Una nuova generazione di aerei commerciali entrerà in servizio nel corso dei prossimi decenni. L’obiettivo comune, condiviso da tutte le aziende aeronautiche, è la decarbonizzazione dell’intero settore.
Airbus, leader nella ricerca e sviluppo di soluzioni di volo alternative, ha presentato a Tolosa 3 concept di velivoli a zero emissioni di carbonio che potrebbero entrare in servizio entro il 2035.
Questi concept, denominati ZEROe, rappresentano un primo passo verso un velivolo commerciale a zero emissioni a base carbonio.
Il design dei velivoli Airbus mostra dei cambiamenti radicali nell’aerodinamica, in accordo con il report di sviluppo tecnologico dello IATA (International Air Transport Association).
Questi concept mostrano comunque un design preliminare che maturerà e cambierà, anche radicalmente, durante la progettazione.
Il primo è un’architettura nota come “blended-wing body”, in cui le ali diventano un unico pezzo con la fusoliera. Questa forma consente di ridurre drasticamente la resistenza generata dal velivolo, attraverso l’aspirazione dello strato limite.
Una fusoliera così ampia apre diverse possibilità per l’organizzazione dei serbatoi e dei componenti pressurizzati. Il progetto prevede un’autonomia di oltre 2000 miglia nautiche ed una capienza di 200 passeggeri.
La seconda soluzione è un velivolo equipaggiato con due motori turbofan alimentati da un ciclo turbogas a idrogeno liquido. Con un range di autonomia paragonabile a quello precedente, avrà una capienza variabile tra 120-200 passeggeri.
Caratteristiche sono le lunghe ali, dotate di una geometria particolare e variabile, utile a minimizzare la resistenza indotta.
Il terzo concept di Airbus è un turboelica per breve-medio raggio, con un’autonomia non inferiore alle 1000 miglia nautiche ed una capienza fino a 100 passeggeri.
Il sistema propulsivo sarà alimentato da un ciclo turbo-gas alimentato ad idrogeno, come le altre due precedenti soluzioni.
In tutti e 3 i concept, i serbatoi di idrogeno, fortemente integrati nella fusoliera, sono indicati dalle porzioni in blu, senza finestre, nella parte posteriore dei velivoli.
Tutte e tre le configurazioni sono equipaggiate con sistemi propulsivi alimentati ad idrogeno, una risorsa che ha le potenzialità di portare non solo il settore aeronautico, ma tutto quello industriale, in linea con gli obiettivi di neutralità climatica.
In campo propulsivo l’idrogeno è tra i più energetici propellenti disponibili. Per avere un’idea, l’idrogeno ha la stessa energia interna del cherosene con un terzo del suo peso.
Può essere sfruttato in cicli turbogas appositi per generare potenza o all’interno di celle combustibili per produrre energia elettrica o, ancora, per la produzione di nuovi carburanti sintetici.
L’idrogeno liquido, già ampiamente utilizzato per il rifornimento dei lanciatori spaziali, ha però diversi svantaggi e pericoli che ne hanno precluso l’utilizzo in campo aeronautico.
Ad esempio ha una densità molto bassa, il che implica la necessità di avere serbatoi molto grandi, anche per il trasporto di quantità relativamente contenute di propellente.
Inoltre, la necessità di mantenere l’idrogeno liquido, ovvero sotto i -250° C e ad altissima pressione, richiede il dispendio di parecchia energia.
Infine si deve tenere conto della difficoltà nella gestione del carburante, in particolar modo a bordo di un velivolo passeggeri.
Un velivolo alimentato ad idrogeno, che promette di rivoluzionare l’aviazione commerciale con voli a zero emissioni a base di carbonio, deve avere come priorità la sicurezza, uno dei punti critici di un sistema propulsivo di questo tipo.
Il colosso aeronautico europeo è più che mai interessato allo sviluppo di sistemi propulsivi alternativi, come elettrici, a tecnologia solare o, appunto, ad idrogeno.
La trasformazione del settore sarà infatti frutto non solo di un interesse per l’aviazione generale ma anche verso i futuri sistemi di mobilità aerea urbana.