Nel settore elicotteristico la tendenza dei principali player mondiali dell’aerospazio è da alcuni anni quella di integrare su piattaforme esistenti e in sviluppo, pilotate e non, soluzioni tecnologiche innovative, in grado di garantire agli elicotteri velocità sempre maggiori, quote di volo superiori e – specialmente nel segmento civile – un migliorato confort di viaggio, che si traduce principalmente in meno emissioni di rumore, senza dimenticare l’importanza del fattore sicurezza. Anche l’industria italiana sta lavorando a questo, concentrata su quelli che, a livello mondiale, sono ritenuti i tre pilastri principali nel futuro dell’elicotteristica.
“Nei prossimi anni – spiega ad Airpress Fabio Nannoni, chief technical officer della Divisione Elicotteri di Leonardo – Leonardo, così come gli altri costruttori, sarà concentrata su tre fronti: il miglioramento continuo dell’affidabilità, della sicurezza e del confort dell’elicottero tradizionale, ad oggi il mezzo più efficiente per effettuare una vasta gamma di missioni a basso costo e sulle brevi distanze; le macchine unmanned, su cui stiamo investendo per usi militari e civili (esempi ne sono il sistema senza pilota ad ala rotante Hero, UAV di classe 200 kg, in grado di compiere operazioni di terra e di mare in ambienti e in condizioni meteo e marine particolarmente difficili, o l’SW-4 Solo, progettato per operare con o senza pilota a bordo, ndr) e fast rotorcraft, ossia velivoli più veloci e, complessivamente, dalle prestazioni generali più elevate”.
Su quest’ultimo punto, Leonardo punta ad avere “un velivolo capace di decollare come un elicottero e di volare a velocità e quote più elevate e con un maggior raggio d’azione rispetto alle macchine attuali. Tutto questo si traduce in maggiore efficienza, rispetto alla missione per cui è progettato, più sicurezza, e attribuisce alla macchina livelli di confort molto vicini a quelli di un aereo”. A livello mondiale, in tema di fast rotorcraft gli scenari sono due, con Airbus e Sikorsky concentrate sul compound helicopter, concepito prevalentemente per compiti militari, e Bell e Leonardo focalizzate invece sul convertiplano, che grazie ai suoi rotori basculanti, che possono ruotare per consentire le due modalità, può atterrare e decollare verticalmente e fermarsi in quota come un elicottero, ma volare come un turboprop convenzionale.
La configurazione aerodinamica del compound su cui si stanno concentrando l’europea Airbus e la statunitense Sikorsky, combina la presenza di un rotore principale ed eliche laterali spingenti al posto dei tradizionali rotori di coda anticoppia. In particolare, nei piani di Airbus, c’è un ibrido, il “Racer”, derivato dal dimostratore X3, pensato per raggiungere i 470 km/h. Il progetto è stato sviluppato all’interno del programma europeo di ricerca pubblico-privato Clean Sky 2. Il mockup del dimostratore del Racer è stato presentato all’ultima edizione di Le Bourget. La macchina dovrebbe arrivare a volare nel 2020.
“Rispetto ad un elicottero tradizionale che viaggia a circa 300 km/h, il convertiplano incrementa di quasi il doppio la velocità e di un 20-30% la quota, arrivando a toccare gli 8.000 metri, dove può operare grazie ad una cabina pressurizzata. Siamo fermamente convinti – prosegue Nannoni – che da un punto di vista ingegneristico e di efficienza, la soluzione ottimale sia quella offerta dal convertiplano e questo perché, rispetto al compound helicopter, che utilizza un rotore convenzionale, il convertiplano vola più in alto, ha superiore autonomia ed offre velocità maggiori. Inoltre, per la presenza di eliche che servono sia per la propulsione che per la direzione, il compound non elimina alcuni dei problemi tipici del rotore convenzionale alle alte velocità, come lo stallo delle pale”. In aggiunta a questi elementi, sottolinea il cto, il convertiplano rappresenta una tecnologia scalabile, quindi applicabile a macchine di peso e dimensione molto diverse.
Per il programma AW609, 8.000 kg di peso, il primo al mondo progettato per conseguire una certificazione civile, mantenendo al contempo una vocazione multiruolo e paramilitare, Leonardo è in fase avanzata di certificazione. “Dal 2019 (data attesa per l’ottenimento della stessa, ndr) questo prodotto aprirà la strada a un nuovo mercato e a un nuovo modo di volare”. Nel quadro del programma europeo Clean Sky 2 Fast Rotorcraft, lo stesso in cui si sta muovendo la concorrenza e che ha l’obiettivo di sviluppare velivoli ad ala fissa e rotante caratterizzati da minori emissioni, sia di rumore sia di inquinanti, e da maggiore efficienza nell’uso del carburante, Leonardo sta già poi lavorando, in qualità di leader di un gruppo di imprese nazionali, allo sviluppo del convertiplano di nuova generazione, il NextGenCTR (Next Generation of Civil Tiltrotor). Questo modello si propone di essere, rispetto alla precedente generazione, ancora più efficiente e più versatile.
Sempre in ambito europeo, Leonardo si è vista assegnare recentemente il cosiddetto “Premio dei Premi” per un progetto avente ad oggetto lo studio e lo sviluppo di un innovativo rotore di coda a propulsione elettrica per elicotteri, realizzato attraverso una soluzione che offre numerosi vantaggi in termini di affidabilità, sicurezza, manutenzione, impieghi operativi e consumi di carburante, con una significativa riduzione dell’impatto ambientale. “Il progetto – spiega Fabio Nannoni – è frutto della collaborazione europea e con il mondo anglossassone. Si tratta dello sviluppo di un rotore di coda non meccanico, connesso ad un motore elettrico”.
Il sistema premiato consente di svincolare il rotore principale da quello di coda e di ottimizzare la potenza e la controllabilità ai vari regimi e nelle varie condizioni dell’inviluppo di volo. Inoltre, non da ultimo, permette di fermare il rotore di coda a terra e di conseguenza di aumentare la sicurezza per il personale manutentore. Questo rotore è controllato da 4 motori indipendenti e interconnessi, capaci di svolgere la stessa funzione così da aumentarne l’affidabilità. “In termini di riduzione dell’impatto acustico i vantaggi sono importanti, considerando che mediamente il 30% del rumore generato da un elicottero deriva proprio dal movimento del rotore di coda”.
Altro elemento a cui si sta lavorando in Italia in collaborazione con l’Unione europea è il miglioramento del comportamento aerodinamico della pala del rotore principale, con l’inserimento di elementi attivi (es. Active Gurney Flap), che consentono di diminuire la vibrazione di quest’ultimo e il rumore. “Anche su questo – conclude Nannoni – abbiamo ottenuto importanti risultati, anche in termini di prestazioni della macchina. Siamo inoltre riusciti ad estendere il ciclo di vita delle componenti con una conseguente riduzione dei costi nella manutenzione di lungo periodo”.