La start-up svizzera Sirius Aviation ha recentemente presentato il primo velivolo a decollo verticale a fuel cell alimentato a idrogeno liquido, “Sirius Jet”. Sostenuto nel volo da 28 ventole intubate ad azionamento elettrico verrà proposto in versione jet privato e in versione commerciale.
Uno degli aspetti negativi della guerra al cambiamento climatico è la sempre maggiore tendenza a utilizzare gli obiettivi di sostenibilità quale giustificazione per dare vita a progetti spesso affetti da dubbia utilità e bassa o scarsa funzionalità. Progetti, per altro, da dimostrare essere effettivamente più sostenibili rispetto a soluzioni o prodotti che si prefigurano di migliorare. Un esempio in tal senso nella categoria “oggetti quotidiani” è rappresentato dall’introduzione dei cinghietti in plastica che assicurano i tappi alle bottiglie delle bibite evitandone la dispersione. Sistemi la cui scomodità di utilizzo li porta a essere divelti nel momento stesso in cui si apre la bottiglia vanificandone l’efficacia.
Il primo vtol a idrogeno liquido
Il segmento dell’aviazione civile è sicuramente lontana da tali disorientamenti razionali ma negli ultimi anni anche in tale ambito si è assistito al debutto di progetti, se non bizzarri, quantomeno discutibili in termini di rapporto tra vantaggi e svantaggi delle soluzioni applicate. Ultimo in ordine cronologico riguarda il nuovo velivolo “Sirius Jet”. Proposto dall’omonima start-up svizzera Sirius Aviation. Un aeromobile a decollo e atterraggio verticali che si appresta a diventare il primo veivolo di questo tipo alimentato con idrogeno liquido.
Una soluzione abbinata a un’architettura del sistema propulsivo strutturato sulla base di ventole intubate ad azionamento elettrico. Sostenute da accumulatori a loro volta alimentati da una fuel cell in grado di generare energia elettrica dalle interazioni tra idrogeno e ossigeno assicurando elevate prestazioni, ampio raggio operativo e zero emissioni. Con queste ultime che però sono tali solo se valutate durante il funzionamento del velivolo e a patto che l’idrogeno sia di tipo verde.
Aerodinamica ricercata
Comunque sia “Sirius Jet” al momento “vive sulla carta”, sebbene i primi voli dimostrativi siano previsti nel 2025 con l’obiettivo di completare la certificazione per i voli commerciali entro il 2028, presentandosi quale aeromobile connotato da soluzioni stilistiche e aerodinamiche estremamente raffinate e tecnologicamente avanzate. Nell’ambito delle quali spicca l’architettura canard con impennaggio orizzontale disposto anteriormente a un’ala alta principale che propone anche piani di coda “V-Tail”, in italiano a farfalla.
Un design realizzato grazie a collaborazioni importati che hanno coinvolto il team DesignWork di Bmw, Sauber Group, Alfleth Engineering e Ald Group. Reso ancor più raffinato dall’assenza di quegli elementi propulsivi di grandi dimensioni che caratterizzano i trend di sviluppo dei velivoli a decollo verticale a uso urbano e non.
28 ventole elettriche
Proprio in tale contesto si inserisce la prima “particolarità” di “Sirius Jet”. Al fine di escludere l’utilizzo di grossi rotori o ventole di grandi dimensioni vede l’impianto propulsivo costituito da 28 ventole intubate ad azionamento elettrico. Di cui 20 disposte sul dorso dei piani alari principali a ridosso del bordo di uscita dell’ala e le rimanenti otto integrate nella struttura alare degli impennaggi orizzontali anteriori.
Ogni ventola, con un diametro di soli 30 centimetri e un peso di poco inferiore ai 10 chili, genera una spinta di mille newton. Per un totale di due mila 800 chili. Propulsione che non viene premiata in termini di efficienza. Questo a causa della ridotta massa d’aria che ciascuna ventola si trova a processare rispetto all’utilizzo di ventole di maggiori dimensioni. Ne deriva l’esigenza di più elevate potenze rispetto a quelle che sarebbero necessarie usando ventole di dimensioni più generose, soprattutto in fase di decollo e atterraggio.
Controllo di spinta vettoriale
Vero è, però, che la soluzione riprende quanto già visto sul prototipo “Lilium Jet” dell’azienda tedesca Lilium Air Mobility. Velivolo che condivide con “Sirius” l’architettura discostandosi però nel sistema di accumulo dell’energia, a batteria, e nel funzionamento del sistema di gestione vettoriale della spinta. Mentre il prototipo “Lilium” vede le 30 ventole intubate, due in più di Sirius, variare di inclinazione essendo la parte terminale dell’ala vicino al bordo di attacco basculante, “Sirius Jet” vede le ventole propulsive rimanere fisse utilizzando invece un sistema di deflessione della spinta nella parte posteriore dei propulsori.
Soluzione che a livello funzionale può però determinare una leggera imbardata nelle manovre di atterraggio e decollo richiedendo anche maggior potenza per far fronte alle perdite di carico che si ingenerano quando l’aria viene deviata verso il basso. Ad assecondare tale necessità, anche in un’ottica di raggi operativi e velocità di crociera, provvede una fuel cell che genera l’energia elettrica necessaria stoccando idrogeno liquido e quindi assicurando una densità energetica superiore a quella proposta da un eventuale pacco batterie.
Fra i vantaggi della soluzione anche una più elevata modulabilità del veicolo, non a caso già proposto in due differenti modelli con la versione “Business Jet” in grado di ospitare un massimo di tre passeggeri dedicata agli spostamenti privati e forte di un’autonomia di volo di mille 850 chilometri a una velocità di crociera di 600 chilometri all’ora volando a un’altitudine massima di 30 mila piedi, poco più di nove mila e cento metri. La versione commerciale invece permetterà di ospitare fino a cinque passeggeri sacrificando il volume del serbatoio di idrogeno a fronte di un’autonomia di mille 46 chilometri con le stesse prestazioni in termini di velocità e altitudine della versione business.
Bello e complesso
Sulla carta in definitiva un progetto promettente anche se non scevro di interrogativi circa la sua effettiva funzionalità. In primis quelli legati all’utilizzo dell’idrogeno liquido quale vettore energetico. Risolve i limiti operativi che caratterizzano il cugino tedesco “Lilium Jet”, caratterizzato da un’autonomia limitata a meno di 200 chilometri causa il già citato sistema propulsivo a batteria, ma impone il raffreddamento del serbatoio a livelli criogenici, con conseguente assorbimento energetico derivato. Da non sottovalutare anche la necessità di stoccare a terra il combustibile in analoghi sistemi criogenici i cui assorbimenti energetici andrebbero valutati in un’ottica di compatibilità ambientale del veivolo.
C’è poi la relativa complessità indotta dall’utilizzo dei 28 propulsori la cui soluzione a posizione fissa permetterebbe almeno di ridurre i costi di produzione del velivolo rispetto alla soluzione adottata da “Lilium Jet” il cui costo si aggirerebbe intorno ai dieci milioni di euro a velivolo. Una cifra elevata ma che non sembra aver fermato lo sviluppo del progetto che ha portato all’avvio della produzione dei velivoli alla fine dell’anno scorso negli stabilimenti di Wessling, in Baviera. La cosa ha interessato anche Lufthansa che ha sottoscritto un memorandum di intesa con Lilium Aviation per la futura gestione dei velivoli prodotti, compresa la realizzazione di vertiporti in un’ottica di rete europea.
Soluzioni di mobilità esclusiva
I vtol a propulsione elettrica al momento sembrerebbero quindi costituire una soluzione efficacie per la mobilità urbana e non, tant’è che tutte le maggiori metropoli europee si stanno attrezzando per la realizzazione delle necessarie infrastrutture e per definire le tratte che potrebbero essere coperte. Resta però da verificare se tali soluzioni di mobilità saranno accessibili a tutte le categorie sociali in termini di costo, come sia Sirius Aviation sia Lilium Air Mobility hanno lasciato intendere, o e se rimarranno l’ennesima esclusività riservata alle fasce più abbienti come già oggi accade per gli elicotteri.
Decollo verticale a fuel cell
Autore: redazione
