Ci hè veramente un futuru elettricu per Piaggio Aerospace?
Fatti, analisi è scenarii nantu à Piaggio Aerospace. L'intervenzione di Paolo Mezzanotte, anzianu direttore di Aermacchi, avà designer aeronauticu freelance
( Questa nota hè stata scritta qualchì tempu fà, prima di e nutizie nantu à u scundiziu significativu di e trattative per vende Piaggio Aerospace. Per questa ragione alcune referenze ùn ponu micca esse cumpletamente aggiornate. Ma soprattuttu, u tempu passatu mette in evidenza a mancanza di una linea italiana in l 'usu (micca solu a produzzione) di l'idrogenu, in particulare per a propulsione aeronautica, un settore induve un investimentu chì guarda à l'avvene seria ghjustificatu. prestu, hè una piattaforma precursora paragunata à qualsiasi altra iniziativa cunnisciuta, in vista di e tecnulugie, avà in gestazione, per a propulsione di l'idrogenu ).
In a storia recente di l'aviazione mundiale ci sò stati episodi di interessu guasgi psicopatologicu è paragunevuli à a corsa à l'oru, da a quale assai pochi individui emergenu cum'è vincitori (inclusi parechji trafficanti) mentre chì per a grande massa era un disastru. Cum'è un esempiu recente è sorprendente, si pò ricordà l'enorme quantità di pruposte è sforzi chì sò stati spesi, in i primi anni di u seculu, per u sviluppu di Jet Personale o Very Light Jet (VLJ) , stimulatu da una iniziativa cumuna FAA- NASA (SATS) per aerei di trasportu persunale è per i taxi aerei. Una vaga memoria di a pletora di tentativi di sviluppu di l'epica ferma oghje.
Da questa avventura sopravvivenu oghje quattru mudelli (Phenom 100, Citation Jet M2, Cirrus Vision, Honda Jet) di i quali l'ultimi trè, i più cummercialmente riesciuti (ancu sì sempre parenti), sò stati sviluppati guasgi dece anni dopu u periodu di grande corsa.
Un fenomenu simile, ma in una scala assai più grande, si verifica oghje per a propulsione elettrica applicata à i picculi aerei, a maiò parte di i quali rientranu in a categuria di decollamentu verticale di Mobilità Aerea Urbana). U standard publicatu specificamente da EASA in lugliu 2019 (Doc. N °: SC-VTOL-01) riporta: "EASA hà rivisatu più di 150 cunfigurazioni di prughjetti VTOL, in e diverse fasi di maturità, tutte destinate à indirizzà un mercatu potenzialmente novu." L'iniziative di elettrificazione sò aumentate è crescenu ogni ghjornu (quelle di cui avemu nutizie oghje sò ben più di 200, cumu si pò vede da a figura seguente (Roland Berger, 2019 ): a grande maggioranza cade in UAM è Aviazione Generale, ma l'ambizioni hè cresciutu progressivamente per includere prughjetti di aerei regiunali è liners.
I prughjetti attuali di UAM sò stati esaminati criticamente in parechji ghjurnali, cumpresu unu di l'annu passatu cù u titulu emblematicu " Sistemi di rotorcraft per a mobilità aerea urbana: Un verificatu di realtà ", chì finisce cù a frase: "Parechji prublemi impurtanti sò scontati da i specialisti di disciplina cum'è banali o evidenti. A storia di l'aviazione dimostra chì Obvious hè u babbu di tutti i disastri ". Vale a pena di cunsiderà sì una cunsiderazione simile pò ancu applicà à a propulsione elettrica in generale.
Tuttavia, a propulsione elettrica hè diventata oramai u totem à u quale pare retrograda per oppone si à e valutazioni critiche. Parolle chjave cum'è "trasportu à pocu carbonu", "aerei verdi", "disruptive" "innovatore," cambiamentu di paradigma in l'aviazione "," trasportu sustenibile "è ancu" zero emissioni "sò ripetuti, dichjarazione chì a validità deve esse verificata in a produzzione in terra di energia è sistemi chì sò poi usati in volu (quì, benintesa, in modu pulitu). In corta, cum'è avemu lettu in a riferenza appena menzionata, simu in una "Nova era di l'innovazione", "Ùn si tratta micca di se, ma quandu".
E nuove forme di propulsione ùn sò micca solu un tema di ingegneria vegetale ma investenu, è in un modu chì hè radicale hè sempre pocu, tuttu u prugettu di cunfigurazione, aerodinamicu, strutturale, di i spazii interni finu à a capacità di carica utile è a portata di l'aeromobile . Di cunsiguenza, e prumesse di ste nove tecnulugie – di sicuru, assai attraenti – richiedenu quantunque chì u sughjettu sia trattatu cù prufundità sufficiente, cun una visione d'insieme, in una perspettiva di tempu ragiunevule è prevedendu l'evoluzioni necessarie. Ùn hè forse micca banale di nutà chì ci sò opzioni assai sfarente, soprattuttu in a scelta di u "serbatu di l'energia": batterie, idrogenu, carburante per jet per a propulsione ibrida.
U tema hè interessante in generale, ma hè ancu di interessu specificu per l'Italia induve, secondu l'infurmazioni recenti , Piaggio Aerospace, una di e cumpagnie aeronautiche storiche di longa patenza, puderia vede u so avvene in u sviluppu di un novu aereo ibridu o elettricu. À questu puntu alcune questioni di basa si presentanu spontaneamente.
- Una nova tecnulugia, da sola, pò furnisce un puntu di partenza per l'accessu à u finanzamentu di a ricerca ma ùn ghjustificheghja mancu appena un novu sviluppu: un prughjettu hè necessariu, vale à dì un puntu d'arrivu, chì dimostra chì vantaghji – operativi, ecunomichi, di mercatu – pò esse offertu nantu à i prudutti esistenti. Stu puntu d'arrivu, se questu era l'aeronau prupostu in l'articulu, costerebbe micca menu di 500 M € è micca 80, cum'è apparentemente allegatu in u listessu articulu. Una nova tecnulugia pò ancu dà nascita à un novu mercatu, ma questu deve esse ben identificatu è dimustratu, soprattuttu di fronte à l'investimentu richiestu appena menzionatu.
- L'urientazione versu un picculu aereu regiunale hè singulare, postu chì u mercatu di sta classa d'aviò hè praticamente inesistente dapoi decennii, cum'è si vedrà più tardi (è l'aeronave in serviziu offre più di 1000 km d'autonomia, un valore interamente fora di portata da l'electricità cumpleta d'oghje, cum'è si vederà dopu). A situazione seria propiu diversa se u prossimu prugramma di Piaggio riguardassi un jet d'affari, postu chì Piaggio hè dighjà prisente dapoi decennii in u settore di l'aviò d'affari, un settore chì cresce, cù 700 ghjetti venduti ogni annu per una quantità di 2 $ B, è chì mostra una resilienza considerableu ancu in u tempu presente di corsi di aviazione prufondi. Secondu e nostre stime basate annantu à i dati di vendita di l'ultimi 5 anni, a nostra pruposta purtaria à un fatturatu annuale di micca menu di 500 M € per Piaggio.
- Una nova tecnulugia, per esse aduprata, deve prima esse pusseduta (vale à dì deve esse affidabile è sicura). Ùn cuminciamu micca cù un novu sviluppu pensendu à sviluppà e tecnulugie necessarie in u corsu di u travagliu, soprattuttu s'ellu hè un elementu chjave cum'è a propulsione: ùn hè mancu pussibule di dimensionà sensibilmente una cunfigurazione. Un prughjettu seriu chì adopra a propulsione elettrica, in qualsiasi di e so forme, deve esse un pezzu di un prugramma di sviluppu tecnologicu, di i quali esistenu esempi internaziunali è naziunali in Europa, è deve prevede tempi congruenti cù a maturazione di e tecnulugie necessarie. Per i prugrammi europei menzionati sopra, l'orizzonte temporale hè di 15-30 anni. (È ancu allora ùn hè micca previstu chì e batterie saranu capaci di ghjunghje à a densità energetica necessaria per sustene u volu cun carica utile è intervalli paragunabili à quelli ottenibili cù i sistemi di propulsione attuali.)
Cù un sensu cumunu simplice pare evidente chì u modu da fà hè orientatu à un jet d'affari di nova generazione, cù innovazioni di cuncepimentu chì li assicuranu un primu postu assolutu in a feroce gamma di concorrenti, dunque capaci di piglià – appena dispunibile – una coerenza parte di u mercatu riccu in a categuria. Per cumincià oghje, cume hè necessariu, u prugettu deve esse basatu nantu à tecnulugie è apparecchiature chì sò sicuramente dispunibili à breve tempu, ma deve ancu avè tali predisposizioni da assicurà a pussibilità di sfruttà e nuove tecnologie di propulsione (qualunque sianu i vincitori chì emergenu ) chì maturerà.in i prossimi 10-20 anni. In questu modu, u celu stessu furnisce a basa per sviluppi à longu andà è puderia ancu serve, in frattempu, cum'è un banc di prova.
A pruposta chì hè stata sviluppata da una piccula squadra di cuncettori (sperimentati è maturi) chì rapresentu hè basata annantu à sti principii. Questu, secondu a nostra linea, hè u percorsu chì duverebbe apre a strada di l'avvene per Piaggio Aerospace ancu à mezu è longu andà. U prublema hè impurtante per a cumpagnia, per u so territoriu, per tuttu u settore aeronauticu talianu, chì ùn si distingue micca per a so presenza in u settore civile. Pò rivitalizà u mercatu P180: un cumpratore vole sempre vede un avvene in a sucietà fornitrice. Hè impurtante per a cumpagnia in tuttu, chì include una divisione di mutori di grande interessu per parechji operatori istituziunali (elicotteri è i MB339 stessi).
E dichjarazioni fatte sopra richiedenu una prova è meritanu più studiu. I paragrafi chì seguitanu sò dedicati à sti prublemi, cù un metudu chì probabilmente averia piaciutu l'ing. Bazzocchi (chì ùn hà bisognu d'intruduzzione: "quella di u MB"), chì hà dettu "Devi cunvince ancu Pierino, è Pierino sò eiu". Trà l'infinita infurmazione dispunibule nantu à e tecnulugie d'elettrificazione di propulsione, aghju pruvatu à sceglie quelle utili è à presentà una maghjina forse elementaria, incompleta, sicuramente perfettibile, ma glubale è aduprabile.
ELETTRIFICAZIONE DI CARS È AERIANI
L'enorme successu di a corsa à l'elettrificazione di i veiculi à motore hè quì per tutti di vede, ogni ghjornu. A filusufia sottostante spiegata, parechji anni fà, da Elon Musk era è ferma sempre valida, da u puntu di vista di u risparmiu energeticu (hè assente da u ragiunamentu di l'articulu, ma puderia forse esse inclusa, a questione di l'emissioni, chì deve esse vistu à scala glubale, cumprese a fase di produzzione d'energia è di sistemi). In u campu di l'automobile, l'immagazzinamentu di l'energia hè ottenutu cù batterie, ancu se studii sò stati fatti per l'usu di pile à combustibile alimentate da idrogenu. Un puntu chjave, dinò in questu campu, hè a ricuperazione di l'energia di frenu, chì face u cunsumu più bassu nantu à a strada urbana chè in l'autostrada. U puntu centrale in favore di e batterie, ben messu in risaltu in u documentu di Musk citatu sopra, hè a pussibilità d'ottene un rendimentu assai megliu di generazione di energia in terra chè qualsiasi mutore tradiziunale (termicu) di l'automobile: ne deriva chì a quantità di energia TOTALE necessaria per una certa l'energia UTILI per u muvimentu hè menu per e batterie chè per u carburante. U successu di a formula hè senza dubbitu è l'usu urbanu di e vitture elettriche cresce: tutti i taxi chì aghju vistu recentemente in Amsterdam sò Tesla (ma i Prius s'eranu digià sparsi, prima, guasi in ogni locu). Cusì, Tesla hà avutu una capitalizazione uguale à 100 volte i motori di l' aviò Rolls Royce , grazia à l'errori di gestione macroscopica di sta sucietà.
L'usu di sta tecnica per l'aviazione hà differenze evidenti. Ùn ci hè micca recuperazione di l'energia di frenu è e batterie, malgradu i progressi continui ma lenti, anu un pesu enorme: finu à oghje, l'energia specifica di una batteria di litiu (250 Wh / kg ≈ 0.9 MJ / kg) hè quasi 50 volte più bassa di quellu di u carburante per jet (43 MJ / kg). Cunsidirendu l'efficienza di un mutore elettricu, cù u sistema parente è l'elica o un ventilatore, è chì, assai più bassu, di un sistema chì include un mutore termicu, u raportu trà l'energie "utili" hè menu di 20. ghjunghje à a stampa generalista (aeronautica), induve un numeru di Elon Musk chì prevede u sorpassu di e batterie di cherosene per ghjunghje à 400 Wh / kg, forse previstu per u 2035, hè statu contestatu cù argumenti eccellenti .
Hè certamente veru, cum'è a nota di Musk dimostra, chì e batterie offrenu a migliore soluzione di risparmiu d'energia. Ma i "fatti duri" chì ne limitanu l'usu, in l'aviazione, postu chì solu "reservoir d'energia" si pò riassume in una sola parolla: pesu.
Ogni prughjettu aeronauticu hà u pesu cum'è parametru essenziale, da quale dipendenu a fattibilità è a sopravvivenza; in ogni prughjettu sanu, u cuntenimentu di pesu hè vistu cum'è una necessità assoluta per a missione è per a capacità stessa di alzassi da terra. Un "overrun" di u pesu di destinazione hà purtatu à l'annullamentu di innumerevuli prughjetti in a storia di l'aviazione. Videmu prima una riferenza cunnisciuta: a Tesla 3 hà, di tutti i mudelli, e batterie e più leggere per u casu di "longa portata" (500 km dichjarati); a so densità energetica hè di 150 Wh / kg, pesu 480 kg, volume 400 litri. Ancu cunsiderendu opzioni cun batterie assai più performanti, cum'è indicatu in u paràgrafu precedente, un aeromobile chì porta oghje 2500 kg di carburante per jet (valore tipicu per un aereo d'affari mediu o un picculu regiunale) duveria purtà 40 tunnellate di batterie. Cù u prugressu previstu da e listesse fonti citate sopra, in 15 anni "solu" 27 tunnellate seranu abbastanza è in 30 anni, forse, "solu" 6000 kg cù batterie di novu tipu cum'è Li-air (senza cuntà u vulume) . L'implicazioni per u prugettu sò più chè evidenti è hè inutile perde u tempu. (In fatti, hè evidenti è intuitivu chì ogni aumentu di u pesu di l'aeroplanu implica a ridimensionazione di a struttura, di e piante, di u carburante per mantene e so capacità di missione: quellu chì mastica i rudimenti di cuncepimentu cunnosce u "fattore di crescita" di testi di prughjettu, da Roskam à Raymer ecc. Senza cuntà chì, oghje, u pesu di ogni aeroplanu hè ridottu durante u volu, è questu affetta significativamente a cunsumazione, mentre chì cù e batterie u pesu ferma custante è in u futuru, cù Li-air, puderia ancu aumentà in volu). In riassuntu: aduprendu e batterie cum'è solu reservoir d'energia, l'autonomia deve esse necessariamente assai limitata per un prughjettu minimamente realistu. Hè per quessa chì a maiò parte di l'iniziative in questu settore sò destinate à u trasportu urbanu (UAM) o missioni assai brevi da l'Aviazione Generale, spessu per a furmazione . Questa categuria include u prugettu Airbus E-Fan chì a so produzione hè stata pianificata, chì hè stata poi annullata perchè Airbus hà decisu di cunsacrà si à una soluzione di aerei righjunali ibrida assai più ambiziosa.
I PROGETTI PIÙ AMBITIOSI DI AEROPLANI ELETTRIFICATI
Lascendu avà u campu UAM da parte per fighjà un ochju à i prughjetti di classi superiori, ci hè una grande varietà di pruposte, solu alcune di e quali sò mostrate in e figure chì seguitanu, per pruvà una larga valutazione. Fondamentalmente ci sò duie categurie di sistemi di propulsione: quelli elettrichi cumpleti cù batterie (assai cù motori divisi trà parechji motori) è ibridi. Di u primu sistema, si dicia sopra. Ci sò innumerevoli iniziative in Aviazione Generale , cù una autonomia generalmente assai limitata. L'iniziative Magni-X appartenenu à una classe superiore; i rializazioni prisentati finu à avà sò ristrutturazioni di aeroplani esistenti, limitati à viaghji assai brevi (15-60 min, 160 km) cù migliuramenti sustanziali previsti in l'anni à vene. U prugramma MagniX u più ambiziosu (chì prevede ancu di sviluppà sistemi di idrogenu in u so situ) hè Eviation Alice , chì prumette una portata di 440 nm per 9 passeggeri, aduprendu 3600 kg di batterie (60% di u pesu à u decollo; di 260 Wh / h Tipu Li-ion ). U primu volu era previstu per u 2019 ma u prototipu hè statu distruttu da u focu in ghjennaghju 2020. Un novu prototipu hè in custruzzione. L'iniziativa francese assai recente di Aura rientra ancu in questa categuria: un aereu regiunale cù 19 posti, chì si basa nantu à "batterie sviluppate apposta", hè sustinutu da 3-5 milioni da a Regione Occitania è chì u so primu volu hè previstu in u 2024 è entrata in serviziu in u 2026.
In a listessa categuria appartene l'iniziativa Heart Aerospace chì u so prughjettu, ancu s'ellu hè chjaramente embrionariu, prumette di purtà 19 passeggeri à 400 nm in u 2026. Certamente 
seguiteranu altre iniziative, chì u so taccu d'Achille serà sempre a bassa autonomia ottenibile cù un caricu plausibile di batterie; è in fattu, ancu questi prughjetti sò spessu dedicati à e cumunicazioni in e zone metropolitane.
Hè impurtante nutà chì u mercatu per questu segmentu di picculi aerei regiunali cun un massimu di 19 posti (quelli esistenti offrenu spazii di almenu 1200 km) hè mortu da decenni, cum'è mostratu in a figura seguente. In vista di l'aumentu continuu di iniziative in questu campu, hè difficiule di fughje l'impressione chì queste cumpagnie sò propulsate da l'onda emotiva di u mumentu, in cui a transizione à l'energia rinnovabile annunziata da parechji guverni hè sbagliata per un Eldorado, senza u necessariu insights.
Altri prughjetti si basanu nantu à suluzioni ibride, cù un mutore termicu chì genera energia per mutori elettrichi è batterie in quantità limitate, solu per certe fasi di u volu. Quì pare chì u prughjettu duverà necessariamente contà nantu à i vantaghji derivanti da a dimensione di u mutore di calore per a crociera sola, affidendu à u sistema elettricu a gestione di a putenza addizionale necessaria per e fasi terminali è l'ascensione. In questu casu, a presenza à bordu di u carburante per jet pò ancu furnisce una autonomia sustenuta.
Ci hè una vittima illustre in u settore: l' avione regiunale cumpletamente elettricu Zunum , chì hè statu cuncipitu 
per i viaghji "à mille chilometri" è chì avianu avutu ancu u sustegnu di Boeing, hà piantatu e so attività è hà licenziatu tuttu u persunale per mancanza di finanzamentu dopu à quelli iniziali (qualchì decina di M $). A propulsione ibrida cù u mutore GE Catalyst hà u Trifan , à metà strada trà UAM è u trasportu regiunale, cù capacità straordinarie (decolazione verticale, 6 posti, gamma 1200 nm cun decollamentu convenzionale) è tecnologie (controlli FBW, struttura in carbonu, Embedded Solar Film per a putenza di terra, Parachute Full Airframe). Difficile à ghjudicà u so realisimu, cù e dati limitati dispunibuli (per esempiu, senza dati di pesu). L'ultime nutizie datanu di u 2019, quandu un mudellu à scala di 65% hè partutu in volu ligatu è u mutore hè statu dopu sceltu per a serie.
Ancu britannicu hè Faradair , chì offre un apparechju di 18 posti cù una cunfigurazione aerodinamica cù una "ala tripla scatula". L'annunziu hè di l'annu passatu. U prugettu deriva da una energia elettrica cumpleta in 2014 è u primu volu hè previstu in 2026. Pochi dati sò dispunibuli.
U cuncepimentu di un aeroplanu cummerciale ibridu hè statu rivelatu di recente: a regione britannica di 70 posti di EAG , chì 
prevede di vola in u 2024 cù un costu di prugramma di 5 B £ st. I cuncettori sò ghjunti à a suluzione ibrida dopu avè rimarcatu chì un aeromobile à batteria da 20 posti averebbe in realisimu una portata di pochi chilometri : "ùn si pò micca volà una distanza significativa".
U Regnu Unitu pare avè un seriu pianu d'investimentu è di ricerca in u campu di a propulsione ibrida chì mira à un risultatu industriale in u 2030-2040, cum'è vistu da u prugramma UE FutPrint , in u quale l'Università di Cranfield, a riferenza di l'università britannica per questa attività .
Tuttavia, una decisione recente di Airbus merita riflessione. Cum'è indicatu sopra, Airbus avia lanciatu, cù Rolls Royce è Siemens, un ambiziosu manifestante chjamatu E-Fan X : un BAe146 (u "Jumbolino") induve unu di i quattru mutori hè statu rimpiazzatu da un ventilatore azziunatu da un mutore elettricu Siemens 2 .MW, a so volta alimentatu da un mutore di calore à turbina è da una batteria di 2000 kg . Stu manifestante avia da vulà in u 2021, ma u prugramma hè statu fermatu in aprile 2020. A ragione hè l'orientazione strategica di Airbus versu l'usu di l'idrogenu cum'è futura fonte d'energia per a propulsione di i so aerei. Per cunfirmà è clarificà sta decisione, Airbus hà coordinatu una larga panoramica in cui sò presentate idee nantu à e future piattaforme Airbus di ogni categuria, da l'aeroplanu da 19 posti à l'aeriunale regionale di 80 posti (evidentemente vistu cum'è un sustitutu per l'ATR) à i liners. grande; in particulare, "L'aeronauticu di culligamentu, regiunale è à corta portata cù H2 puderebbenu esse cummercialmente dispunibili in i prossimi 10-15 anni.
IDROGENU IN AVIAZIONE FUTURA: VISIONE DI OGGI
L'usu di l'idrogenu cum'è riservu d'energia per certi sistemi di bordu hè statu cunsideratu dapoi un bellu pezzu , ma per a propulsione aeronautica presenta aspetti assai impurtanti è particulari. Naturalmente, si parla di aduprà micca per a combustione, chì a so efficienza termodinamica hè assai bassa, ma per generà elettricità direttamente, cù pile à combustibile. Quasi tutta a produzzione d'idrogenu di u mondu adopra fonti micca rinnuvevuli , ma a produzzione d'idrogenu "pulitu" puderia avvicinassi rapidamente .
Intantu, l'energia specifica di l'idrogenu (120 MJ / kg) hè guasi u triplu di quella di u carburante per jet. Sfurtunatamente, a so densità hè assai bassa è deve esse aumentata sia cù compressione (GH2, generalmente pruposta à 700 bar) sia cù liquefazione (LH2, à una temperatura di circa -250 ° C) o cù i dui, "criocompressi" (CcH2). Queste soluzioni ùn sò micca indolore. U pesu di i tank (cuncepiti per pressione è / o temperatura assai bassa) hè sempre più grande – se micca assai più grande – di quellu di u cuntenutu. In u casu di l'idrogenu liquidu, a liquefazione in terra implica un cunsumu considerableu, mentre in u volu, deducendu quella di liquefazione, l'energia dispunibile hè ridutta di più di un terzu, più e perdite relative à u fattu chì u boil-off, chì necessariamente accade in cisterne chì ùn sò micca cumpletamente adiabatiche, ùn currisponde micca sempre à a quantità necessaria per a propulsione. Ma, ancu se cumpressu o liquefatu, a densità di l'idrogenu ferma assai bassa paragunata à u carburante per jet è richiede un vulume assai più altu di i serbatoi (circa 4 à 8 volte più grande per a stessa energia). In riassuntu, l'idrogenu hè una fonte d'energia estremamente attraente per u so cuntenutu energeticu, per a pulizia ambientale, per a so abbundanza in natura (ancu se sempre in cumbinazione cù altri elementi). Ma u so usu richiede cunniscenze è tecnulugie micca ancu acquistate cumpletamente è criteri di cuncepimentu micca applicati per l'aeromobile in usu oghje.
U modu più basicu, ma quì forse u più efficace, di valutà u putenziale di l'idrogenu per l'aviazione hè di misurà (spannometricamente) un futuru sistema di propulsione cù sta nova tecnulugia è di paragunallu cù un sistema attuale. Per un paragone significativu, serà necessariu, cum'è digià fattu sopra per u casu di e batterie, uttene à a fine a stessa energia utile, per scopi propulsivi, di un aeroplanu d'affari mediu o di un picculu aereu regiunale chì oghje imbarcanu 2500 kg di carburante per jet.
U novu sistema di propulsione cunsideratu include dunque l'idrogenu cun serbatoi cunnessi, pile à combustibile, u sistema di distribuzione di elettricità, un inseme minimu di batterie per gestisce almenu emergenze, mutori è ventilatori. E valutazioni chì seguitanu sò cumpletamente grossi, ma l'ordini di magnitudine chì ne esce ùn ponu mancu lascià dubbi.
Una cunsiderazione preliminare, dinò per un aereo d'affari mediu o un picculu regiunale: l'efficienza di i sistemi di propulsione d'oghje (jet o elica), chì utilizanu carburante jet, intesa cum'è u rapportu trà a putenza utile (= trazione x velocità) è u cuntenutu energeticu di u carburante ùn hè micca luntanu da u 20%. Questi dati indicativi ponu esse facilmente ottenuti da i dati di i fabbricanti, pesendu e diverse condizioni di volu. Se u stessu calculu hè realizatu per un sistema basatu à l'idrogenu, una efficienza hè ottenuta à pocu pressu u doppiu, riferendusi naturalmente à l'energia dispunibile (chì, cum'è menzionatu sopra, hè inferiore per l'idrogenu liquidu). Ovviamente, questu ùn hè micca un risultatu immutabile ma hè una funzione di a tecnulugia aduprata (prestazione di cumpunenti), chì certamente migliurà cù u tempu.
Da questi migliori rendimenti deriva chì, per a stessa energia utile, l'energia da caricare in forma di idrogenu hè menu, paragunata à u carburante per jet. U pesu di l'idrogenu necessariu (chì, ricordate, hà una energia specifica assai alta) hè dunque assai menu di u carburante per jet.
Per disgrazia, però, ci sò aspetti negativi: u pesu di e cisterne (ancu se assai sfarente per l'idrogenu cumpressu è liquidu) inverte a conclusione precedente, almenu cù a tecnulugia d'oghje: u "sistema" d'idrogenu più u cisterna pesa più di u "sistema" jet fuel plus tank. Ma l'attività di ricerca in questu campu, cum'è in u campu di i sistemi necessarii per a propulsione di l'idrogenu (pile à combustibile, motori, inverter, distribuzione, ovviamente batterie) sò in grande fermentazione. E previsioni dispunibuli configuranu una vasta gamma di scenarii, riassunti ancu in tesi universitarie (veda ringraziamenti sottu) è forse dati più realistici sò furniti è aduprati in a publicazione Airbus sopra menzionata . Sò tutti d'accordu chì in u spaziu di 15 anni, u prugressu serà tale da dà un vantaghju à i sistemi basati à l'idrogenu.
Da questu ritrattu, a conclusione largamente spartuta emerge chiaramente chì a tecnulugia dispunibile in 2035 permetterà di custruisce impianti di propulsione di idrogenu chì pesanu micca più di e piante d'oghje, chì utilizanu carburante per jet, è cun un consumu energeticu più bassu, naturalmente. dispunibule per scopi di propulsione. Sò dighjà in corsu 
iniziative di sperimentazione, cume a Zeroavia , di stu sistema in volo, inizialmente aduprendu piattaforme esistenti. A figura opposta, copiata da u situ web di a cumpagnia, illustra a visione à longu andà. Resta, tuttavia, di piglià in contu l'aspettu di u vulume necessariu, chì in u casu di a propulsione di l'idrogenu hè sempre assai più grande è tale da impedisce ragiunevolmente ogni tentativu di cunvertisce (se micca, forse, cun obiettivi limitati per scopi sperimentali) cellule esistenti. In altre parolle, l'usu di l'idrogenu cunducerà necessariamente à prughjetti cù forme è soluzioni novi è sfarenti da quelli attuali.
À a cunclusione di queste cunsiderazioni estremamente concise, è necessariamente superficiali, nantu à l'elettrificazione in l'aviazione, ùn si pò mancà di nutà chì, qualunque sia a strada chì si vole intraprende in futuro, per ghjunghje à prughjetti credibili, sò necessarii passi decisivi in avanti paragunati à ciò chì dispunibule oghje: tipicamente in l'energia specifica di e batterie, in l'efficienza di i motori (chì devenu ancu esse assai alti per evità prublemi maiò di dissipazione di calore), in l'efficienza di e pile à combustibile, in a cuncezione di criogeniche è / o serbatoi à alta pressione, in a generazione è a distribuzione di grandi putenze elettriche chì implicanu necessariamente una tensione assai alta.
Nisuna cunsiderazione hè stata data à l'aspetti di sicurità, à l'aspetti logistichi è infrastrutturali, à tuttu ciò chì tocca à a produzzione è l'usu di l'energia necessaria in terra, è ancu à a valutazione di l'emissioni gassose è forse aspetti ligati da una parte à l'estrazione. l'usu di i combustibili fossili, d'altra parte per e terre rare necessarie per l'elettrificazione: questioni assolutamente vitali, à i quali, tuttavia, in un articulu cum'è questu – dighjà troppu longu ancu se focalizatu solu nantu à a forma pussibule di "cose à vene" – ùn si pò mancu parlà.
U FUTURU DI PIAGGIO AEROSPACE
E cunsiderazioni esposte fin'à avà meritanu d'esse applicate à u casu assai caldu di Piaggio Aerospace, chì u prucessu di vendita in difficultà s'avvicina à a fine, sottu a gestione di u cumissariu.
À propositu di questu sughjettu, mi piacerebbe prima riferirmi à l' articulu precedente di dicembre nantu à u listessu tema , in u quale stavu pruvendu, ovviamente cum'è osservatore esternu, di spiegà una strada per u recuperu di a cumpagnia, chì implicava u ritornu à a so linea elettiva. di l'aviò d'affari: un tema per quale Piaggio hà e cumpetenze, un mercatu induve hà dighjà (avutu) una pusizione è chì, cume si pò deduce da u panorama chì ci hè per tutti da vede, pò dà una grande soddisfazione à e cumpagnie chì riescenu à stà quì. In questu cuntestu era chjaramente necessariu prevede un novu pruduttu, chì a squadra di cuncepimentu di a quale facciu parte hà identificatu è cuncepitu, à un livellu concettuale: un jet d'affari radicalmente innovativu, cuncepitu per emergere dighjà cù e tecnulugie attuali ma preparatu, cum'è nessun aeromobile esistente ., per l'avvene.
Una pusizione recente di unu di i cunsorzi chì si disputanu per l'acquistu mette l'accentu nantu à l'elettrificazione cum'è puntu di qualificazione per u sviluppu di un novu picculu aereo regiunale chì hè prupostu cum'è u futuru pruduttu di punta di Piaggio. À nantu à sta quistione vogliu prupone alcune cunsiderazioni, ancu ligate à ciò chì hè statu dettu in i paragrafi precedenti.
Intantu, alcune considerazioni preliminari nantu à a categuria di aerei regiunali. Ripete quì ciò chì hè digià statu indicatu in un paràgrafu precedente. U mercatu hè guasgi cumpletamente assurbitu da a categuria di posti 60-80 è quellu di i "picculi" regiunali (finu à 19 posti ponu esse certificati secondu a Parte 23 di a FAA è di l'AESA) hè guasi inesistente: dopu a cessazione di pruduzzione di Fagu 1900 è Jetstream praticamente, ferma solu Do228 (in India). Un altru tema interessante hè l'autonomia chì, per tutte e classi, hè in media trà 1100 è 1500 km. Avà, cum'è dimustratu sopra, per l'autonumie cum'è quelle attuali o à mediu termine, u pesu di e batterie hè cumpletamente pruibitivu è hè necessariu ricadere nantu à valori assai inferiori. Ogni alternativa – quelli chì sò in studiu sò ibridi o di propulsione à l'idrogenu – richiede un pianu di ricerca à longu andà, cum'è quellu chì si piglia forma in u Regnu Unitu , ma cù un ochju finu à u 2035. Micca, dunque, cù e tecnulugie dispunibili, micca cun sviluppu immediatu. L'apparizione di una nova tecnulugia, ancu largamente da sviluppà, sola ùn ghjustificheghja micca un sviluppu è ùn dà micca un avvene à una sucietà chì cerca un rolu, s'ellu ùn – precisamente – cun un orizonte tempu ragiunevule, in questu casu di almenu 15 anni, in quantu à i prugrammi britannichi o Airbus sopra menzionati (è dopu avè accertatu i motivi per chì un mercatu, cum'è quellu di i picculi aerei regiunali, chì hè statu fermatu da vinti anni, duverebbe riavviare cù un novu aereo, quantunque innuvativu). È illusoria ogni pretesa di arrivare a uno sbocco industriale in tempi brevi e/o senza un preciso piano di ricerca e maturazione delle tecnologie necessarie.
Ben diversa da quella dei piccoli regionali è la situazione di mercato dei business aircraft, in cui la Piaggio è presente, e in particolare dei jet.
I grafici che seguono mostrano le consegne ei fatturati e parlano da soli: anche solo nella categoria light / mid size, le vendite si contano in centinaia all'anno, i ricavi sono dell'ordine dei 2 B$ all'anno e il mercato è resiliente: non mostra, cioè, il crollo di vendite che si è ampiamente verificato nell'aviazione commerciale.
La Piaggio Aerospace ha tentato, in passato, di entrare in questo campo estremamente redditizio, ma senza successo.
Oggi, in particolare, si può entrare nel club – che è affollato da attori esperti e affermati – solo con un programma ben concepito e lungimirante.
Un'altra considerazione è importante: l'irruzione di una nuova tecnologia, anche dirompente, non comporta la riduzione di attenzione nei tradizionali campi di progetto . Quando si resero disponibili i comandi di volo Fly By Wire, non per questo (nonostante il parere di alcuni colleghi poco illuminati) venne a scemare la cura del progetto aerodinamico. Nello stesso modo il successo di un nuovo progetto, anche destinato a impiegare un sistema di propulsione innovativo, deve presentare caratteristiche di innovazione e superiorità nell'airframe: aerodinamica, strutture, abitabilità; tanto più, in presenza di un mercato affollato e aggressivo – ma ben redditizio – come quello dei business jet.
L'idea del team che rappresento, come già delineata nel precedente articolo , consiste proprio nel progetto di una configurazione di business jet radicalmente innovativa anche nel layout che tiene conto delle regole ambientali sempre più stringenti e mira a un'assoluta superiorità di mercato. Punti qualificanti sono un'architettura strutturale molto razionale, con vantaggi di peso, un'efficienza aerodinamica superiore, un livello di abitabilità e comfort senza paragoni; infine, la disponibilità e collocazione di volumi che rendono possibile la transizione ai nuovi sistemi di propulsione basati sull'idrogeno, quando saranno disponibili. Con questo la Piaggio potrebbe disporre di un nuovo aeroplano leader nella sua classe, già con le tecnologie correnti, subito dopo lo sviluppo, e pronto a trarre vantaggio, senza radicali cambiamenti della cellula, dei nuovi sistemi di propulsione previsti per il 2035.
Naturalmente, uno sviluppo di questa entità ha un costo non certo modesto, bene al di là degli 80 M€ del Recovery Plan . Il costo di sviluppo e certificazione di un medio business jet è dell'ordine di 500 M€ (o maggiore, se fosse necessario uno sviluppo di tecnologie non correnti), non dissimile da quello che richiederebbe un piccolo aeroplano regionale. Ma, contrariamente al piccolo regionale per il quale, abbiamo visto, il mercato è pressoché inesistente da decenni, uno sbocco nel mercato dei business jet col velivolo giusto assicurerebbe, secondo nostre stime fondate sui dati delle vendite degli ultimi 5 anni, un fatturato annuo non inferiore ai 500 M€ e avrebbe anche due effetti non certo secondari: rivitalizzare il mercato del P180, che rimarrebbe stagnante se il costruttore non mostrasse segni di vitalità, e anche rassicurare, sul futuro dell'azienda, i clienti della divisione motori (molti istituzionali, operatori di elicotteri come degli MB339) sul futuro. La capacità, garantita dal progetto, di dare luogo a versioni future ancora più innovative non solo aprirebbe una finestra sul futuro ma sarebbe subito un elemento di attrazione.
Piaggio Aerospace merita di avere fiducia per poi camminare con le sue gambe. L'esempio recente della vicinissima Pilatus (dove c'è una importante presenza di Italiani anche nella progettazione) è una dimostrazione di quanto anche Piaggio potrebbe ottenere.
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Ringraziamenti. Ho un debito di riconoscenza verso il prof. Trainelli, del Politecnico di Milano / DAER ei suoi colleghi, da sempre molto attivi nel campo del progetto di velivoli con soluzioni innovative della propulsione. Le tesi e pubblicazioni del Poli, oltre a una tesi della TUM di Monaco, e le relative bibliografie, mi hanno fornito gran parte delle informazioni che mi sono servite per questa nota. Naturalmente, solo mia è la responsabilità delle affermazioni e degli eventuali errori.
Nota: i link nell'articolo, che intendono solo puntare a esempi di quanto è disponibile in rete, sono attivi nel momento in cui scrivo ma il contenuto di alcuni articoli può cambiare, come è comprensibile dato che il tema trattato è attraente e in evoluzione tumultuosa.
Questa hè una traduzzione automatica da a lingua italiana di un post publicatu in StartMag à l’URL https://www.startmag.it/smartcity/ce-davvero-un-futuro-elettrico-per-piaggio-aerospace/ u Tue, 28 Sep 2021 06:19:46 +0000.