Da addestratori a due posti per nuovi piloti a futuristici turboelica, le batterie plasmeranno il futuro dell’aviazione. Ecco le aziende che stanno guidando il cambiamento.
Gli aerei elettrici possono sembrare una promessa vaga e futuristica di perseguire la decarbonizzazione dell’aviazione, ma un numero limitato di aerei alimentati a batteria è già in volo. Al momento, si tratta principalmente di piccoli velivoli a due posti, spesso utilizzati per l’addestramento, ma gli esperti di aviazione prevedono che, entro il 2050, con gli sviluppi attesi nella tecnologia delle batterie, molti jet regionali e turboelica potrebbero diventare elettrici.
Le sfide tecnologiche per gli aerei elettrici
Questo è dovuto al fatto che i motori elettrici che azionano un’elica o una turbina producono un’abbondanza di coppia per brevi periodi. Tuttavia, il consumo di energia necessario per supportare aerei regionali più grandi è ancora troppo elevato (e troppo pesante) con i sistemi di batterie attuali. Più grande è la batteria, più sale il peso e aumenta il rischio di incendio o altri problemi. Quindi elettrificare un aereo non è semplice come un’autovettura. Inoltre, la maggiore densità energetica del carburante per jet (stimata a fornire 50 volte più energia per lo stesso peso e volume rispetto alle batterie) sarà difficile da sostituire in un mercato resistente ai cambiamenti.
La maggior parte degli esperti concorda sul fatto che lo sviluppo delle batterie è la chiave per un futuro elettrico. “I nostri ambiti di interesse includono una ricarica più veloce, il recupero di energia, l’integrazione di celle di nuova generazione e l’adozione della compatibilità CCS per semplificare le operazioni di volo elettrico”, afferma Gabriel Massey, presidente e amministratore delegato di Pipistrel, che ha aperto la strada agli aerei da addestramento elettrici a due posti.
I prototipi di aerei elettrici in volo
Lo specialista di motori elettrici Safran non prevede che gli aerei a batteria entrino nel mercato di massa prima del 2050. “Dovremo aspettare importanti progressi in termini di densità energetica delle batterie e gestione dell’alta tensione per avere qualche speranza di sostituire i motori termici con sistemi di propulsione elettrica o ibrida-elettrica”, ha dichiarato un portavoce a Robb Report.
Tuttavia, ciò non ha fermato alcuni produttori come Pipistrel, che sta costruendo velivoli leggeri alimentati a batteria utilizzati in tutto il mondo. Anche aerei elettrici sperimentali stanno prendendo il volo: il prototipo Alice di Eviation ha volato a settembre 2023, mentre l’Integral-E di Aura Aero ha effettuato il suo primo volo il 3 dicembre. A ogni modo ci vorranno ancora decine di anni prima che sia possibile salire a bordo di un jet regionale elettrico, anche se tutti credono che quel momento arriverà.
Pipistrel & Textron eAviation
Pipistrel è il produttore di aerei elettrici pioniere nel settore dell’addestramento. Ha sfruttato la sua nuova associazione come sussidiaria di Textron, proprietaria dei marchi di aerei Cessna e Beechcraft, diventando una parte chiave di Textron eAviation.
Pipistrel ha già consegnato oltre 100 modelli Velis Electro, sia negli Stati Uniti che in Europa, dove ha ottenuto la certificazione nel 2021. Korum Ellis, fondatore di FlyOnE in Australia, vola con gli addestratori elettrici da quattro anni per dimostrare che gli aerei elettrici possono decarbonizzare l’addestramento al volo e, in futuro, offrire brevi viaggi regionali. “Abbiamo effettuato oltre 1.800 movimenti di passeggeri elettrici, più di 1.200 ore di addestramento elettrico e quasi 100.000 miglia di passeggeri, tutto elettrico!”, ha dichiarato Ellis.
Le batterie di seconda generazione del produttore sloveno migliorano le prestazioni e l’affidabilità dell’Electro. “Queste batterie avanzate offrono una maggiore densità energetica, consentendo durate di volo più lunghe e una gestione dell’energia più efficiente rispetto alle versioni precedenti”, ha dichiarato Gabriel Massey, presidente e amministratore delegato di Pipistrel, a Robb Report. Gli Electro sono anche convenienti, soprattutto per l’addestramento al volo. “Il costo è un ostacolo importante per molti aspiranti piloti, e l’Electro aiuta a ridurre questa barriera abbassando sia i costi di acquisizione per le scuole di volo che i costi operativi per gli studenti, rendendo più accessibile il conseguimento di un certificato di pilota”, afferma Massey.
Safran accelera il passo
Il conglomerato francese Safran è stato un leader nello sviluppo di motori elettrici per aerei commercialmente validi. Quattro nuovi aeromobili, attualmente in fase di certificazione, utilizzano i motori engineus 100 di Safran. Tra questi figurano il quattro posti eDA40 di Diamond, il due posti Integral-E di Aura Aero, l’aggiornamento al Piper Archer trainer a quattro posti di Cae e il Cassio 330 di VoltAero (nella foto), che dispone di un sistema di propulsione ibrida che utilizza l’Engineus 100.
Safran ha anche creato una linea di pacchi di alimentazione elettrica, i sistemi di accumulo energetico necessari per “immagazzinare” energia da utilizzare su richiesta. Secondo un portavoce di Safran, l’azienda sta anche sviluppando modi per rendere più efficiente l’alimentazione elettrica nell’intero aeromobile.
Aerei elettrici Airbus, Daher ed EcoPulse
Una delle applicazioni del motore engineus da 50 kW di Safran si trova a bordo di un progetto dimostrativo collaborativo chiamato EcoPulse, un’iniziativa congiunta tra Safran e i produttori di aeromobili francesi Daher e Airbus. Il progetto si basa sul concetto di ibridazione che combina i vantaggi di un motore a combustione interna (autonomia) con un motore elettrico (efficienza a basse velocità).
Mentre l’auto può recuperare energia attraverso la frenata rigenerativa su tratti in discesa, il modello di aeromobile ibrido funziona in modo leggermente diverso. Il motore elettrico viene utilizzato per avviare l’aereo e durante il rullaggio, mentre il motore a combustione si attiva per aumentare la potenza durante il decollo e la salita. In crociera, entra in funzione il motore tradizionale che ricarica la batteria per la discesa e l’atterraggio a bassa potenza, ma il pilota garantisce che il motore a combustione sia pronto in caso di riattaccata.
Nicolas Chabbert, Ceo di Daher Aircraft, ha dichiarato a Robb Report che la sua azienda è “chiaramente concentrata sulla configurazione ibrida” per quanto riguarda la decarbonizzazione dell’aviazione. “EcoPulse ci ha permesso di imparare molto su ciò che realisticamente possiamo (e non possiamo) fare con la propulsione ibrida, così come sulla distribuzione e lo stoccaggio di energia per un aeromobile nella categoria del Daher Tbm”, aggiunge. Il peso aggiuntivo delle batterie richiede anche nuove aerostrutture leggere, che la casa madre di Daher sta sviluppando per i progetti di aeromobili ibridi.
MagniX e il de Havilland Beaver
La serie di gruppi propulsori MagniX è stata progettata per sostituire i motori a pistone e a turbina a gas negli aeromobili regionali turboelica. MagniX produce i motori elettrici magni350 e magni650 e li combina con i propri sistemi di batterie proprietari per fornire gruppi propulsori completamente elettrici. I motori elettrici includono un una versione leggera e diversi set di componenti elettronici di potenza super light, mentre il sistema di batterie è composto dall’unità di distribuzione dell’energia Pdx800 e dai moduli di batteria proprietari Samson300 dell’azienda.
L’applicazione più accessibile del magni650 fino a ora è una partnership con Harbour Air a Vancouver, Columbia Britannica. Un programma di conversione degli ePlane integrerà il nuovo gruppo propulsore in un vero classico: il de Havilland Beaver su galleggianti, che rappresenta anche l’aereo ideale per testare un motore elettrico. Harbour Air ha condotto con successo estesi test di volo sull’eBeaver.
Articolo di Robbreport.com
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