In un’enorme galleria del vento a Modane (Savoia, Francia), Safran ha iniziato a testare la prossima generazione di motori a reazione, con l’obiettivo di ridurre significativamente il consumo di carburante, un fattore chiave nella decarbonizzazione dell’aviazione. Poiché il settore dell’aviazione si è impegnato a raggiungere la neutralità delle emissioni di carbonio entro il 2050, l’efficienza dei motori potrebbe rappresentare il 20% dei guadagni previsti e l’uso di carburanti sostenibili la metà.
Safran
Per raggiungere questo obiettivo, Safran e il suo partner americano General Electric, attraverso la joint venture CFM International, si stanno concentrando sul progetto Rise (Revolutionary innovation for sustainable engines). Mobilitando più di 1.000 ingegneri in ciascun gruppo, Rise mira a preparare le tecnologie per un futuro motore destinato ad alimentare i successori dell’Airbus A320 e del Boeing 737 nel 2035.
Per quanto riguarda la Francia, l’investimento è di circa un miliardo di euro, di cui diverse centinaia di milioni da parte del governo francese. “Il progetto ci metterà sulla linea di partenza per le competizioni che i costruttori di aerei lanceranno nel 2028-2029, con tecnologie che tutti noi avremo portato a maturazione“, spiega Eric Dalbiès, responsabile della ricerca e della tecnologia di Safran. Queste includono l’ibridazione elettrica del motore, i materiali compositi, le leghe metalliche resistenti a temperature molto elevate e la stampa 3D.
Architettura a ventola aperta
Nella galleria del vento S1MA dell’Office national d’études et de recherches aérospatiales (Onera) di Modane (Savoia), abbastanza potente da riprodurre la velocità di crociera di Mach 0,8 (988 km/h) di un aereo di linea, Safran sta testando la principale innovazione tecnologica che spera di raggiungere: un’architettura a “ventola aperta”.
Al centro di un tubo di 8 metri di diametro, attraverso il quale scorre il flusso d’aria accelerato, si trova una ventola del motore in scala 1/5, una sorta di grande elica dotata di pale. A differenza degli attuali motori a reazione, però, non è coperta, cioè non ha una gondola che la circonda. La sfida consiste nell’aumentare il rapporto di bypass del motore, “il rapporto tra la quantità d’aria che passa attraverso l’elica e che genera la maggior parte della spinta del motore, e la quantità d’aria che passa attraverso la camera di combustione in cui viene bruciata la paraffina“, spiega Pierre Cottenceau, Direttore Tecnico di Safran Aircraft Engines.
Per ottenere questa efficienza propulsiva, “l’elica deve essere il più grande possibile“, concorda Eric Dalbiès. Ma il peso di una gondola attorno al motore, necessariamente più grande e più pesante, annullerebbe questo guadagno. Da qui la decisione di fare a meno della gondola. Il rapporto di bypass è passato da uno per i primi motori a turbogetto a 10 per i motori Leap che equipaggiano la maggior parte degli A320 e tutti i Boeing 737.
Rise, Safran e GE
Con Rise, Safran e GE sperano di “andare ben oltre un rapporto di bypass di 50” e quindi di consumare meno carburante per spingere l’aereo. Rise mira a ridurre il consumo di carburante del 20%. “I test aerodinamici e acustici ci permetteranno di convalidare le scelte tecniche fatte per la progettazione della pala e di ricalibrare i modelli di modellazione“, spiega Pierre Cottenceau.
Con la sua grande ventola, il futuro motore avrà un diametro di quattro metri, il doppio di quello degli attuali motori a reazione a corridoio singolo. Anche l’architettura degli aerei del futuro dovrà essere ripensata: Rise sarà troppo grande per essere montato sotto le ali.
O le ali dovranno essere fissate alla parte superiore della fusoliera, anche a costo di sostenerle con dei tiranti, come previsto dal progetto X-66A di Boeing e NASA, oppure i motori dovranno essere montati sui lati nella parte posteriore della fusoliera. Da qui ad allora saranno necessarie più di 200 ore di prove in galleria del vento, seguite da “prove a terra del motore nel 2025-2026 e prove di volo un anno dopo“, secondo Pierre Cottenceau. Rise sarà poi montato sotto l’ala di un A380 di prova, l’aereo gigante di Airbus.
