Trasporti aerei più ecologici grazie all’interazione armonizzata tra propulsione e cellula
Il settore del trasporto aereo è sottoposto a una crescente pressione per la progettazione di aeromobili più silenziosi, più puliti e più efficienti. Per raggiungere gli ambiziosi obiettivi del documento Rotta 2050(si apre in una nuova finestra) di riduzione del rumore e delle emissioni inquinanti sono necessarie tecnologie dirompenti. Contemporaneamente, siamo alla vigilia di un modo completamente nuovo di viaggiare - la mobilità aerea urbana - che prevede velivoli adattabili in grado di decollare e atterrare in verticale. Un comune denominatore di questi progetti avanzati è la complessità dell’interazione tra i sistemi di propulsione e il corpo dell’aereo. Questi sistemi devono bilanciare le prestazioni con l’accettazione da parte del pubblico, migliorando l’efficienza aerodinamica, riducendo le emissioni inquinanti e limitando i livelli di rumore. Il progetto ENODISE(si apre in una nuova finestra), finanziato dall’UE, ha esplorato il modo in cui i sistemi di propulsione interagiscono con il corpo dell’aereo. «Esplorando soluzioni di propulsione all’avanguardia - ingestione dello strato limite, propulsione elettrica distribuita e sistemi multirotore - abbiamo cercato di ottenere vantaggi come il risparmio di carburante e la riduzione del rumore, contribuendo a un viaggio aereo più ecologico e silenzioso», osserva Christophe Schram, coordinatore del progetto.
Innovazioni in aeroacustica, test del vento e progettazione di aeromobili
Dal punto di vista tecnico, il team del progetto ha sviluppato metodi di aeroacustica computazionale ad alta fedeltà per simulare il flusso d’aria e il rumore con grande precisione. Questi approcci sono stati abbinati a strumenti di previsione più veloci e meno impegnativi dal punto di vista delle risorse, che hanno permesso ai ricercatori di sviluppare progetti in modo rapido ed efficiente. Sul fronte sperimentale, ENODISE ha alzato il livello dei test in galleria del vento, affrontando le sfide principali legate al controllo della qualità del flusso d’aria e all’automazione dei test. Un risultato fondamentale è stata la creazione e la convalida di 31 database ad accesso aperto, disponibili gratuitamente sul repository ZENODO, che offrono ai ricercatori di tutto il mondo gli strumenti necessari per convalidare i loro modelli. I risultati di ENODISE contribuiscono a sostenere la progettazione di velivoli ibridi-elettrici di prossima generazione e di veicoli per la mobilità aerea urbana, che dipendono entrambi da un’interazione precisa tra propulsione e cellula. Offrono inoltre spunti preziosi per gli enti normativi che cercano di definire i futuri standard dell’aviazione.
Ridurre l’inquinamento acustico in generale
I risultati di ENODISE sull’aeroacustica hanno implicazioni che vanno oltre gli aerei. Nel tentativo di ridurre al minimo i suoni indesiderati, i ricercatori hanno preso in considerazione soluzioni avanzate per la riduzione del rumore, come i metamateriali, i rivestimenti fonoassorbenti, le pale seghettate e il bloccaggio delle eliche. «Oltre che negli aerei, queste tecnologie di riduzione del rumore potrebbero essere utilizzate nelle tecnologie per le energie rinnovabili, nelle automobili e nelle fabbriche. Il lavoro di ENODISE sull’aerodinamica delle pale, ad esempio, potrebbe rendere le turbine eoliche più silenziose ed efficienti, soprattutto nei luoghi in cui il rumore è un problema», spiega Schram. Anche le comunità vicine agli aeroporti o ai futuri hub della mobilità aerea urbana potrebbero beneficiare delle attività di ENODISE. Sistemi di propulsione più silenziosi generano un minore inquinamento acustico e una migliore qualità della vita per chi vive nelle vicinanze. Dal punto di vista economico, ENODISE rafforza la leadership europea nelle tecnologie aerospaziali sostenibili, offrendo alle aziende europee un vantaggio competitivo sul mercato globale. «I set di dati convalidati, gli strumenti ad accesso aperto e le linee guida industriali contribuiscono a colmare il divario tra la ricerca all’avanguardia e le applicazioni reali, creando una transizione più agevole verso tecnologie più ecologiche e aiutando l’industria aeronautica a raggiungere i suoi obiettivi a lungo termine», conclude Schram.
Parole chiave
ENODISE, rumore, aeromobili, propulsione, trasporto aereo, emissioni inquinanti, cellula, mobilità aerea urbana
