Il futuro dell’aviazione sarà più verde e veloce che mai

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Sono passati quasi 50 anni da quando il primo aereo a batteria, il Militky MB-E1 , è decollato utilizzando un motore elettrico Bosch da 10 kilowatt standard. Ci sono state molte acrobazie una tantum e aerei sperimentali che mostravano il potenziale degli aerei elettrificati nei decenni successivi, dall’e-Genius tedesco all’E-Fan X ibrido di Boeing.

Nel 2019 un motore elettrico venne sviluppato da una startup australiana con sede a Seattle, magniX, alimentando un idrovolante DHC-2 di Havilland Canada retrofittato attorno al porto fuori Vancouver.

Sei mesi prima, la startup di Los Angeles Ampaire aveva testato la propulsione elettrica e il sistema di batterie leggere a bordo di un Cessna 337 Skymaster riconfigurato nei cieli estivi della California.

Un motore elettrico alimentato a batteria ha sostituito uno dei due motori originali del velivolo, creando quello che la compagnia chiama un ibrido parallelo in cui il motore a combustione interna e il motore elettrico lavorano di concerto mentre l’aereo vola.

“Ciò che abbiamo creato è un pacchetto di elettrificazione per gli aerei esistenti”, ha dichiarato a Singularity Hub Cory Combs, co-fondatore e Chief Technology Officer di Ampaire .

Ampaire non sta costruendo i propri aerei – almeno non ancora – ma sta invece sviluppando la tecnologia e l’integrazione di sistema necessarie per il retrofit degli aerei esistenti come ibridi a combustibile elettrico. “Pensa a noi un po ‘come una Chevy Volt volante: se le ruote anteriori fossero alimentate completamente elettriche e le ruote posteriori fossero alimentate a gas e potresti spegnere una delle due”, ha spiegato.

La riduzione delle emissioni di gas a effetto serra è uno dei fattori chiave alla base della spinta degli aeroplani elettrici di società come Ampaire e MagniX, nonché di altri concorrenti come Zunum Aero (attualmente in difficoltà finanziarie), Wright Electric, Faradair ed Eviation, tra gli altri.

Mentre i viaggi aerei attualmente rappresentano solo circa il 2,4% delle emissioni globali di anidride carbonica, l’Organizzazione internazionale per l’ civile delle Nazioni Unite prevede che l’ potrebbe rappresentare il 25% del bilancio globale del carbonio entro il 2050 sulla base della necessità di mantenere l’innalzamento della temperatura globale entro 1,5 gradi Celsius sopra i livelli preindustriali. Inoltre, quasi tutti i piccoli aerei oggi bruciano ancora carburante al piombo, notano Combs, e pochi o nessun aereo trasporta sistemi di controllo delle emissioni come un convertitore catalitico su un’auto.

“Andando elettrico e ibrido-elettrico, stiamo riducendo il consumo di carburante e stiamo iniziando a ottenere quel vantaggio”, ha detto Combs, stimando che l’aereo di Ampaire ridurrà le emissioni dal 50 al 70% per iniziare.

Il bisogno di velocità
Gli aeroplani elettrici saranno limitati a fare brevi salti per i viaggi aerei regionali, con un raggio di circa 100 miglia per la maggior parte dei modelli commerciali attualmente in fase di test. Probabilmente passeranno molti decenni prima che gli aerei elettrici commerciali con una significativa capacità passeggeri possano attraversare continenti o oceani.

I jet supersonici come il Concorde in pensione, tuttavia, una volta fecero il salto da New York a Parigi in circa 3,5 ore. I getti supersonici volano più velocemente della velocità del suono, noto come Mach 1, che è di circa 760 miglia all’ora (anche se varia in base alla temperatura dell’aria e ad altri fattori).

Esistono dozzine di aerei militari e sperimentali – per non parlare delle armi, alcune delle quali possono viaggiare a velocità ipersonica di Mach 5 e oltre – in grado di viaggiare più velocemente della velocità del suono.

Tuttavia, il viaggio supersonico commerciale si è concluso con l’ultimo volo del Concorde il 24 ottobre 2003. Mentre i fattori economici e di sicurezza hanno sicuramente avuto un ruolo nel ritiro del velivolo innovativo, l’uso inefficiente del carburante e l’eccessivo inquinamento acustico dal boom sonico creato viaggiando più velocemente di la velocità del suono ha anche portato alla sua scomparsa.

Tuttavia è possibile che vedremo il ritorno dei viaggi commerciali supersonici tra anni anziché decenni, poiché gli ingegneri risolvono il problema del boom sonico e migliorano il consumo di carburante.

Le principali compagnie aerospaziali Lockheed Martin e Boeing stanno entrambi sviluppando nuovi getti supersonici. Il primo ha un contratto di quasi $ 250 milioni con la NASA per dimostrare un nuovo design che trasformerà il boom in un colpo. L’agenzia spaziale ha appena annunciato che era in corso l’assemblaggio finale dell’X-59 Quiet SuperSonic Technology (QueSST).

Credito di immagine: Lockheed Martin.
Numerose startup stanno anche saltando nella cabina di pilotaggio supersonica, tra cui Aerion Corporation, Boom, Spike Aerospace ed Hermeus. Solo Boom con sede a Denver sembra lavorare su un aereo supersonico, soprannominato Overture, che non è destinato al mercato dei jet privati.

La startup, che ha raccolto finanziamenti per circa $ 150 milioni, afferma che Overture inizialmente trasporterà 55 passeggeri a velocità di Mach 2.2. Tra i progressi tecnologici ci sono materiali compositi termoresistenti che consentono una migliore aerodinamica, una maggiore durata della cellula con una manutenzione minima e una maggiore efficienza del carburante.

Boom utilizza anche simulazioni al computer avanzate per testare migliaia di iterazioni di progettazione anziché modelli fisici costosi e che richiedono tempo e test in galleria del vento.

“Il risultato delle nuove tecnologie è un livello molto più elevato di ottimizzazione ed efficienza aerodinamica. L’overture sarà più veloce, più silenzioso, più conveniente da costruire e più efficiente in termini di carburante di quanto gli ingegneri degli anni ’60 avrebbero potuto immaginare ”, ha scritto la società in un recente post sul blog .

L’Overture potrebbe entrare in servizio entro la metà del 2020, secondo Boom.

Il cielo non è il limite
Nel frattempo, aziende come Blue Origin, Virgin Galactic e SpaceX potrebbero un giorno portare i passeggeri ai margini dello spazio lungo il tragitto da New York a Parigi in meno di un’ora.

Il turismo spaziale è sempre stato al centro di questi giganti dell’industria del New Space, ma il viaggio da un razzo all’altro potrebbe rivelarsi ancora più redditizio a lungo termine.

Il CEO di SpaceX Elon Musk ha lanciato l’idea per la prima volta un paio di anni fa, dicendo che il razzo riutilizzabile della compagnia avrebbe trasportato passeggeri da piattaforme di atterraggio galleggianti vicino alle principali città. All’inizio di quest’anno, la banca d’investimento svizzera UBS aveva previsto che il viaggio suborbitale a lunga distanza potesse trasformarsi in un business da 20 miliardi di dollari .

UBS non ha fornito una linea temporale precisa per quando decollerà il viaggio di un razzo suborbitale, ma è sicuro dire che probabilmente non accadrà nel prossimo decennio . La tecnologia dovrà passare attraverso un lungo e rigoroso processo di sicurezza prima che le agenzie di regolamentazione consentano alle aziende di legare centinaia di persone su un razzo altamente esplosivo.

L’infrastruttura per supportare i viaggi di razzi da città a città richiederà anche anni per essere costruita, anche se il boom degli sport spaziali che ha accompagnato l’industria in rapida crescita del lancio di razzi rappresenta il primo passo verso tale obiettivo.

Il futuro dell’aviazione non dipende da una sola tecnologia o innovazione. È un processo che si basa sui successi e sugli insuccessi del passato, sia che si stiano costruendo batterie più leggere per alimentare aeroplani elettrici o progressi nell’ingegneria che consentire agli aerei di viaggiare più velocemente della velocità del suono in modo più efficiente.

Il futuro dell’aviazione è più verde, più veloce e più alto, e sta arrivando in una galassia vicino a te.

Fonte : Singularityhub.com