Un modello innovativo di ala porta avanti la progettazione degli aerei del futuro
Nella visione europea per l’aviazione, l’obiettivo è che entro il 2050 il 90 % dei viaggiatori all’interno di una regione completi il viaggio da porta a porta entro quattro ore. Per raggiungere questo obiettivo sono fondamentali tipologie di aeromobili innovativi. Utili per il trasporto passeggeri, gli aerogiri potrebbero fornire nuove capacità di trasporto per il futuro della mobilità aerea. Questi apparecchi, grazie alla maggiore distanza coperta nella «golden hour» (lasso di tempo fra il verificarsi di un evento traumatico e l’arrivo dei primi soccorsi), sono particolarmente adatti a missioni importanti come la ricerca e il soccorso, le emergenze mediche, il rilevamento e le attività di polizia. Progettare aerogiri più veloci e sostenibili è una sfida. Tuttavia, il progetto FORMOSA, finanziato dall’UE, è nato per progettare le superfici di controllo alari del Next-Generation Civil TiltRotor, sviluppato da Leonardo S.p.A nell’ambito della Fast RotorCraft Innovative Aircraft Demonstrator Platform del programma Clean Sky 2. «La piattaforma Fast RotorCraft fornirà velocità, autonomia e produttività maggiori per colmare il divario tra gli elicotteri convenzionali e le altre piattaforme ad ala fissa, e FORMOSA offrirà il suo contributo con un’architettura più leggera, semplice ed efficiente per i componenti aerodinamici alari dei convertiplani», spiega Vincenzo Muscarello, coordinatore del progetto FORMOSA.
Design innovativo dell’ala del convertiplano
Il gruppo di ricercatori del Politecnico di Milano e del CEiiA, Centro di ingegneria e sviluppo prodotti in Portogallo, ha avuto l’arduo compito di progettare un’architettura alare che rispondesse a diversi criteri per il Next-Generation Civil TiltRotor. L’architettura dell’ala doveva essere un’unica superficie mobile in grado di incorporare molteplici funzioni, tra cui il rollio, il controllo dei flap e la riduzione del carico, che si traduce con una minore resistenza aerodinamica dell’ala durante il decollo. Il tutto con un ingombro minimo per favorire lo stoccaggio del carburante. C’era anche la necessità di ridurre il numero e il peso degli attuatori e la complessità del sistema di attuazione, valutando sia sistemi idraulici che sistemi elettrici innovativi per la generazione di energia. «La progettazione della superficie di controllo e la scelta dei suoi attuatori ha richiesto la corretta valutazione dei carichi aerodinamici durante le diverse manovre che il velivolo deve compiere per volare in sicurezza», descrive Muscarello. Per superare questa sfida, il gruppo ha sviluppato una nuova metodologia di progettazione, combinando gli approcci delle simulazioni aerodinamiche multicorpo e a media fedeltà. Il consorzio FORMOSA ha proposto un progetto che integra sia il flap che il flaperon sulla stessa superficie, facilitandone l’uso e riducendo il peso della superficie mobile. La configurazione finale dell’ala è stata in grado di ridurre del 9 % lo scaricamento in modalità elicottero rispetto al primo progetto originale. «Ciò consente di ridurre il consumo di carburante durante le manovre di decollo e atterraggio verticale, in linea con gli obiettivi del programma https://www.clean-aviation.eu/programme-overview-and-structure (Clean Aviation)», afferma Muscarello. Secondo il coordinatore del progetto, l’architettura finale è stata in grado di presentare un notevole impatto anche nel volo in modalità aereo, migliorando le prestazioni di rollio grazie a una riduzione del 25 % del time-to-bank, ovvero il tempo necessario per raggiungere l’angolo di inclinazione richiesto per effettuare una virata. Il progetto ha anche prodotto e testato un modello funzionale 1:1 dell’ala, dimostrando la funzionalità della superficie di controllo sviluppata.
In volo verso la mobilità del futuro
Con la tecnologia sviluppata da FORMOSA, è possibile ottimizzare ulteriormente questa configurazione di aerogiro, considerando anche le operazioni di decollo, atterraggio e avvicinamento brevi. «I convertiplani sosterranno la crescita prevista del trasporto aereo, contribuendo all’obiettivo di viaggi sicuri, protetti, veloci, accessibili e rispettosi dell’ambiente», osserva Muscarello, e aggiunge che la ricerca di nuove soluzioni per l’architettura dei convertiplani rafforzerà la competitività e l’innovazione dell’Europa.
Parole chiave
FORMOSA, convertiplano, aerogiro, Next-Generation Civil TiltRotor, design dell’ala, aerodinamica, aviazione pulita, mobilità aerea, Clean Sky 2
