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blog | Velivoli eVTOL: sfide tecniche, opportunità applicative e ruolo del motion |
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2 minuti di lettura

 Velivolo eVTOL in hovering

Di recente, il settore dell'aviazione si è occupato di aerotaxi elettrici, ridesharing aereo, consegna aerea di merci senza equipaggio e altro ancora. Tutti questi sistemi si basano su una classe di velivoli nota come eVTOL, acronimo di electric vertical takeoff and landing (decollo e atterraggio verticali elettrici).

Simili a un elicottero, ma che non producono rumore ed emissioni, gli eVTOL possono alzarsi in volo, librarsi e atterrare senza bisogno di una pista di atterraggio, aprendo la strada a nuove e versatili possibilità di trasporto. Con molti eVTOL in fase di progettazione e di proof-of-concept, questi velivoli leggeri e sostenibili cambieranno sicuramente il settore dell'aviazione in modo significativo.

Il mercato dei velivoli eVTOL promette di crescere molto rapidamente. Gli eVTOL offrono nuove opportunità per la mobilità aerea urbana, l'efficienza della catena di approvvigionamento, la risposta alle emergenze e altro ancora. Ecco perché molti produttori di eVTOL sono già in competizione per ottenere il successo nei mercati commerciali, civili e militari.

Sfide tecniche

Gli eVTOL sono un nuovo tipo di veicolo. Poiché utilizzano motori elettrici, i progetti eVTOL possono essere molto più flessibili rispetto agli elicotteri con rotori alimentati da motori a combustione interna. Ad esempio, in molti progetti di eVTOL sono integrati motori che consentono alle ali di muoversi in modo che le eliche sollevino il velivolo da terra e ruotino in avanti per spingerlo verso la destinazione. Il motion è fondamentale per la progettazione di questi velivoli, poiché la struttura alare cambia per spostare il velivolo in verticale o in orizzontale.

Oltre ai motori che alimentano le eliche, gli eVTOL richiedono un tipo di motore elettrico molto specifico per orientare il sistema di propulsione elettrica e per muovere gli alettoni, i timoni e gli elevatori che controllano la direzione e l'assetto dell'aereo. Potrebbero essere necessari una dozzina o più di motori, il che impone di privilegiare tecnologie compatte, leggere e potenti che non appesantiscano l'aereo con pesi inutili o ne compromettano il design aerodinamico. Questi requisiti richiedono motori frameless con una densità di coppia molto elevata, personalizzati per soddisfare le esatte prestazioni e le specifiche di adattamento di ogni applicazione.

Quando i produttori dovranno progettare un modello efficace per poi produrlo in serie, avranno bisogno di un partner in grado di prototipare e creare motori elettrici ottimizzati per azionare i sistemi di attuatori che controllano l'orientamento delle ali e delle eliche, le superfici di controllo del volo e altri sistemi. Una volta finalizzato il progetto, i costruttori di eVTOL devono affidarsi al loro fornitore di sistemi motion che deve essere in grado di scalare la produzione di questi motori specializzati in modo rapido ed economico per soddisfare la domanda.

Opportunità applicative

Gli eVTOL diventeranno probabilmente di uso comune e frequente per spostare persone e merci in modo flessibile ed efficiente dal punto di vista energetico, a complemento degli aerei ad ala fissa e delle modalità di trasporto a terra. Le grandi compagnie aeree, i trasportatori di merci e decine di nuove startup investono in questi piccoli aerei a propulsione elettrica, che non richiedono piste o strade e pensano di poter servire meglio i clienti, sostenendo al contempo le iniziative ambientali, sconfiggendo la congestione stradale, operando in modo più efficiente e generando nuovi flussi di reddito.

Immaginate, ad esempio, la possibilità di far volare i passeggeri dall'aeroporto John F. Kennedy di New York per prendere una coincidenza al LaGuardia: un viaggio a corto raggio che richiederebbe un'ora di treno o di strade congestionate, ma meno di 10 minuti con un eVTOL. Oppure immaginate di consegnare merci al dettaglio, pezzi di ricambio e altri carichi direttamente dal magazzino a qualsiasi punto di una grande città in pochi minuti, senza ritardi a causa del traffico.

Se l'obiettivo principale degli eVTOL è quello di spostare persone e merci in modo rapido e sicuro, un altro vantaggio fondamentale è la loro efficienza. Per la maggior parte i trasporti terrestri sono ancora basati sui combustibili fossili, e lo saranno ancora per diversi anni. La congestione del traffico peggiora esponenzialmente l'inquinamento creato dai veicoli a terra. I turboreattori, i turboelica e gli altri velivoli basati sui combustibili fossili, oltre a essere limitati dalla necessità di piste di atterraggio, sono costosi da produrre, rumorosi e le loro emissioni causano danni alla qualità dell'aria locale e al clima globale.

Gli aerei elettrici, invece, offrono alle aziende una nuova e unica opportunità di migliorare la velocità e l'efficienza su rotte molto più flessibili, fino a circa 160 km, senza danneggiare l'ambiente.

Il ruolo del motion e di Kollmorgen

Le opportunità degli eVTOL stanno prendendo piede tra i produttori, ma le principali autorità aeronautiche internazionali non hanno ancora emanato le normative definitive. Si prevede che gli eVTOL non spiccheranno il volo prima del 2025 a livello commerciale e del 2028 nelle aree urbane; ma per far sì che questi velivoli siano pronti per allora, i produttori devono lavorare oggi per progettarli e sviluppare la capacità di costruirli in modo efficace ed efficiente. È qui che entra in gioco Kollmorgen.

Per entrare sul mercato è necessario dimostrare che gli eVTOL possono operare in sicurezza. I costruttori sono alla ricerca di prodotti e produzioni affidabili, tra cui motori frameless appositamente costruiti che riducono al minimo il peso e le dimensioni per adattarsi a specifiche di installazione, massimizzando al contempo la densità di coppia e l'affidabilità operativa in tutte le condizioni di volo. I progettisti e i costruttori di eVTOL devono inoltre sapere che i loro fornitori di motori offrono una qualità e un'affidabilità costanti del prodotto, capacità produttive e un supporto ingegneristico sostenibile e a lungo termine.

Kollmorgen è un produttore di fiducia di motori frameless ideali per l'aviazione elettrica, con una comprovata esperienza ventennale nella fornitura di motori all'esercito USA per l'uso nei suoi programmi di droni. Con le loro complesse caratteristiche di controllo del volo, gli eVTOL possono richiedere molti motori frameless, spesso con prestazioni e specifiche di forma molto diverse. Prototipare, produrre e scalare la produzione di una tale quantità e varietà di motori non è un compito da poco, ma Kollmorgen è pronta ad affrontarlo.

Gli eVTOL possono essere nuovi per molti, ma la progettazione e la produzione di motori per l'aviazione sono una competenza fondamentale e persino una passione per Kollmorgen. In un mercato emergente, caratterizzato da una concorrenza agguerrita, le competenze ingegneristiche specifiche di Kollmorgen nel settore aerospaziale e il suo know-how produttivo possono fare la differenza per ridurre i rischi e accelerare lo sviluppo di progetti innovativi di eVTOL. Kollmorgen è in grado di ottimizzare i motori frameless per ottenere l'adattamento e le prestazioni ideali in ogni applicazione, fornendo una prototipazione rapida, un rapido passaggio alla produzione completa, una fornitura e un'assistenza affidabili.

I motori frameless estremamente affidabili di Kollmorgen sono insuperabili per densità di coppia con ingombro ridotto, efficienza elettromeccanica e qualità assicurata. L'esperienza ingegneristica, i processi produttivi ottimizzati, la consegna globale e l'assistenza a lungo termine di Kollmorgen sono la vostra garanzia di successo. Tutti questi vantaggi sono dimostrati da decenni nel mercato degli UAV militari, e siamo pronti a fornirli per la prossima generazione di velivoli elettrici per contribuire a realizzare la promessa di un transito più sicuro, più pulito e più efficiente di persone e merci.

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