreti della MotoGP. L’elettronica ha assunto una funzione fondamentale nel miglioramento della sicurezza e delle prestazioni permettendo ai piloti tempi sul giro impensabili fino a qualche anno fa.

Paolo Bonora, Aprilia Racing

Paolo Bonora, Aprilia Racing

Photo by: Aprilia Racing

Ingegnere Bonora sulla MotoGP non c’è più il cavo dell’acceleratore, ma c’è una gestione elettronica che fa corrispondere a un’apertura della manopola lo spalancamento delle farfalle del motore. Le due funzioni non sono lineari, ma con i depotenziamenti potete gestirle curva dopo curva?
“Una volta c’era un rapporto di 1 a 1 fra gas e farfalle. Poi sono state inserite delle pulegge per rendere il rapporto minore di 1 a 1 per essere più dolce nelle basse aperture di quanto spalancasse il pilota. Ma siccome allo sviluppo non c’è mai fine, si è iniziato a lavorare su un comando elettronico delle farfalle. Siamo stati noi i primi nel 2002 a introdurre il ride-by-wire in una MotoGP con il 3 cilindri della Cube. La manopola è collegata a un potenziometro che legge quanto ha aperto il pilota: l’informazione va in centralina che, in funzione di una mappa prestabilita curva per curva, in base al regime di giri del motore decide quale è l’apertura della farfalla più adeguata”.

“Non solo, ma il ride-by-wire ha permesso di rendere del tutto indipendente anche la fase di frenata. Un tempo a farfalle chiuse era necessario inventare dei motorini o dei by-pass di aria che garantissero un certo livello di minimo del motore e si dovevano studiare dei sistemi anti-bloccaggio della ruota posteriore dovuti alla chiusura della farfalla. Ora si è passati a una completa indipendenza della manopola del gas per cui anche per il freno motore ci sono delle mappe con le quali gestire della coppia negativa, vale a dire una forza frenante che varia a ogni curva in funzione del regime di rotazione e dell’angolo di piega o del carico sulla ruota. Fermo restando le mappa base di freno motore, si configura una ulteriore strategia chiamata ”anti-lock” per prevenire il bloccaggio e consentire al pilota di guidare sempre in sicurezza nei target cercati dalla squadra”.

Come si agisce sul motore?
“Quasi tutti lavorano con un solo cilindro acceso al fine di aprire il più possibile la farfalla ed avere una migliore precisione del controllo”.

Perché c’è anche una valvola sullo scarico?
“Chiudendo lo scarico è possibile creare una contro-pressione che genera una forza negativa utile alla frenata specie ai bassi regimi, quando il motore non avrebbe l’energia per generare la coppia negativa necessaria. La valvola di scarico permette di estendere il range di utilizzo del freno motore”.

“Una fase fondamentale è proprio la transizione tra il freno motore e la fase di spinta, dovuta alla riaccensione dei cilindri da metà curva, che deve avvenire nel modo più soft possibile, tanto che il pilota non deve sentire il passaggio dalla coppia negativa alla coppia positiva”.

“Questa fase è quella critica per il pilota. Si trova con il casco a pochi centimetri della pista e con il massimo angolo di piega: ogni minima transizione non fluida nella catena e nel recupero di spin da negativo a positivo si ripercuote sul famoso feeling del pilota. A casa si fa un grande lavoro al banco per trovare le giuste transizioni, tuttavia c’è la strategia di “anti Jerk” che cerca di recuperare i colpi dovuti ai giochi della trasmissione o della catena nella primissima fase di accelerazione”.

“Un altro aspetto controllato dall’elettronica è l’anti-impennamento: in accelerazione si cerca di limitare che la ruota anteriore si sollevi dall’asfalto con una perdita di aderenza. Oggi si ottengono buoni risultati anche con l’aerodinamica”.

“Per effetto del Covid la configurazione aerodinamica è stata bloccata per contenere i costi, ma con le ali sulla carena si sono ottenuti risultati importanti negli ultimi anni. Si è visto ridurre il contributo dell’elettronica nei tagli per tenere la ruota anteriore bassa, perché le ali anteriori garantiscono una buona spinta verticale, per cui a parità di grip si può sfruttare una maggiore potenza del motore”.

Ci sono mappe che adeguano il comportamento della moto in funzione dell’usura delle gomme e del consumo di carburante?
“I bottoni sulla moto servono solitamente a cambiare le mappe di coppia (RTD), del traction control (TC) e del freno motore (EB). Quest’ultimo va ridotto con il passare della gara perché cresce il consumo del pneumatico per cui si libera progressivamente il freno motore. Lo stesso accade per il TC: quando la gomma è particolarmente usurata i piloti hanno sulla pulsantiera una serie di mappe che sono state decise sabato sera con l’elettronico. Ci sono tre mappe per il TC e altrettante per il freno motore e la potenza. Sulle piste dove il consumo di carburante è critico come a Spielberg è possibile destinare un pulsante alla riduzione del consumo, oppure si possono anche combinare delle funzioni insieme”.

Il controllo del consumo come avviene?
“Quando avevamo le centraline libere c’era una logica che gestiva automaticamente il consumo di benzina, mentre ora il pilota deve gestire il consumo secondo una strategia concordata con il team. Si condivide il piano in un meeting pre-gara nel quale si decidono le mappe disponibili in centralina ed eventualmente a quale giro è necessario effettuare un cambio da una all’altra. Il display va in aiuto ai piloti, segnalando con un allarme lo stato di consumo troppo elevato di benzina, e ricordando quindi che è il momento di fare lo switch su una mappa più magra oppure depotenziata. Il pilota, sulle piste ad alto consumo di carburante, è solito provare tale mappa magra nelle prove libere in modo da conoscere il diverso comportamento della moto e non trovarsi in difficoltà nel momento cruciale della gara”.

Quanto conta la piattaforma inerziale nella gestione della moto?
“E’ fondamentale. Senza la piattaforma inerziale non ci calcolerebbero per esempio il rollio ed il beccheggio per cui i vari sistemi elettronici come il controllo di trazione non sarebbero in grado di funzionare. Queste MotoGP senza controlli sarebbero letteralmente inguidabili”.

Quante funzioni della moto controllate con l’acquisizione dei dati?
“Circa 500 canali in gara, ma nei test sono molti di più. Buona parte sono di allarme”.

La vita di un sensore e di una centralina è lunga?
“Una centralina dura una stagione: quella Marelli è molto robusta. Per tutti gli altri pezzi c’è un kilometraggio limite. Il processo che seguono i componenti è semplice: dal team di gara passano a quello test per poi passare ai banchi in funzione del kilometraggio percorso. Abbiamo un software che controlla il chilometraggio effettuato da ogni componente presente sulla moto in pista. Un nostro tecnico controlla la vita di ogni componente e segnala ai meccanici se c’è qualche parte da sostituire perché giunta al limite del chilometraggio”.

“Il particolare che ha raggiunto il limite previsto in pista viene affidato al test team che lo usa per un chilometraggio aggiuntivo. Questo lavoro ci è utile soprattutto in funzione della stagione successiva perché ci permettere di allungare la vita di certi elementi. Le parti poi vengono usate ulteriormente al banco prova fino a trovare i punti di rottura. Tutta la sensoristica nella moto da gara, deve essere sempre alla massima efficienza, soprattutto quella relativa al motore, visto che i propulsori sono contingentati e punzonati”.

Qual è la frontiera del futuro sulla quale state tutti lavorando?
“Penso che tutti stiano lavorando sui variatori di assetto sulle sospensioni per abbassare la moto”.

I dati che si raccolgono in acquisizione possono permettere che si arrivi a definire dei correttori d’assetto meccanici che permettano alla moto di assumere diverse altezze che possano favorire le prestazioni?
“Il correttore d’assetto a controllo elettronico è vietato dal regolamento così come non ci possono essere parti aerodinamiche mobili che si flettono in movimento”.

L’holeshot era nato come sistema di partenza, ma poi la sua funzione è stata estesa nell'arco del giro...
“Sì è vero, erano nati come variatori di assetto solo per la fase di partenza gara, con l’intenzione di tenere la ruota anteriore più bassa possibile. Noi abbiamo cominciato abbassando l’anteriore in stile motocross. C’è voluto un po’ di tempo perché questa soluzione fosse fruibile per i piloti e che fosse affidabile, ma dà un grosso vantaggio perché permette di abbassare il baricentro della moto e ridurre l’impennamento durante lo start. Ora stiamo lavorando anche sull’abbassamento della parte posteriore, come già fatto da qualche competitor, perché permette di modificare l’altezza della moto non solo al via ma anche durante il giro, cosa che è impossibile agendo solo sulla sospensione anteriore”.

“Per i piloti non è semplice azionare leve mentre stanno guidando ad alta velocità. Conviene abbassare il posteriore solo dove il vantaggio può essere più grande, come nell’uscita da curve con lunghi rettilinei o dove l’impennamento è elevato. Si limita l’impennata della ruota anteriore in accelerazione, riducendo quindi l’azione dei sistemi elettronici e permettendo di liberare più potenza”.

Non c’è una telemetria in tempo reale che segnala se qualche parametro della moto va in crisi: in quale modo il pilota può essere aiutato?
“Gli ultimi sviluppi sono finalizzati a far lavorare al meglio le gomme e i piloti devono essere istruiti su come sfruttarle al meglio. Sul display digitale possono apparire delle informazioni importanti sugli pneumatici, per cui si può indicare se sono arrivati nella giusta finestra di temperatura, oppure se si registra un surriscaldamento dell’anteriore stando troppo in scia ad un’altra moto. Ormai il livello in MotoGP è altissimo e tra partire in seconda fila od in quarta, la differenza tante volte è meno di un decimo di secondo. I dettagli sono fondamentali".

Nel simulatore, quindi, avete un modello di gomma?
“Certo e ciascuno se lo realizza in casa propria”.

Ma come si può migliorare l’utilizzo degli pneumatici non potendo analizzare la telemetria in tempo reale?
“Fornendo ai piloti informazioni chiare sul comportamento delle gomme durante le analisi dati con il proprio ingegnere e, sulla moto, mediante segnalazioni di allarme se la pressione o la temperatura sono oltre il range ottimale”.

Un aggiornamento aerodinamico importante come l’ala anteriore compromette il confronto con i dati dello storico?
“In realtà l’ala ha dato risultati importanti generando più carico anteriore senza aumentare la resistenza all’avanzamento. Lo abbiamo visto perché ne hanno beneficiato le velocità massime e si sono ridotti i consumi. Rispetto al motore dell’anno scorso, il pacchetto V4 a 90 gradi, unito alla nuova aerodinamica con l’ala anteriore e la diversa fluidodinamica interna ha dato dei buoni risultati. Sulla base dei dati di quest’anno stiamo sviluppando la moto del 2021 che avrà alcune soluzioni nuove che si vedranno a breve”.

Gli ingegneri dell' Aprilia Racing analizzano i dati della telemetrai nel box
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Foto di: Aprilia Racing

Il display digitale dell'Aprilia RS-GP
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Foto di: Aprilia Racing

Ecco i pulsanti sull'Aprilia RS-GP che consentono le regolazioni in pista da parte del pilota
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Foto di: Aprilia Racing

La centralina unica della Magneti Marelli
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Foto di: Aprilia Racing

Professioni del Motorsport: nei segreti dell'elettronica dell' Aprilia Racing
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Foto di: Aprilia Racing

Professioni del Motorsport: nei segreti dell'elettronica dell' Aprilia Racing
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Foto di: Aprilia Racing

Aleix Espargaro, Aprilia Racing Team Gresini
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Foto di: Gold and Goose / Motorsport Images

Lorenzo Savadori, Aprilia Racing Team Gresini
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Foto di: Gold and Goose / Motorsport Images

Aleix Espargaro, Aprilia Racing Team Gresini
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Foto di: Aprilia Racing

Aleix Espargaro, Aprilia Racing Team Gresini
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Foto di: Gold and Goose / Motorsport Images

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