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Gli aerei del futuro: saranno ipersonici e green

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Gli ingegneri sono fiduciosi di poter rendere un aereo di linea più efficiente e meno inquinante adattando una specie di ventilatore o turbina nella parte posteriore del velivolo. Una tecnologia all'avanguardia. Ma possono davvero farlo funzionare correttamente?

Iniziamo dal tunnel del vento presso l'Università Tecnica di Delft, dove esperti di aerodinamica stanno utilizzando dei laser per perfezionare accuratamente il loro nuovo concetto di aeromobili. Un progetto sviluppato nell'ambito di una ricerca europea chiamata "Centreline". Secondo Arvind Gangoli Rao, Professore Associato presso l'Università, l'idea è di avere un aereo con tre motori, anziché due, quindi uno nella parte posteriore e due posizionati proprio qui. Questi motori dovranno fornire l'energia elettrica necessaria per azionare questo motore elettrico e la turbina.

La vera innovazione del progetto "Centreline" è il modo in cui l'aria viene trasportata vicino alla fusoliera per poi creare un’accelerazione da parte della turbina posteriore, e dare maggiore spinta. Come ci ha spiegato Arne Seitz. Coordinatore del Progetto *Centreline", "Aspira l'aria che scorre lungo la fusoliera, la raccoglie, la ri-energizza, e produce la spinta necessaria qundo c’è un input di potenza inferiore, migliorando l'efficienza. Questo ci permetterà di ridurre le emissioni di gas serra, di CO2 e di NOx ovvero ossidi di azoto e le loro miscele.”

Un procedimento simile è già utilizzato per imbarcazioni e sottomarini. Gli esperimenti nel tunnel del vento hanno rivelato come l'aggiunta di un grande ventilatore nella parte posteriore dell'aereo abbia un grande impatto sulla moderna fusoliera di un aereo di linea. "Una cosa che abbiamo imparato riguardo a questo di tipo di configurazione è che a differenza dei velivoli convenzionali, c'è una forte interazione tra il sitstema propulsivo e le superfici aerodinamiche. Quest'interazione è molto importante e non può essere trascurata nemmeno in fase di design", ha sottolineato Biagio Della Corte, PDH presso l'Università Tecnica di Delft.

Intanto gli ingegneri dell'Università di Cambridge stanno lavorando su un’altra grande sfida: lo sviluppo del motore elettrico del ventilatore. In poche parole posizionare le pale del ventilatore nella parte posteriore dell'aereo significa che devono essere molto forti. "L'aria che entra nell'ingresso del motore è distorta, questo vuol dire che non è uniforme, non si viaggia sempre alla stessa velocità. Questo significa che il motore in questi casi potrebbe anche bloccarsi. Quindi dobbiamo migliorare il design delle pale per prevenire qualsiasi guasto. E oltre a non esserci errori, il design deve essere più efficiente che mai per ridurre il carburante utilizzato durante il volo", ci ha fatto notare Alejandro Castillo Pardo, dell'Università di Cambridge.

Il team di “Centreline” ha progettato un nuovo design della ventola, che potrebbe risolvere il problema. "Abbiamo due ventole del motore: il design più convenzionale e questo nuovo, con una forma più tridimensionale, molto più curva. Questo dovrebbe essere in grado di aiutarci a gestire le distorsioni nel flusso, per recuperare l'efficienza che abbiamo perso a causa del flusso più lento di aria", prosegue il Dott. Alejandro Castillo Pardo.

Gli ingegneri parlano di risparmi di carburante dal 3 al 6 %, con punte fino all'11%, il che significa importanti riduzioni delle emissioni sui voli a lungo raggio. Un progetto dunque perfetto per un aereo di grandi dimensioni, a lungo raggio. Se si installa un peso aggiuntivo nella parte anteriore della fusoliera, dobbiamo sfruttare l'ulteriore guadagno di efficienza su un lungo volo da crociera: ad esempio da Londra a Tokyo.

Il primo aereo con un terzo ventilatore elettrico sul retro potrebbe volare nei nostri cieli a partire dal 2030.