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Un sistema a propulsione ibrido promette di dare una scossa all’industria dell’aviazione

Un progetto finanziato dall’UE ha sviluppato un sistema di propulsione ibrido per piccoli aerei che non solo produrrà meno emissioni ma ridurrà anche significativamente i costi per il carburante.
Un sistema a propulsione ibrido promette di dare una scossa all’industria dell’aviazione
Il progetto HYPSTAIR, che è cominciato a settembre 2013 e si è concluso ufficialmente a febbraio 2016, ha progettato un sistema di propulsione ibrido in serie per piccoli aerei che usa un motore elettrico per guidare l’elica. L’energia elettrica può essere attinta da un pacco batterie, che si può ricaricare durante il volo, o da un generatore a bordo alimentato con carburante.

I ricercatori del progetto hanno progettato i componenti del sistema di propulsione ibrido dalla fase concettuale. I componenti sono stati dimensionati e progettati tenendo conto dell’efficienza di prestazioni ed energia del sistema completo struttura-sistema di propulsione e il motore prototipo finito è stato recentemente testato per la prima volta ad Ajdovscina, Slovenia.

L’aereo scelto per il primo test di volo è stato fornito da Pipistrel, il produttore sloveno di aerei leggeri che ha coordinato il progetto. Tutti i componenti della propulsione sono stati sviluppati dal membro del consorzio Siemens, leader mondiale nel campo della propulsione elettrica.

Nuove specifiche ibride

Per i test iniziali, un propulsore a cinque pale e a basso regime è stato attaccato al motore. La prima messa in funzione ha testato tutte le modalità di potenza a basse e alte impostazioni di potenza. Inoltre, tutti i componenti sono stati progettati tenendo conto di tutti i regolamenti esistenti in materia di sicurezza e certificazione per l’aereonautica.

Il motore da 200 kW del progetto HYPSTAIR è il più potente sistema di propulsione elettrica ibrido mai sviluppato per l’aviazione fino a questo momento e fornisce una quantità di energia pari ai tradizionali motori di aerei. Il motore HYPSTAIR è progettato per fornire 200 kW al decollo e 150 kW in crociera. Il motore può funzionare in modalità esclusivamente elettrica, usando energia proveniente da batterie, in modalità solo generatore o in modalità ibrida che associa entrambe.

Anche se i test di HYPSTAIR sono stati molto promettenti, le attuali limitazioni della tecnologia di immagazzinamento dell’energia elettrica rendono un sistema di propulsione esclusivamente elettrico non adatto al volo su lunghe distanze. Di conseguenza, un generatore a bordo fornisce una soluzione di generazione di energia efficiente dal punto di vista del peso anche se un po’ meno efficiente in termini energetici.

Per realizzare un sistema di propulsione ibrido altamente capace, il motore elettrico e il generatore sono stati progettati con particolare attenzione alle alte densità di energia per ridurre il peso del sistema di propulsione. In questo modo sfrutta al massimo il carico utile dell’aeroplano. Speciale attenzione è stata data anche alle efficienze dei componenti al fine di realizzare le potenzialità di una migliore efficienza energetica.

Interfaccia grafica utente (GUI) su misura

Il progetto ha sviluppato anche un’interfaccia grafica utente (Graphic User Interface o GUI) su misura per la guida ibrida in seguito a test e simulazioni approfonditi. È conforme con le consuetudini e i regolamenti per la visualizzazione delle informazioni in aeronautica, ma apporta innovazioni mediante l’uso di sistemi e regolamenti di altri settori (automobilistico e marittimo).

Il nuovo GUI è stato progettato in modo che sia familiare per i piloti professionisti con un layout simile alla strumentazione analogica. Questo tipo di presentazione e layout può aiutare in particolare i piloti di aeroplani di generazioni passate (che hanno un livello più basso di computerizzazione) o quelli che non hanno ricevuto formazione sufficiente in materia di sistemi digitali.

In questo modo la progettazione dell’interfaccia essere umano-macchina ha puntato sulla semplicità e su un alto livello di automazione che ridurrà il carico di lavoro del pilota. La progettazione fa in modo che il pilota sia in grado di ricevere informazioni importanti sullo stato del sistema ibrido per mezzo di segnali visivi e tattili. In generale, il progetto spera che l’innovativo sistema di interfaccia sarà adottato come sistema standard dal settore dell’aviazione.

Prossimi passi

Essendosi concluso il progetto, l’obiettivo adesso è cominciare l’installazione dei componenti sviluppati in una struttura volante che preparerà il terreno per la commercializzazione di un aeroplano ibrido.

Inoltre, i componenti sviluppati durante il progetto, oltre ad ottenere i necessari standard di certificazione, permetterebbero ad altri produttori di strutture e componenti elettrici di entrare nel mercato degli aeroplani ibridi e a propulsione elettrica.

Il successo del progetto quindi contribuirebbe ad aprire un mercato dell’aviazione completamente nuovo. L’UE potrebbe avere un chiaro vantaggio di mercato non solo definendo gli standard ma anche creando i primi progetti specificamente adattati a questo mercato.

Fonte: Sulla base di informazioni diffuse dal progetto.

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