PINARELLO. BOLIDE F HR 3D, LA PRIMA E PIÙ VELOCE BICI AD ALTE PRESTAZIONI STAMPATA IN 3D MAI COSTRUITA
Pinarello ha presentato ufficialmente la Bolide F HR 3D, la bici che Filippo Ganna utilizzerà per il suo prossimo tentativo di record dell’ora UCI.
In una mossa che Pinarello afferma essere una “prima mondiale”, Bolide F HR 3D utilizza una costruzione stampata in 3D su gran parte della bici.
Pinarello afferma che ciò le ha consentito “di introdurre nuove forme e caratteristiche impossibili da replicare” utilizzando le tecniche di costruzione esistenti in fibra di carbonio.
Queste caratteristiche includono geometria e dimensionamento personalizzati e nuove forme aerodinamiche ispirate alle megattere, oltre a vantaggi meno evidenti come rinforzo interno e tempi di sviluppo ridotti.
1. Tecnologia AirStream
Le gambe del ciclista si muovono su e giù tutto il tempo, seguendo una traiettoria piuttosto complessa ma molto ripetitiva. L’aria scorre attorno a tubo verticale e reggisella in modo mai lineare: è continuamente spostata dalle gambe del corridore, che ne deviano il flusso. Questo flusso d’aria alternato rende molto difficile che l’aria rimanga «attaccata» al tubo verticale. Di conseguenza, il flusso d’aria si allontana costantemente dal tubo verticale, creando un’ampia zona di bassa pressione. Quest’ultima genera a sua volta grandi quantità di resistenza aerodinamica ed è il motivo per cui la resistenza all’aria generata da tubo verticale e reggisella contano per quasi il 40% della resistenza totale del telaio e della forcella.
L’Università di Adelaide ha studiato il modo in cui le megattere riescono a compiere manovre molto strette negli oceani. La natura offre grandi esempi di evoluzione naturale, che si susseguono da milioni di anni.
Le megattere sono note per la loro capacità di eseguire curve molto strette mentre nuotano e per i loro salti spettacolari fuori dall’acqua. I ricercatori hanno scoperto che i tubercoli (le sporgenze nella parte anteriore delle pinne) contribuiscono in modo significativo a questa abilità. Infatti, gli studiosi dell’Università di Adelaide lavorano tenendo a mente queste particolari forme delle pinne dal 2006: prima ne hanno trovato un’applicazione per le ali e le ventole di aerei, poi sui telai delle biciclette, depositando nel 2016 una domanda di brevetto internazionale per un telaio di bicicletta. Hanno osservato anche come il flusso d’aria attorno al tubo verticale si alterni secondo un ampio angolo, con conseguente separazione del flusso e aumento della resistenza aerodinamica. Sono riusciti quindi a scoprire che piccole creste possono minimizzare questo effetto di separazione e ridurre la resistenza aerodinamica, generando vortici di corrente nelle depressioni tra le protuberanze, facendo sì che il flusso dietro i «beccucci» rimanga il più aderente possibile. Grazie a questa ricerca, hanno ottenuto importanti riduzioni della resistenza aerodinamica sul loro prototipo di telaio.
Purtroppo, mettere una piccola cresta frastagliata sulla parte anteriore del tubo verticale non è abbastanza per rendere alcun ciclista più veloce. Così, per rendere la nostra bicicletta HR più veloce, Pinarello e il suo partner in ricerca e sviluppo aerodinamico NablaFlow hanno eseguito molte simulazioni, trovando alcuni progetti efficaci e altri meno.
Dopo approfonditi test di fluidodinamica computazionale (o CFD, dall’inglese Computational Fluid Dynamics) e in galleria del vento, con ciclisti in carne e ossa, è nata la nostra nuova tecnologia AirStream, che incorpora un esclusivo sistema di “AeroNodes” sul telaio che sfrutta appieno la ricerca pionieristica dell’Università di Adelaide.
La prima bici aerodinamica conforme UCI stampata in 3D al mondo
Il Pinarello Bolide F HR 3D è stampato in 3D da Scalmalloy e titanio, quindi incollato insieme utilizzando resina epossidica di grado aerospaziale. Pinarello
La Pinarello Bolide F HR 3D è realizzata in collaborazione con gli specialisti della stampa 3D con sede nel Regno Unito Metron Advanced Equipment.
Come con l’attacco manubrio stampato in 3D Mythos Elix recentemente lanciato da Metron , il telaio e il reggisella Pinarello Bolide F HR 3D sono realizzati in Scalmalloy.
Questa lega di scandio, alluminio e magnesio è, secondo Pinarello, “un materiale aerospaziale specificamente progettato per la stampa 3D”.
Il telaio è stato prodotto in cinque parti separate e quindi incollato insieme utilizzando resina epossidica.
La Pinarello Bolide F HR 3D è, secondo Pinarello, la prima bici aerodinamica conforme a UCI stampata in 3D.
La bici è costruita attorno a un manubrio stretto in stile megafono in titanio stampato in 3D e alle stesse estensioni aerodinamiche attorcigliate che si vedono sulla bici da cronometro Bolide F di Ganna .
Anche la “testa a forcella” è realizzata in titanio stampato in 3D. Non è chiaro se la testa della forcella si riferisca alla corona della forcella o allo sterzo.
Una copia del telaio di Ganna è stata inviata a EFBE, uno dei principali laboratori di test meccanici per biciclette in Germania, per test indipendenti secondo gli standard ISO4210 (ISO4210 copre gli standard di sicurezza per le biciclette e include una gamma di test di fatica, impatto e torsione).
Il Pinarello Bolide F HR 3D è stato sottoposto ai test di sicurezza ISO4210.
Secondo Pinarello, la Bolide F HR 3D è la prima bici aerodinamica stampata in 3D conforme a UCI a superare questi test.
In conformità con le regole UCI, il Pinarello Bolide F HR 3D sarà disponibile per i consumatori tramite i rivenditori ufficiali, anche se a causa della costruzione personalizzata stampata in 3D, sarà costruito solo su richiesta e non verrà fornito alcun prezzo.
Dato che il suddetto attacco manubrio Mythos Elix costa £ 500, tuttavia, è probabilmente corretto presumere che Pinarello Bolide F HR 3D non sarà economico.
Il manubrio Pinarello Bolide F HR 3D è realizzato in titanio stampato in 3D per una maggiore resistenza.
L’aspetto visivamente più sorprendente del Bolide F HR 3D è probabilmente il tubo sella e il reggisella irregolari.
Secondo Pinarello, questa caratteristica è progettata per imitare i tubercoli visti sulle pinne delle megattere.
Pinarello cita una ricerca dell’Università di Adelaide, che ha applicato questo concetto a un telaio di bicicletta in una domanda di brevetto depositata nel 2016. Zipp utilizza un’idea simile anche per il profilo del cerchio a dente di sega .
Il tubo sella irregolare e il reggisella si ispirano ai tubercoli delle pinne delle megattere.
Pinarello afferma che il tubo sella e il reggisella rappresentano il 39% della resistenza complessiva su una bicicletta e che è un’area particolarmente difficile in cui gestire il flusso d’aria, a causa della turbolenza generata dalle gambe in movimento del ciclista.
L’aggiunta di creste al bordo d’attacco di queste strutture può, se dimensionata correttamente, “ridurre al minimo questo effetto di separazione e ridurre la resistenza”, secondo Pinarello.
Questa riduzione della resistenza si ottiene “generando vortici in direzione del flusso negli avvallamenti tra i dossi, facendo sì che il flusso dietro i picchi rimanga attaccato”.
Pinarello ha testato una serie di diversi design irregolari del tubo sella e del reggisella e afferma che trovare i dossi delle giuste dimensioni è fondamentale per migliorare le prestazioni.
Addio regola 3:1
Oltre ai tubi irregolari, Pinarello afferma di aver anche riscontrato guadagni aerodinamici in modi più tradizionali, allungando i profili dei tubi oltre i vincoli della regola 3:1 recentemente rimossa dall’UCI (che imponeva che i tubi del telaio e le forcelle non potessero essere più di tre volte più lunghi rispetto alla loro larghezza).
Pinarello non ha fornito rapporti esatti per i singoli tubi del Bolide F HR 3D, ma afferma che “è risaputo che le sezioni del profilo alare che hanno un rapporto di aspetto di 6:1 o addirittura 8:1 hanno prestazioni significativamente migliori rispetto al vecchio 3: 1 rapporto.”
Il Bolide F HR 3D ottiene forme dei tubi allungate e una forma più stretta per ridurre la resistenza.
Anche i mozzi delle ruote e il movimento centrale sono stati ridotti in modo significativo, per ulteriori guadagni aerodinamici rispetto al Bolide HR utilizzato da Bradley Wiggins per il suo record dell’ora nel 2015.
I mozzi anteriore e posteriore sono rispettivamente di 69 mm e 89 mm di larghezza, rispetto a 100 mm e 120 mm.
Il movimento centrale, nel frattempo, ora è largo solo 54 mm, prima di 70 mm.
Pinarello says no, grazie, to wide forks
In particolare, Pinarello ha deciso di attenersi a un design più tradizionale e stretto della forcella e dei foderi verticali.
Osserva che i design ad ampia posizione, come quello visto sull’Hope HB.T , possono migliorare le prestazioni se riduce la resistenza complessiva del sistema (pilota più bici) di un valore sufficiente per superare la penalità sostenuta dal design.
Pinarello afferma che Bolide F HR 3D è il risultato di numerosi test CFD, galleria del vento e nel mondo reale.
Pinarello ha affermato che i suoi test hanno mostrato che i risultati di tali progetti erano “troppo instabili”, tuttavia, e che “i potenziali guadagni non erano abbastanza coerenti per adottare un tale progetto”.
È interessante notare, tuttavia, che questo concetto è adottato nelle estensioni aerodinamiche stampate in 3D menzionate in precedenza da Ganna.
Pinarello osserva che il design attorcigliato aumenta la resistenza in isolamento, ma porta a una netta riduzione della resistenza aerodinamica con un pilota presente.
Le estensioni aerodinamiche hanno riser piegati che si dice aiutino a ridurre la resistenza con un ciclista sulla bici.
Tutte queste caratteristiche di progettazione, afferma Pinarello, sono state convalidate da CFD, galleria del vento e test nel mondo reale.
Come ora sappiamo, il test finale per la Bolide F HR 3D è stato il tentativo di record dell’ora di Dan Bigham all’inizio di quest’anno, in cui ha guidato una versione prototipo senza marchio della bici.
Seguendo l’esempio di Bigham, Ganna sembra destinata a utilizzare ruote a disco Princeton CarbonWorks personalizzate, calzate con pneumatici Tubeless Continental GP5000 TT , una manovella WattShop Cratus Aero e una corona da pista in fibra di carbonio e una catena da pista ottimizzata Muc-Off.
Frameset: Pinarello Bolide F HR 3D, Scalmalloy stampato in 3D
Manubrio: Pinarello, titanio stampato in 3D
Ruote: Princeton CarbonWorks Track Special
Pneumatici: Continental GP5000 TT
Guarnitura: Manovella WattShop Cratus Aero con corona in fibra di carbonio WattShop Cratus
Catena: catena Izumi Kai da 1⁄2” ottimizzata Muc-Off
Sella: Fizik Ares TT
