Progettazione e realizzazione di un veicolo solare

The Cruisers are multi occupant solar vehicles that are conceived to compete in long-range (over 3000 km) solar races based on the best compromise between the energy consumption and the pay-load. They must comply to the race rules regarding the overall dimensions, the solar panel size, functionality, safety and structural requirements, while the shape, the materials, the powertrain and the mechanics may be considered degrees of freedom for the designer. In this work, some of the most relevant aspects of the structural design process of a full carbon fiber reinforced plastic solar vehicle are detailed. In particular, the protocols used for the design of the lamination sequence of the chassis and for the leaf springs structural analysis are shown. The complexity of the design methodology of fiber reinforced composite structures is compensated by the possibility of tailoring their mechanical characteristics and optimizing the overall weight of the car.

I veicoli solari di classe cruiser sono concepiti per gareggiare, in competizioni solari caratterizzate da grandissime distanze (oltre 3000 km). A questo scopo la loro progettazione e costruzione deve basarsi sul miglior compromesso tra minimo consumo energetico e massimo numero di passeggeri trasportati. Devono inoltre rispettare le regole di gara per quanto concerne ingombri, funzionalità, ergonomia, sicurezza e altri vincoli strutturali, mentre forma, materiali e meccanica possono essere considerati gradi di libertà del progettista. In questo lavoro, sono descritti alcuni degli aspetti più rilevanti emersi nel percorso di progettazione e produzione del primo veicolo di questo tipo in Italia. In particolare, ci si concentra sulla struttura del veicolo, interamente in composito a fibra di carbonio e sulle molle a balestra. Vengono infine introdotte altre considerazioni sull'ottimizzazione aerodinamica, il pannello solare, il sistema di batterie e i motori, per l’impatto che hanno sulla progettazione strutturale del veicolo.