Wind tunnel testing of an active wing kit for racing motorcycles

In the context of enhancing aerodynamic performance in high-speed racing motorcycles, this thesis explores the development and evaluation of an active aerodynamic kit aimed at optimizing downforce and drag. The system comprises a fixed main element and two lateral active wings with an adjustable angle of attack. This active configuration can automatically adjust to maximize downforce or minimize drag, depending on the riding conditions. Wind tunnel testing served as the primary method to evaluate aerodynamic forces, with a force balance system measuring downforce and drag across different speeds and wing offsets. Simultaneously, Particle Image Velocimetry (PIV) was employed to capture detailed flow field velocity data around the aerodynamic surfaces. Additionally, longitudinal dynamics simulations were conducted to assess the kit's potential impact on acceleration, braking, and stability in various racing scenarios. Results demonstrate that the active kit substantially increases downforce with minimal drag penalties, particularly at higher offsets. These findings suggest that dynamic adjustments of the aerodynamic surfaces can improve acceleration, braking, and cornering stability, while minimizing drag on straight sections.

Nel contesto del miglioramento delle prestazioni aerodinamiche nelle moto da corsa, questa tesi esplora lo sviluppo e la valutazione di un kit aerodinamico attivo mirato a ottimizzare deportanza e resistenza aerodinamica. Il sistema è composto da un’ala principale fissa e da due ali laterali mobili con angolo di incidenza regolabile. Questa configurazione attiva può essere regolata automaticamente per massimizzare la deportanza o minimizzare la resistenza, in funzione delle condizioni di guida. I test in galleria del vento sono stati il metodo principale utilizzato per valutare le forze aerodinamiche, con un sistema di bilancia che ha misurato deportanza e resistenza a diverse velocità e configurazioni delle ali. Contemporaneamente, è stata impiegata la tecnica di Velocimetria a Immagine di Particelle (PIV) per acquisire dati dettagliati sul campo di velocità del flusso attorno alle superfici aerodinamiche. Inoltre, sono state condotte simulazioni di dinamica longitudinale per valutare l’impatto potenziale del kit su accelerazione, frenata e stabilità in vari scenari di gara. I risultati dimostrano che il kit attivo aumenta significativamente la deportanza con penalità minime in termini di resistenza, in particolare con elevati angoli di incidenza. Questi risultati suggeriscono che le regolazioni dinamiche delle superfici aerodinamiche possono migliorare accelerazione, frenata e stabilità in curva, riducendo al contempo la resistenza nelle sezioni rettilinee.