A quando un’aviazione a zero emissioni? Lo stato dell’arte degli aerei elettrici

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Boeing Sugar Volt
Solar Impulse 2
Solar Impulse 2

Parlando di trasporti elettrici spesso se ne trascura una branca fondamentale sia per le innumerevoli applicazioni che per l’impatto sulla qualità dell’aria, ovvero l’aviazione.

Può sembrare azzardato pensare ad aerei a batterie quando l’opinione pubblica stenta a fidarsi delle autonomie su gomma, eppure di aerei elettrici ne sono già decollati e sempre di più ne vengono testati nei cieli di tutto il mondo dai colossi dell’industria aeronautica.

Vediamone un breve riepilogo.

 

Volo perpetuo, elettrico e solare

L’avventura dell’aereo Solar Impulse 2 è stata senz’altro una delle più pubblicizzate dai media: il progetto del duo Piccard –

Solar Impulse 2
Solar Impulse 2

Borschberg, esploratore l’uno ed ex pilota militare l’altro, ha portato in quota l’esperienza sviluppata in 12 anni di voli sperimentali realizzati con il precedente Solar Impulse I, dimostrando che un aereo da 2,300 kg che si alimenta con la sola energia del sole, sì, può volare. Anzi, può rimanere in cielo in perpetuo, sfruttando gli oltre 70 metri di apertura alare completamente lastricati da celle fotovoltaiche (ben 17,248 i pannelli) che producono elettricità di giorno (anche con le nubi) a sufficienza per alimentare i motori anche durante la notte. Il primo volo è avvenuto nel Giugno scorso, mentre in Aprile 2015 sarà tentata una traversata intercontinentale di 5 giorni.

Solar Impulse, cui hanno lavorato nomi importanti come ABB, non è l’unico del suo genere: lo stesso principio era stato mostrato già in applicazioni satellitari, mentre, sempre nell’atmosfera terrestre, anche Airbus ha sfornato un velivolo solare, lo Zephyr 7, in grado di ricaricarsi in quota.

C’è però spazio anche per gli ultraleggeri come il Sunseeker Duo, biposto tenuto a battesimo dai cieli italiani, che riesce a volare per 12 ore grazie a 1510 celle solari.

 

 

Aviazione privata a zero emissioni firmata Airbus

 

Airbus E-Fan
Airbus E-Fan

Airbus ha portato all’attenzione del pubblico anche un altro aeromobile, questa volta elettrico a batterie tout court: nel Marzo 2014 l’E-Fan ha infatti completato il suo primo test pubblico.

Biposto da 600 kg, utilizza 120 celle agli ioni di litio-polimeri da 40 Ah di capacità l’una per immagazzinare elettricità a sufficienza per volare 45-60 minuti; la potenza erogata dai motori è di 60 kW, con velocità di decollo di 110 km/h, 160 km/h in crociera e 220 km/h di massima.

Il Gruppo Airbus sta pensando di produrre l’E-Fan anche in versione 4 posti e di aggiungere alle dotazioni di bordo un range extender a carburante.

Tra le applicazioni per il piccolo cabotaggio si annovera anche il Sun Flyer Electra One, che ha debuttato a Luglio 2014: il piccolo monoposto è, secondo AEAC che lo produce, ideale ad esempio per le scuole di addestramento che, per via dell’alto numero di brevi voli giornalieri, necessitano di apparecchi il meno dispendiosi possibile.

GreenWing eSpyder
GreenWing eSpyder

Sun Flyer Electra One ha anche un prezzo di lancio previsto di 180mila dollari, ammortizzabile in un anno in meno rispetto ad un equivalente a carburante.

Se poi vi piace il fai-da-te, esiste anche GreenWing eSpyder, che all’ebrezza del volo a zero emissioni aggiunge anche quella del potersi montare da sé il proprio ultraleggero.

 

 

Record su record

Come non citare chi vola per superare i limiti umani e tecnologici: primo fra tutti, per risultato nel campo dei velivoli elettrici, è

Anniv-Flight-by-Brent-Baer
Credit: Brent Baer via flightofthecentury.com

Chip Yates, recordman che conta ben 18 world records nel suo palmarés, dalla velocità su due ruote agli aerei, per l’appunto.

Con il suo Long-ESA Electric Plane, particolare anche in quanto versione retrofittata dallo stesso Yates di un Long-EZ biposto degli anni ’70, egli ha la paternità sugli ultimi 5 record dell’aviazione elettrica.

In particolare, Chip Yates ha raggiunto con il suo e-plane:

  • la massima altitudine (14,701 piedi)
  • la massima velocità dopo 3 km di ricorsa (323 km/h)
  • il più breve tempo di discesa da quota 3,000 metri (5 minuti e 32 secondi), impresa segnalata come Most Memorable Aviation Record of 2013 dalla NAA statunitense
  • la massima altitudine in volo orizzontale (14,564 piedi)
  • la massima velocità dopo 15 km di rincorsa (225 km/h)

Resta nel mirino del pilota americano il compimento di una traversata transatlantica in elettrico.

 

 

Aviazione elettrica commerciale

Per quanto detto fin ora non pare che volare senza usare carburanti sia poi così irrealizzabile ma un conto è parlare di ultraleggeri o bi-quadri posto ed un conto è affrontare il tema degli aerei di linea.

Boeing Sugar Volt
Boeing Sugar Volt

In questo caso esistono almeno due progetti degni di nota, il Boeing SUGAR Volt ibrido-elettrico e l’EADS Rolls Royce E-Thrust. Se il primo rappresenta la versione con le ali di quello che a terra incarnano le auto ibride plug-in, il secondo è un prototipo decisamente interessante, che sfrutta un motore a turbina per generare l’elettricità necessaria ad attivare le sei eliche incaricate della propulsione.

L’intelligenza del sistema sta nel poter ottimizzare le efficienze propulsiva e termica separatamente, la prima grazie alle ventole intubate che sfruttano al meglio il rapporto tra energia prodotta e spinta effettiva, la seconda grazie alla trasformazione conveniente di carburante (cioè energia termica) in potenza elettrica.

Nel caso di questi progetti la barriera da abbattere è effettivamente quella delle autonomie delle attuali celle usate per le batterie: a dire la sua in merito è stato uno dei guru del

EADS Rolls Royce E-Thrust
EADS Rolls Royce E-Thrust

settore, Elon Musk (impegnato non solo nel campo delle auto elettriche ma anche in quello dei vettori spaziali), che ha affermato come la soglia da raggiungere sia quella dei 400 Wh/kg, con un rapporto fra potenza e massa della cella compreso tra 0.7 e 0.8.

Obiettivi che Boeing piuttosto che Airbus pensano di poter raggiungere non prima di una ventina d’anni, almeno per quanto riguarda l’aviazione civile di linea, che potrebbe avere come prime applicazioni i voli di collegamento nazionali, in molti casi di durata inferiore all’ora.

 

 

 

Andrea Lombardo

Fonte: InsideEVs

 

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