Nuovi pannelli migliorano l’efficienza del riscaldamento degli aerei
Gli aerei passeggeri viaggiano a un’altezza compresa tra i 9 e i 12 km, dove l’aria è relativamente stabile. Ciò rende il volo fluido e confortevole. Tuttavia, a queste altitudini l’aria è anche pericolosamente fredda, con temperature che vanno da -40 °C a -60 °C. Gli aerei commerciali utilizzano sistemi di riscaldamento di vario genere per il comfort dei passeggeri. Un tipo utilizzato di frequente sono i compressori alimentati dai motori, che però, allo stesso modo di altri tipi tra cui i riscaldatori elettrici, impiegano tecnologie alquanto datate e consumano quantità significative di energia. Il sistema di controllo ambientale utilizza più energia di qualsiasi altro sistema durante il volo di crociera. Le alternative più recenti sono più leggere e più efficienti dal punto di vista energetico. Il progetto RADIANT PANEL, finanziato dall’UE, ha sviluppato un nuovo pannello riscaldante ed efficiente dal punto di vista termico per gli aerei, che ottimizza il riscaldamento per il comfort dei passeggeri a un costo energetico ridotto rispetto alle tecnologie tradizionali. Inoltre, i pannelli sono situati tra la superficie esterna dell’aereo e la parete interna, ottimizzando lo spazio. Al momento i pannelli sono fatti su misura per il modello A330, ma potrebbero essere adattati a qualsiasi aereo passeggeri. Il progetto ha concepito, prodotto, testato e collaudato delle unità dimostrative.
Un nuovo tipo di termostato
Uno dei fattori che contribuisce all’efficienza dei pannelli è un nuovo sistema che mantiene la temperatura ad un livello preimpostato, come un termostato, ma mediante un principio chiamato effetto coefficiente di temperatura positivo (PTC). Il dottor Baptiste Voillequin, coordinatore del progetto, spiega: «Questo significa che l’effetto Joule si abbassa parallelamente all’incremento della temperatura, con una temperatura di spegnimento alla quale non si verifica più l’effetto Joule, condizione per cui la temperatura non può più aumentare». L’effetto Joule è il calore prodotto facendo passare una corrente elettrica attraverso un conduttore. Il sistema PTC semplifica e ottimizza il controllo della temperatura senza ulteriori dispositivi elettronici o sistemi di controllo della potenza.
Un elemento di riscaldamento radiativo, facilmente integrabile
I pannelli sono anche innovativi in quanto integrano un elemento di riscaldamento radiativo. «Ciò aggiunge un contributo radiativo al calore percepito dai passeggeri», aggiunge Voillequin. La maggior parte dei sistemi di riscaldamento si basa sulla convezione, per cui le correnti d’aria trasportano il calore. L’elemento radiativo non sostituisce completamente la convezione sull’aereo, ma fa in modo che i passeggeri percepiscano un calore maggiore, con temperature più basse. Utilizzando le simulazioni, i ricercatori hanno determinato l’area minima di copertura effettiva e le posizioni ottimali per garantire che gli elementi producano un riscaldamento efficace. Rispetto agli attuali sistemi di riscaldamento, questo sistema può vantare un notevole risparmio energetico e una riduzione di peso e complessità. Anche gli stessi elementi di riscaldamento sono nuovi. Sono costituiti da film con coefficiente di temperatura positivo, un materiale conduttivo in fibra di carbonio prodotto dalla cellulosa, dotato di connettori che permettono ai pannelli di essere collegati al sistema elettronico dell’aereo. Finora, il team ha realizzato un dimostratore funzionante in un modello a terra della cabina di un aereo, che è stato collaudato e verificato. Sebbene il modello «voto medio previsto» (Predicted Mean Vote) sia stato utilizzato in precedenza in applicazioni automobilistiche, questo progetto è stato il primo ad utilizzarlo in un’applicazione aerospaziale. I ricercatori continueranno a lavorare sullo sviluppo, compresa la convalida in volo della tecnologia e di altre potenziali applicazioni (tubature dell’acqua, pavimentazioni e carrelli). I pannelli saranno venduti alle compagnie aeree già pronti per una facile installazione sui velivoli. Il risultato finale sarà un riscaldamento degli aerei più efficiente dal punto di vista energetico, che ridurrà i costi operativi e il consumo di carburante. RADIANT PANEL ha ricevuto un finanziamento dall’impresa comune CleanSky2, un partenariato pubblico-privato istituito per sviluppare tecnologie innovative volte a ridurre le emissioni di gas e di rumore nel settore dell’aviazione civile.
Parole chiave
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