L'Europa che vola

I progetti di ricerca e sviluppo europei in campo aeronautico visti da molto vicino, da chi li guida e da chi lavora al design e alle tecnologie dell’aviazione che verrà.

settembre 2018

Uno dei campi da cui l’Unione Europea trae indubbiamente benefici risulta essere quello della ricerca e sviluppo tecnologico. Ad esempio, all’interno del settore aeronautico europeo non potrebbe esistere l’attuale livello di innovazione senza la stretta collaborazione tra le migliori aziende del settore e senza il supporto delle istituzioni europee. Innovazione aeronautica europea che in tal caso risponde al nome di Clean Sky, il programma trainante, e tecnologicamente avanzato, dell’Unione.  

Ron Van Manen è il Responsabile dei programmi di ricerca Clean Sky 2: la seconda edizione della piattaforma che racchiude tutti I principali progetti e iniziative di ricerca e sviluppo per l’aviazione. Van Manen, dallo stand Clean Sky all’ultimo salone di Farnborough, non ha dubbi sulla scala di priorità tra i progetti: “non ci sono compromessi, la sicurezza del volo è fondamentale e tutta la ricerca aeronautica non può prescindere da questo”. 

Ron Van Manen inside the Clean Sky booth at the last air show

“L’architettura del motore, la sua configurazione, influenzerà necessariamente anche l’architettura del velivolo al fine di perseguire obiettivi come il miglioramento delle performance o la leggerezza dei componenti"

Partendo dal tema primario, dunque, Van Manen segue ad elencare gli altri principali progetti di ricerca europei volti a migliorare il futuro del traffico aereo, sotto ogni punto di vista. “Quando parliamo di ricerca europea, ci concentriamo sulle nuove configurazioni motore e velivolo, su nuovi materiali, sull’eco-sostenibilità. Per esempio, studiamo e sviluppiamo nuove modalità per incrementare il volume d’aria che i motori aerei utilizzano per generare la spinta, o per migliorare la loro efficienza aerodinamica, puntando anche a ridurre la rumorosità. Perché in futuro si decollerà e atterrà in aree sempre più urbanizzate.”

Van Manen dice che quello attuale è un momento molto stimolante per la ricerca, vista la numerosità e diversità dei progetti in piedi, e che l’importanza del motore, considerando tutte le parti costituenti di un aereo, andrà a crescere sempre di più. “L’architettura del motore, la sua configurazione, influenzerà necessariamente anche l’architettura del velivolo al fine di perseguire obiettivi come il miglioramento delle performance o la leggerezza dei componenti. Inoltre, l’efficienza nella combustione, che significa minore consumo di carburante, porta sempre più verso un futuro di soluzioni ibride, o persino completamente elettriche”. 

Avio Aero, che lavora al fianco di Clean Sky Joint Undertaking sin dal principio, è parte anche di Clean Sky 2 ed è presente su diversi progetti per diversi classi di velivolo, collaborando perciò direttamente con i costruttori di aerei (i cosiddetti airframer). Conferma diretta di quanto dichiara Van Manen: il velivolo e la sua configurazione sono sempre più interessati dal motore, ovvero dai componenti essenziali di quest’ultimo. Vale a dire, i prodotti di punta di Avio Aero.

“Far evolvere i motori turboelica e turbofan convenzionali per raggiungere determinati livelli di efficienza impone di ricorrere a soluzioni radicali in termini di architettura motore. Per questo investiamo molto sulla ricerca e lo sviluppo di nuove architetture da anni: per consolidare la posizione tra i leader nell’aeronautica del futuro” racconta Enrico Casale, Responsabile dei Programmi di Introduzione Nuove Tecnologie.

“Le attività di ricerca in questo settore hanno un peso economico molto elevato, spesso insostenibile per alcune aziende: per fare un paragone, un motore aeronautico ha un ciclo di vita 5 o 6 volte più lungo rispetto a quello di un’auto, oltre a requisiti e certificazioni largamente più dispendiosi”.

I progetti Clean Sky 2 che vedono Avio Aero in prima linea vanno dal Contra-Rotating Open Rotor (CROR), validato in Francia alcuni mesi fa, fino al recente sviluppo di un motore dalla configurazione inedita per applicazioni su aerei di linea regionale, parte del progetto chiamato IRON. In quest’ultimo, la cooperazione con Leonardo, il costruttore del velivolo, è incentrata proprio sugli aspetti dell’integrazione motore-velivolo.

Enrico Casale Head of Programs for the Introduction of New Technologies at Avio Aero

“Far evolvere i motori convenzionali per raggiungere determinati livelli di efficienza impone di ricorrere a soluzioni radicali per la loro architettura. Per questo investiamo molto sulla ricerca e lo sviluppo"

Un ulteriore importante progetto Clean Sky2 che vede impegnata Avio Aero e che - in aggiunta alla stretta collaborazione con il costruttore di velivoli, il leader mondiale Airbus Helicopters - contiene un alto tasso di innovazione volta all’efficienza di performance e materiali, si chiama RACER. Un nuovo elicottero super veloce, il cui aspetto è decisamente influenzato dalla configurazione motore: infatti il RACER è l’evoluzione di un semplice elicottero. Oltre al rotore principale, presenta ali equipaggiate con eliche. Avio Aero si occupa proprio delle trasmissioni, il suo prodotto di punta, a bordo del RACER: quella del rotore principale e le riduzioni di potenza sulle ali che trasmettono il moto alle eliche.  

Ma il RACER gode anche della rivoluzionaria tecnologia industriale grazie alla quale Avio Aero si sta distinguendo nel settore da circa un decennio, l’additive manufacturing. “Tutte le attività del programma hanno un forte anima additive” spiega Casale. “La nostra figura di pionieri in questo campo si è consolidata grazie al lavoro sul nuovo motore GE Catalyst: la libertà design, la riduzione di parti garantita dal ricorso all’additive, ci permettono di realizzare prodotti più leggeri, meno esigenti dal punto di vista dei consumi e quindi più ecosostenibili.”  Casale, in aggiunta all’esperienza sul programma Catalyst, fa riferimento diretto al lavoro condotto insieme al team Design for Additive di Avio Aero, che ha studiato e applicato la tecnologia additive per produrre un componente del motore del RACER.

“Non è sempre facile fa corrispondere processi industriali nuovissimi come la stampa 3D con programmi di sviluppo di motori altrettanto all’avanguardia: in particolare in aviazione, i materiali con cui si costruiscono le diverse parti hanno un’incidenza determinante sui processi produttivi. Ad esempio, in termini di proprietà e resistenza termiche”, spiega Casale che è comunque riuscito, supportato dal team interno che si occupa di “Design for Additive”, a introdurre sul RACER il primo componente stampato in 3D: lo scambiatore termico ACOC (Air Cooled Oil Cooler). “Aver sviluppato e prodotto i tre scambiatori di calore che esistono sul motore Catalyst ha reso possibile questa innovazione anche su questo futuristico velivolo” conclude Casale.

A pictorial image of the super fast helicopter by Airbus,the RACER

Dalle parole di Van Manen a quelle di Casale, è chiaro quanto sia essenziale l’unione di intenti tra gli attori europei: un network di ricerca consolidato, con partner industriali chiave, piccole e medie imprese, le principali università e immancabilmente le istituzioni.  Un network che Avio Aero ha attivato da tempo, ma che sul territorio europeo raggiunge una posizione tanto competitiva solo grazie alla presenza di Clean Sky. Il settore aeronautico è decisamente peculiare e non può fare a meno dell’unione per proiettarsi verso il futuro.

RACER images are courtesy of Airbus Helicopters ©