La visione dell'UE per il 2050 per l'aviazione è quella di rendere l'Europa un leader mondiale nei prodotti e servizi dell'aviazione sostenibile, soddisfacendo al contempo le esigenze dei suoi cittadini e della società. A tal fine, si è prefissato un obiettivo estremamente sfidante:ridurre il consumo energetico degli aerei e la CO ₂ emissioni per passeggero-chilometro del 75% entro il 2050.

Però, questo obiettivo non sarebbe fattibile se l'industria aeronautica si affidasse esclusivamente ai miglioramenti incrementali delle tecnologie all'avanguardia. Parte della riduzione deve essere ottenuta attraverso nuove tecnologie radicali, a cui si è rivolto il progetto ULTIMATE, finanziato dall'UE, nella sua durata di 3 anni.

"Per raggiungere l'obiettivo di riduzione del 75%, si stima che l'ultimo 18% dovrà provenire da una tecnologia rivoluzionaria sviluppata all'interno di ULTIMATE, "dice Tomas Grönstedt, professore alla Chalmers University of Technology in Svezia e coordinatore del progetto, in un recente comunicato stampa.
Attraverso il suo lavoro, il progetto ha cercato di affrontare le tre principali fonti di perdita di energia nei motori aeronautici esistenti:irreversibilità del combustore, nucleo di calore di scarico e bypassare l'energia cinetica di scarico. Insieme, questi sono responsabili di oltre l'80% delle perdite complessive di energia. Gli otto concetti di motore presentati al Farnborough International Airshow 2018 rappresentano le soluzioni ad alta efficienza energetica di ULTIMATE.

Otto progetti aeronautici innovativi in ​​mostra

Due progetti sviluppati ruotano attorno al concetto di nuclei preraffreddati e combustione a detonazione pulsata. Come descritto sul sito web del progetto, "pre-raffreddare il flusso del nocciolo prima della combustione a detonazione, migliora il rendimento volumetrico, consente maggiori rapporti di pressione di combustione, riduce il rischio di pre-accensione e riduce i requisiti di raffreddamento del motore." I partner del progetto hanno proposto un progetto per i voli all'interno dell'Europa e una variante che utilizza turboventole orientate per i voli a lungo raggio.

ULTIMATE ha sviluppato tre concetti di motore avanzati. Il primo, un rotore aperto con ciclo di cimatura a disco nutante, combatte le inefficienze dei componenti delle centrali elettriche a rotore aperto attraverso l'introduzione di cicli di topping. Gli altri due concetti del team includono un turbofan con un ciclo di fondo a circuito chiuso e un turbofan che combina un ciclo di fondo dell'aria a circuito aperto con un ciclo di cimatura a disco nutante, intercooler e combustione secondaria. I progetti propongono soluzioni con maggiore potenza specifica del core, peso ridotto della centrale e maggiore efficienza termica.

Il concetto di ingresso adattivo ultrasottile proposto dal progetto offre una potenziale soluzione per migliorare il funzionamento dei motori turbofan con rapporto di bypass ultra elevato dotati di gondole ultrasottili e ultracorte.

Ancora un altro contributo è un concetto di recuperatore di fluido secondario in cui sono stati installati due scambiatori di calore all'interno del nucleo del motore. Finalmente, il motore a ciclo composito sviluppato dai partner combina una turbina a gas convenzionale con soluzioni di motori a pistoni.

"Ora siamo sulla buona strada per far maturare queste tecnologie a TRL 2 (Technology Readiness Level), "dice Gronstedt.

A seguito di questi successi, saranno formate strategie per sviluppare le tecnologie ULTIMATE (Ultra Low Emission Technology Innovations for Mid-Century Aircraft Turbine Engines) in prodotti e commercializzarli. Queste strategie serviranno anche come tabelle di marcia per la futura ricerca europea sulla propulsione e l'aviazione.