Riassunto analitico
Negli ultimi anni, il settore automotive ha attraversato una trasformazione significativa, spinta dall'evoluzione tecnologica e dalle crescenti esigenze di sicurezza e prestazioni. Tutti gli aspetti dell'industria automotive ne sono stati coinvolti, per primi quelli legati alla dinamica del veicolo. Quest’ultima, nel caso di veicoli a due ruote, è altamente condizionata dalla postura del pilota, essendo esso parte importante del peso del sistema complessivo pilota-moto. In un contesto in cui la sicurezza stradale e le prestazioni in pista sono diventate priorità sempre più importanti, l'ottimizzazione della posizione di guida del pilota riveste un ruolo cruciale. La tesi dal titolo "Analysis and optimization of the riding posture in order to increase the overall performances" si propone di esplorare in dettaglio l'importanza di questo aspetto, offrendo un'analisi approfondita del modo in cui la ricerca sulla postura può contribuire a migliorare l'esperienza di guida di un veicolo a due ruote, incrementandone sicurezza, efficienza e prestazioni.
A fronte dell’elevata complessità ingegneristica e fisica inerente alla dinamica di un veicolo a due ruote, la prima parte della presente tesi fornisce una base teorica essenziale per comprendere concetti chiave richiamati in seguito. Una dettagliata analisi preliminare è svolta su aerodinamica ed efficienza termica, dinamica del veicolo a due ruote, sistemi sospensivi, pneumatici e comportamento dinamico di un motociclo in condizioni rettilinee ed in curva, al fine di identificare le aree chiave in cui la postura del pilota può influenzare significativamente la prestazione finale. In seguito, grazie alle attività di pilota, ingegnere ed istruttore di guida praticate nel corso della mia vita, viene descritta una posizione di guida ottimale per ogni fase, analizzandone l’evoluzione nel tempo e la rilevanza di fattori ad essa connessi.
Nella parte sperimentale dell’analisi vengono acquisiti dati mediante un apposito sistema di sensori e logger montato su una moto appositamente strumentata ed allestita da pista. Qui, vengono eseguite prove, a parità di veicolo e condizioni esterne, da parte di due piloti: un ex-pilota MotoGP e WorldSBK, chiamato ad assumere una posizione di guida ad hoc, ed un pilota paralitico, costretto a sedere sulla moto in condizioni passive, senza poter variare la sua postura nelle varie fasi di guida. I dati ottenuti vengono quindi confrontati nella totalità delle prove svolte. Sulla base di questi, partendo da un’analisi delle discrepanze più evidenti, viene costruito un trend avente come obiettivo finale la variazione percentuale della prestazione nelle varie fasi di guida in relazione a determinate grandezze acquisite.
In conclusione, questa tesi è volta ad evidenziare un aspetto di vitale importanza nel settore automotive ed offre un contributo significativo alla comprensione e all'ottimizzazione della postura del pilota nei veicoli a due ruote, dimostrando la rilevanza nel considerare questo aspetto fondamentale nell'ambito dell'ingegneria automobilistica moderna. Le implicazioni di questa ricerca si estendono al miglioramento di sicurezza e prestazioni, aprendo nuove prospettive per lo sviluppo futuro di veicoli a due ruote.
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Abstract
In recent years, the automotive industry has undergone a significant transformation, driven by technological evolution and the growing demands on safety and performance. All the aspects of the automotive industry were involved, first those related to the dynamics of the vehicle. The latter, in the case of two-wheeled vehicles, is highly conditioned by the rider’s posture, being an important part of the weight of the overall rider-motorcycle system. In a context where road safety and track performance have become increasingly important priorities, optimising the driver’s driving position is crucial. The thesis entitled "Analysis and optimization of the riding posture in order to Increase the overall performances" aims to explore in detail the importance of this aspect, offering an in-depth analysis of how posture research can help improve the driving experience of a two-wheeled vehicle, increasing safety, efficiency and performance.
Given the high engineering and physical complexity inherent in the dynamics of a two-wheeled vehicle, the first part of this thesis provides an essential theoretical basis for understanding key concepts mentioned below. A detailed preliminary analysis is carried out on aerodynamics and thermal efficiency, dynamics of the two-wheeled vehicle, suspension systems, tires and dynamic behavior of a motorcycle in straight and cornering conditions, in order to identify the key areas where the rider’s posture can significantly affect the final performance. Later, thanks to the activities of rider, engineer and riding instructor I practiced myself on, an optimal driving position is described for each phase, analyzing the evolution over time and the relevance of the related factors.
In the experimental part of the analysis, data are acquired by means of a special system of sensors and loggers mounted on a specially instrumented racing motorcycle. Here, tests are performed, with the same vehicle and external conditions, by two riders: a former MotoGP and WorldSBK rider, called to take an ad hoc riding position, and a paralytic rider, forced to sit on the bike in passive conditions, without being able to vary his posture between the various riding phases. The data obtained are then compared in all the tests carried out. On the base of these, starting from an analysis of the more evident discrepancies, a trend is built, having as final objective the determination of the performances’ percentage variation in the various riding phases, related to the determined acquired magnitudes.
In conclusion, this thesis aims to highlight an aspect of vital importance in the automotive sector and offers a significant contribution to the understanding and optimization of the rider’s posture in two-wheeled vehicles, demonstrating the relevance of considering this fundamental aspect in modern automotive engineering. The implications of this research extend to improving safety and performance, opening up new perspectives for the future development of two-wheeled vehicles.
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