Rilanciare l’aviazione regionale attraverso progettazioni di propulsione alternative
L’Unione Europea ha il compito di realizzare un sistema di trasporto europeo efficiente sotto il profilo delle risorse, rispettoso del clima e dell’ambiente, sicuro e ben organizzato, a beneficio di tutti. Nel caso dell’aviazione, questi obiettivi sono sostenuti dal programma Flightpath 2050 della Commissione europea, che fissa obiettivi ambiziosi, tra cui la riduzione del consumo di carburante e il 90 % dei viaggiatori in Europa che viaggia da porta a porta entro le quattro ore, tra gli altri obiettivi chiave. Il progetto ELICA, finanziato dall’UE, lavora per raggiungere questi obiettivi. «Ci siamo prefissati l’obiettivo di fornire una progettazione teorica di un velivolo adibito a servizi pendolari da 19 passeggeri e con emissioni in termini di CO2, ossido di azoto (NOX) e rumore prossime allo zero», spiega Qinyin Zhang, che ha coordinato il progetto. Era importante che il progetto fosse rispettoso dell’ambiente, che avesse quindi una riduzione misurabile dei valori di emissione stimati, ed economicamente fattibile, adeguando i requisiti degli aeromobili alle richieste del mercato. Doveva anche essere tecnologicamente innovativo, doveva essere dunque esplorata e sfruttata la flessibilità nello spazio di progettazione del velivolo grazie alle nuove tecnologie di propulsione.
Un velivolo di nuova concezione
Il progetto ELICA è iniziato con uno studio economico sul futuro mercato della mobilità aerea regionale. «Lo studio ha dimostrato che la fitta rete di aeroporti in Europa e negli Stati Uniti può consentire servizi di linea o su richiesta di mobilità regionale aerea e di trasporto aereo di merci e a corto raggio», afferma Zhang. Sulla base della successiva analisi dello scenario aziendale, sono stati ricavati i requisiti di primo livello per un futuro aereo adibito a servizi pendolari a emissioni zero. Da un’ampia indagine tecnologica condotta nell’ambito del progetto sono stati inoltre individuati gli elementi tecnologici che contribuiranno alla progettazione di un velivolo innovativo. «Per l’implementazione delle nuove tecnologie, sono state sviluppate metodologie efficienti e innovative, verificate e integrate nella catena di strumenti di progettazione degli aerei esistente. Sulla base del livello di maturità tecnologica previsto, sono stati sviluppati due progetti di velivolo», racconta Zhang. Per il 2025, la combinazione delle tecnologie mature esistenti, come le turbine a gas, le batterie ad alta densità energetica e i motori elettrici, consentirà di sfruttare i vantaggi aero-propulsivi nella progettazione degli aerei. «Ci si può aspettare una riduzione del 50 % di CO2 e NOX e del 37 % di emissioni acustiche. Per il 2035, grazie alla presumibile disponibilità di infrastrutture per l’idrogeno e alla tecnologia delle celle a combustibile ad alta temperatura, si prevede l’eliminazione delle emissioni di CO2 e NOX e una riduzione del rumore del 73 % per gli aerei adibiti a servizi pendolari alimentati a celle a combustibile», afferma Zhang.
Ambiziosi obiettivi di riduzione delle emissioni
I risultati del progetto ELICA hanno dimostrato che gli ambiziosi obiettivi di riduzione delle emissioni formulati dalla Commissione europea nel documento Flightpath 2050 possono essere raggiunti. «Questo se la politica e l’industria sono disposte a intraprendere determinate azioni», aggiunge Zhang. I risultati del progetto ELICA hanno anche indicato che la tecnologia più promettente per raggiungere emissioni zero per il futuro trasporto aereo subregionale sarebbe l’uso dell’idrogeno come combustibile e l’utilizzo delle tecnologie di conversione e stoccaggio dell’energia associate (celle a combustibile). «Condividendoli con il pubblico, i risultati del progetto ELICA offriranno supporto alle start-up (ad esempio ZeroAvia, H2FLY) e alle aziende aerospaziali affermate (ad esempio Airbus, Rolls-Royce) che sono già attive nell’introduzione dell’idrogeno nell’aviazione e nell’accelerazione del processo di sviluppo dei velivoli, così da contribuire in ultima analisi a un’aviazione futura priva di emissioni», conclude Zhang. Il progetto concettuale finale aiuterà l’industria aeronautica a definire le prossime fasi di R&S e aprirà la strada a velivoli dimostrativi innovativi.
Parole chiave
ELICA, aviazione, aerei per pendolari, idrogeno, celle a combustibile, industria aeronautica, tecnologie di propulsione, emissioni prossime allo zero, riduzione del rumore, mobilità aerea regionale
