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Volante: stringere in palmo di mano la propria passione

Il Team Dynamis PRC racconta il volante della propria monoposto da Formula Student: non più un semplice strumento di guida ma un vero e proprio concentrato di tecnologia, che va ben oltre il solo ruolo di sterzo.

Categorie Automotive · Componentistica · Motorsport

Col passare degli anni e l’evolversi dell’elettronica di bordo, oggigiorno, ormai quasi ogni automobile di serie ha vari pulsanti installati sulle razze del volante. Così facendo infatti, si può agire comodamente su vari parametri, senza mai staccare le mani da esso. E su un prototipo da corsa, dove il pilota deve essere sempre concentrato al massimo sulla sua guida e non può perdere nemmeno un istante? Beh, allora avere ogni comando “a portata di dito” diventa essenziale! 

Obiettivi di un volante da corsa 

Il volante con la sua nuova interfaccia grafica: si possono notare i parametri di temperature ruota per ruota.
In questo caso è attiva la mappatura di gara “Endurance”, riconoscibile dalla scritta riquadrata in giallo

Nella Formula Student le gare sono estremamente dinamiche: in pochi minuti o addirittura in pochi secondi, in base all’evento, i piloti devono cercare di tirare fuori il massimo dalla vettura e, in questi casi, anche la più piccola modifica conta e bisogna poterla fare in fretta. Non sono affatto pochi i parametri che si possono cambiare direttamente dal volante: alcuni si gestiscono addirittura in fase preliminare di test e di riscaldamento, altri poco prima della partenza di una prova dinamica e altri ancora si devono variare durante lo svolgimento della gara.

Il pilota dovrà quindi avere un modo efficace ed efficiente di poter fare questi cambiamenti senza perdere la concentrazione e possibilmente senza sbagliare a farli! Questo appena detto è proprio l’obiettivo dei progettisti del Team Dynamis PRC: in cui, una strettissima collaborazione tra il reparto “Electronics & Powertrain” e “Driver Interfaces”, ogni anno, porta allo studio e alla realizzazione di un volante sempre più funzionale e pratico per i piloti. 

Strumentazione

Sulla monoposto da corsa Dynamis, chiamata DP12Evo per la stagione 2021, esclusi pochissimi pulsanti di sicurezza o emergenza (come il Kill Switch, che, se azionato, toglie completamente alimentazione alla vettura), tutto il resto della strumentazione di bordo è concentrato nel volante. Per questa ragione al centro di esso è posizionato verticalmente uno schermo da 5 pollici, a colori e dalla luminosità elevata: sul display sono mostrate tutte le indicazioni utili al pilota ma non solo!

Infatti, attraverso ad un manettino posizionato centralmente sotto lo schermo stesso, si possono scorrere vari “menù”. Tra questi ce ne sono 4 che corrispondono alle 4 mappature della macchina, corrispondenti ognuna ad uno specifico evento di gara: queste sono usate dai piloti, in marcia, per controllare i vari parametri di guida e i principali indicatori di temperature e pressioni da tenere sotto controllo.

Il retro del volante: si nota il sistema di “paddles” per il controlllo del torque vectoring e lo sgancio rapido, che consente di estrarre il volante della vettura, per agevolare il pilota nel posizionarsi alla guida.

Altrettante pagine menù invece sono dedicate ad indagare più nello specifico i vari parametri del prototipo e sono usate dagli ingegneri di pista, a macchina ferma; per esempio durante i test o per gli ultimi controlli pre-partenza. Per navigare all’interno di queste pagine si usano due rotelle con encoder, posizionate ai lati dello schermo, azionabili con i pollici dal pilota, mentre afferra il volante. Per confermare le scelte è presente un ulteriore pulsante, sempre azionabile con il pollice.

Sul retro del volante inoltre sono posizionate due ”palette”, da tirare con gli indici verso il volante stesso. Queste, fisicamente, sono identiche a quelle che si potrebbero trovare su una macchina dotata di cambio automatico al volante ma c’è da ricordarsi di un dettaglio… La macchina del Team Dynamis PRC è un prototipo completamente elettrico, con un motore per ruota, e pertanto non necessita di un cambio!

Dunque a cosa servono quei comandi? Potendo gestire la coppia motrice in modo indipendente per ogni singola ruota, il Team ha sviluppato un complesso sistema di torque vectoring che si occupa proprio di ciò! Questo controllo è sviluppato in vari livelli di intervento per poter raggiungere la massima performance in diverse condizioni di pista. Il pilota, mentre guida, può selezionarne dunque l’intensità di azione, proprio attraverso le due palette al volante: tutto ciò senza mai dover allontanare le mani dalla pos izione di guida.

La realizzazione: una lotta tra ergonomia ed elettronica

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Uno dei due semigusci laminati in carbonio pronto per essere estratto dallo stampo dopo la “cottura”.

La struttura principale del volante è composta da due semigusci in fibra di carbonio: questi sono progettati interamente dai ragazzi del Dynamis PRC. Anche l’elettronica all’interno di esso è sviluppat a nei minimi dettagli dai membri della squadra. Il reparto “Electronics & Powertrain” si occupa di pensare a quest’ultima, mentre il reparto “Driver Interfaces” studia la struttura del volante perché sia perfettamente funzionale, rispetti i regolamenti e sia gradita dai piloti del Team.

Perché quest’ultimo obiettivo accada vengono pensate dai progettisti delle forme che possano essere ergonomiche per le impugnature, quindi vengono “prototipate”, attraverso una stampa in 3D, e infine vengono fatte testare ai piloti. Si raccolgono tutti i feedback e si cerca un buon compromesso che possa accontentare il più possibile tutti loro. Solo a questo punto si può stabilire una geometria che possa soddisfare il regolamento e le richieste dei drivers.

Sorge però un problema: bisogna anche tener conto degli ingombri interni dati dalle varie schede dell’elettronica. Diventa dunque essenziale la collaborazione tra i due reparti prima citati: essendo in ambito racing tutto va pensato rivolto alla performance e alla riduzione dei pesi inutili. Nella progettazione a computer si lavora al limite e questo può essere un rischio: il perché? Perché poi la laminazione del carbonio che compone la struttura è fatta a mano dai ragazzi del team e “precisione” deve essere la parola chiave per chi è addetto alla lavorazione delle pelli.

volante
Un render esploso dell’assieme del volante: strutture in carbonio, paddles, sgancio rapido, schermo e schede

Lo stampo in “blue corintho” viene fresato da sponsor esterni e poi rifinito a mano dai membri Dynamis PRC. Le pelli di carbonio vengono fatte tagliare su indicazione dei progettisti da un altro sponsor, poi la laminazione avviene nell’officina della squadra (negli edifici del Politecnico). Il tutto, quando è pronto alla caratteristica cottura della fibra di carbonio, viene portato da uno sponsor che la realizza. Poi i ragazzi procedono con molta cura all’estrazione dei semigusci dallo stampo, li rifiniscono e con perizia assemblano i vari componenti elettronici alla struttura.

La precisione richiesta per far stare tutte le schede all’interno del volante è del decimo di millimetro e quest’anno è stata raggiunta senza problemi. Questo è stato possibile grazie ad un attento sviluppo di schede di contorno per delocalizzare i vari input, in modo da avere un sistema solido ma allo stesso tempo ben distribuito. In più anche tutta la parte software è stata interamente pensata dal Team Dynamis : ne è un esempio la nuova interfaccia grafica per il display.

A questa fanno seguito, dal lato hardware, tutto il circuito di contorno per farla funzionare: comprensivo di RAM e memoria flash appositamente studiate. Questo per far sì di avere una completa libertà progettuale, senza dover andare a comprare prodotti preassemblati, che non avrebbero rispettato tutte le esigenze particolari del team.

A cura di Lorenzo Roberto Pracchi

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