Aerei a propulsione verso il futuro
La riduzione dell’impatto ambientale del volo è un pilastro dell’agenda di ricerca dell’UE. Le fonti di energia ibrida sono tra i concetti di propulsione innovativa che mostrano requisiti di alimentazione e pertanto il carburante bruciato e le emissioni prodotte. I concetti includono la propulsione distribuita con più dispositivi di propulsione o una fusoliera di propulsione in cui l’impianto di alimentazione è completamente o parzialmente incorporato nel telaio. Il progetto DISPURSAL (Distributed propulsion and ultra-high by-pass rotor study at aircraft level), finanziato dall’UE, ha messo in atto le soluzioni potenziali in sistemi realistici per aerei. Il team si è concentrato su due progetti innovativi che traggono vantaggio dall’ingestione di strati di confine comunemente utilizzati in torpedoni, missili e navi. Le tecnologie entreranno in servizio nel 2035. Il concetto di più ventole distribuite (DMFC) è un corpo ad ali ibride con più ventole BLI sul lato superiore della fusoliera. Il concetto di fusoliera a propulsione (PFC) integra una ventola BLI montata a poppa che circonda la fusoliera ed è alimentata da una turbina a gas nel cono della poppa della fusoliera. Il design include anche due motori a turboventola moderni e a efficienza energetica (rapporto di by-pass ultra-elevato) sotto l’ala per ridondanza. Gli studiosi hanno valutato le architetture dei componenti, i problemi di integrazione del telaio-propulsione, il design del sistema di trasmissione e l’impatto generale sulle prestazioni e sulle emissioni dei velivoli. I concept sono stati confrontati ad altri due aerei. La 2035R era una turbina a gas convenzionale le cui prestazioni sono state proiettate fino all’anno 2035 e il SoAR era un aereo A330-300 del 2000. Le simulazioni avanzate sul campo di flusso hanno supportato il lavoro sperimentale. Il DMFC e il PFC hanno entrambi dimostrato notevoli miglioramenti nel bruciare combustibile e nelle emissioni di anidride carbonica rispetto alla SoAR e più piccoli ma importanti rispetto a 2035R. I risultati hanno evidenziato la necessità di ridurre gli effetti negativi del BLI per raggiungere gli obiettivi di riduzione delle emissioni, ma hanno indicato che entrambi raggiungeranno gli obiettivi per il 2035. I risultati sono stati ampiamente divulgati in riviste scientifiche tramite presentazioni invitate presso conferenze. Inoltre, è stato mostrato un modello del PFC in occasione di una delle importanti conferenze aerospaziali internazionali, la Mostra internazionale dell’aeronautica e dello spazio di Berlino (ILA). DISPURSAL ha dimostrato i vantaggi dei concetti di propulsione ibrida e offerto un piano d’azione per un’ulteriore ottimizzazione. L’eventuale implementazione del concetto potrebbe aiutare l’UE a soddisfare gli obiettivi severi per il volo ecologico.
Parole chiave
Propulsione, propulsione distribuita, telaio aereo, fusoliera, by-pass ultra-leggero, velivolo
