REPORT DI MONITORAGGIO CIVICO
Propulsione e sistemi ibridi per velivoli ad ala fissa e rotante

Inviato il 4/06/2020 | di LVTierS | @LVTiers

Descrizione

La nostra ricerca ha come obiettivo l’indagine sul progetto PROSIB, PROPULSIONE E SISTEMI IBRIDI PER VELIVOLI AD ALA FISSA E ROTANTE, realizzato dalla LEONARDO spa in collaborazione con enti di ricerca e Università dislocati nelle regioni Piemonte, Lombardia, Campania e Puglia. Il progetto, che si colloca nell’Asse II Progetti tematici del PON FESR RICERCA E INNOVAZIONE, ha come obiettivo lo studio preliminare dei sistemi di propulsione di velivoli VTOL (vertical takeoff and landing) e EVTOL (Electric vertical takeoff and landing) alla ricerca di soluzioni ai principali problemi posti dai sistemi propulsivi elettrici e ibridi.
Non abbiamo potuto visionare documenti direttamente rilasciati dall’azienda, ma abbiamo avuto piena disponibilità ad incontrare in più occasioni il Responsabile del progetto, l’Ing. Michele Arra. In un primo incontro presso il nostro istituto, l’Ing. Arra ci ha tenuto una vera e propria lezione sulla fisica dei motori ibridi ed elettrici e sulle problematiche ad essa inerenti. In un secondo incontro, siamo stati accolti in due delle sedi varesine della Leonardo, e abbiamo potuto affacciarci sul sistema organizzativo dell’azienda relativamente al montaggio di velivoli ad ala rotante. Abbiamo quindi cercato di farci un’idea di quale sia la domanda che sta alla base del PROSIB e quali siano i suoi principali obiettivi. Ci è parso importante collocare il progetto della Leonardo
• nell’ambito degli obiettivi del PON FESR Ricerca & Innovazione;
• nel contesto della UAM (Urban Air Mobility), i sistemi di trasporto urbano atti a movimentare in modo pulito ed efficiente persone e cose nel traffico interno e da o verso le città e
• individuare possibili scenari per il nostro paese e per il nostro territorio.

Secondo l’edizione 2019 del 2020 Global Aerospace and Defense Industry Outlook pubblicato da Deloitte, i settori più promettenti per il futuro dell’Aerospazio sono proprio quelli della propulsione elettrica e della mobilità aerea urbana. Negli ultimi decenni gli aeromobili hanno innalzato rapidamente l’efficienza dei consumi, spingendo molte compagnie verso la ricerca nella tecnologia dei motori elettrici al fine di ridurre le emissioni di CO2 e rendere i velivoli più silenziosi. Queste nuove tecnologie di propulsione elettrica o ibrida sono alla base degli ecosistemi di Mobilità aerea urbana. Le aspettative sono quelle di una crescita robusta dei veicoli UAM per il trasporto passeggeri o merci. Sono però ancora molte le criticità che tale sfida pone: il quadro normativo che deve regolare il volo aereo senza pilota, le infrastrutture necessarie per integrare la mobilità aerea con altri tipi di mobilità, le questioni relative alla sicurezza del volo, l’accettazione di questi nuovi sistemi di trasporto da parte della popolazione e, infine, l’efficienza dei motori elettrici per permettere l’autonomia di volo ricercata.
Il progetto PROSIB, che vede la Leonardo spa come capofila, intercetta quindi
• l’esigenza dell’azienda di modificare le sue strategie investendo nei settori correlati alla UAM,
• l’interesse dell’Unione Europea nel sostenere la transizione verso la decarbonizzazione della propria economia,
• l’interesse dello Stato italiano e del MIUR a migliorare il match fra aziende e professionalità della ricerca per incrementare la permeabilità tra due mondi – quello delle istituzioni scientifiche pubbliche e quello della ricerca industriale, attuando la filosofia dell’innovazione detta “coopetition” anche tra gli istituti di ricerca.

Il PON Ricerca & Innovazione ha come finalità di fondo quella di potenziare le infrastrutture della ricerca nel Meridione, offrire occasioni di rientro dei cosiddetti “cervelli in fuga”, promuovere la collaborazione fra imprese e soggetti internazionali di eccellenza e le Università del Mezzogiorno, per attivare percorsi di ricerca con una forte caratterizzazione industriale e superare la marginalità di queste aree del paese. Il PROSIB richiede, infatti, competenze ad alto tasso di innovazione perché, come ha sottolineato più volte l’Ing. Arra, alcuni dei problemi legati alla costruzione di batterie affidabili ed efficienti costituiscono ancora una grande sfida tecnologica.
Come si è detto, il progetto è in linea con gli obiettivi strategici indicati dalla Commissione Europea.
Con il programma Horizon 2020-TRANSPORT, 2018-2020 e la sfida sociale 4 “Smart, Green and Integrated Transport” la Commissione Europea aveva posto l’obiettivo di rafforzare la competitività delle industrie del trasporto, realizzando un sistema di trasporto europeo efficiente sotto il profilo delle risorse, compatibile con l’ambiente e il clima, sicuro e integrato. Il Green Deal, la nuova strategia di crescita europea, si intende tagliare drasticamente le emissioni, creare nuovi posti di lavoro attraverso ingenti investimenti in ricerca, innovazione e tecnologie verdi e mantenere e rafforzare la leadership europea nel settore dell’aeronautica. Il trasferimento in aria di una porzione del traffico urbano viene presentata qui come una strategia atta a ridurre le emissioni e il congestionamento del traffico nelle metropoli.
In sintesi, gli obiettivi del progetto sembrano essere coerenti con i programmi europei:
1. migliorare la fluidità del traffico urbano;
2. migliorare la qualità dell’aria cittadina;
3. aprire un nuovo orizzonte di business in un mercato promettente, quando il business degli elicotteri potrebbe aver raggiunto quasi tutti i possibili traguardi;
4. valorizzare e potenziare le infrastrutture di ricerca e il capitale umano nelle aree meno competitive come quelle del Mezzogiorno. Il progetto attiva peraltro la fascia alta della ricerca, che non riguarda direttamente lo sviluppo del prodotto, ma la soluzione dei problemi che lo renderanno possibile. Come anticipato, ci hanno spiegato che la principale ‘strozzatura’ è rappresentata dall’energia necessaria per far volare velivoli in grado di trasportare merci e persone. Il passaggio dal kerosene all’elettrico pone problemi che non sono ancora stati pienamente risolti, ma gli sviluppi incoraggiano ulteriori sforzi e investimenti.
Resta anche aperto il problema di reperire, dovunque essi si trovino nel mondo, fornitori, o meglio partner, che abbiano le competenze utili ad esplorare, insieme alla Leonardo, sentieri non ancora battuti. Le relazioni e l’operatività con i partner italiani, il Centro Italiano di Ricerche Aerospaziali (CIRA S.C.p.A.), un organismo intermedio tra università e industria, il Politecnico di Torino, l’Università Federico II di Napoli e le Università degli Studi di Pisa e di Palermo vengono definite dall’azienda pienamente soddisfacenti. Noi stessi abbiamo reperito sul web alcuni esempi di bandi delle Università di Napoli e di Palermo per la ricerca di figure professionali ad alta qualificazione scientifica. Il bando della Federico II in scadenza il 27 aprile 2020 è volto a selezionare un dottore di ricerca in ingegneria industriale per la “Modellazione e definizione di configurazioni parametrizzate di cabine di velivoli mediante software CAD 3D”. L’università di Palermo, invece, con un bando del maggio 2019 ricercava laureati in discipline scientifiche per lo “Sviluppo di azionamenti elettrici innovativi per velivoli elettrici”. Abbiamo inoltre trovato in rete un paper, pubblicato il 30 settembre del 2019, dal titolo Investigation on Metal–Oxide Graphene Field-Effect Transistors With Clamped Geometries, in cui vengono riportati gli esiti di una ricerca condotta da un pull internazionale di istituti di ricerca e università con sede in Korea, Germania e Italia (Pisa e Palermo). Lo studio è stato anch’esso finanziata attraverso il PON ARS01_00297 ovvero il “PROSIB - PROpulsione e Sistemi IBridi per velivoli ad ala fissa e rotante”.
Le nostre piccole scoperte ci hanno reso più concreto il modo con il quale il Programma operativo R&I trasferisce risorse e valorizza competenze in alcune aree del paese, facendole dialogare con le eccellenze industriali italiane.

Avanzamento

Il Responsabile del PROSIB, Ing. Arra, durante l’intervista rilasciata il 20 febbraio scorso nella sede Leonardo di Cascina Costa, ha affermato che il progetto, che ha durata due anni, per la parte elicotteristica, è stato completato per il 60% circa. Lo stato di avanzamento è in linea con quanto pianificato dal cronoprogramma, piano delle azioni che si sta rispettando fedelmente. La conclusione del progetto è prevista per il gennaio 2021.

Risultati

Non è stato possibile valutare l’efficacia dell’intervento - Es. il progetto non ha ancora prodotto risultati valutabili

Il progetto è nella fase conclusiva e la valutazione dell’azienda è del tutto positiva. A parere dell’Ing. Arra il progetto, che, ricordiamo, non ha finalità di prodotto ma di studio di realizzabilità del prodotto, ha avuto fino ad ora esiti molto soddisfacenti che incoraggiano l’azienda a continuare l’impegno nel settore.
Abbiamo chiesto se ci si possa aspettare dal progetto un impatto positivo in termini occupazionali sul nostro territorio o per il paese. Arra afferma che, qualora questa prima fase propedeutica portasse alla progettazione del prodotto e al ciclo di realizzazione e commercializzazione dello stesso, allora potremmo dire che dal programma si sono potute creare nuove opportunità di lavoro offrendo nuove soluzioni per ridurre l’inquinamento acustico e le emissioni di velivoli con una straordinaria duttilità di impiego.

Punti di debolezza

Secondo l’azienda, non sono state riscontrate difficoltà nell’attuazione e realizzazione del progetto monitorato; l’istruttoria, la selezione e le procedure sono risultate agevoli ed efficaci per garantire l'ottimale attuazione del progetto stesso.
Un elemento di criticità è stato però rilevato nei vincoli che il bando pone per reperire le competenze innovative all’interno di un determinato territorio. Il Responsabile del progetto ha più volte ribadito che proprio l’estrema innovatività delle soluzioni richieste impone di cercare le competenze necessarie là dove esse si possono trovare. Delimitare l’ambito della ricerca può costituire un serio ostacolo. Una parte importante di tempo ed energia è stata utilizzata proprio nella ricerca delle competenze in questione.

Punti di forza

Il progetto monitorato ha aperto scenari a noi del tutto sconosciuti. Abbiamo scoperto che, in molte parti del mondo, le ‘metropoli intelligenti’, le cosiddette Smart Cities, si stanno attrezzando o sono già partite con i piani della Urban Air Mobility.
In Europa, già nel maggio 2018, erano numerose le città che si erano inserite nell’iniziativa UAM lanciata dalla Commissione e parte della European Innovation Partnership in Smart Cities and Communities (EIP-SCC). Le città europee e le comunità locali sono state invitate, a creare le condizioni pubbliche e infrastrutturali per realizzare soluzioni integrate di mobilità intelligente, sia aerea che terrestre, promuovere lo sviluppo di tecnologie nuove ed ecosostenibili e i corrispondenti nuovi modelli di business. Molte città (fra le quali Ginevra, Amburgo, Ingolstad, Plovdiv, Ghent, Brussels, Enshede, Munster, Antwerp, Tolosa e le MAHHL cities, Maastricht, Aachen, Hesselt, Herleen, Liège) hanno prontamente aderito, ma nell’elenco non compariva alcuna città italiana. Nell’aprile del 2019, invece, Torino si è vista assegnare dalla Commissione europea il ruolo di guida del gruppo di "testing" di mobilità area della UAM, con l’obiettivo di creare regole che permettano la sperimentazione sicura in ambiente urbano.
Nello scorso novembre a Milano durante l’evento Citytech, Ripensare il paradigma della mobilità per le città del terzo millennio la Nexa Advisors, uno dei partner organizzatori della manifestazione, ha presentato una ricerca di mercato volta a mostrare la domanda potenziale, servizi e modelli di business, l’indotto industriale e le ricadute del settore UAM. Lo studio ha preso in esame 74 città del mondo per fare una graduatoria di quelle più adatte a implementare la mobilità aerea urbana. Milano si è posizionata al 27° posto.
A dicembre dello scorso anno Enac (l’Ente nazionale per l’aviazione civile) e il Ministero per l’Innovazione Tecnologica e Digitalizzazione hanno firmato un protocollo per l’avvio del progetto di Urban Air Mobility “Innovazione e Mobilità”. L’accordo siglato è volto alla costruzione dell’U-space, uno spazio areo dedicato a velivoli per implementare soluzioni di mobilità volte a mitigare il problema della congestione da traffico urbano. In una lunga intervista di Michela della Maggesa il presidente di ENAC, Nicola Zaccheo, ha illustrato la strategia da cui nasce l’accordo: coordinare tutti i soggetti coinvolti, privati e pubblici e creare le condizioni per la definizione e attuazione di nuovi modelli di mobilità sostenibile al fine di migliorare il trasporto di persone e beni e rendere le città più attrattive e competitive.
Sembra quindi che anche il nostro paese si sia inserito nel piano europeo. La Leonardo, insieme a ENAV e Telespazio, collabora con ENAC nella individuazione dei nuovi protocolli di sicurezza, in particolare, per la registrazione, identificazione e gestione del traffico dei droni. Inoltre, la Leonardo ha acquisito, il 26 marzo scorso, l’autorizzazione per la formazione sui droni elicottero, formazione che erogherà presso la Leonardo Training Academy di Sesto Calende in provincia di Varese. Ci pare quindi che la Leonardo sia, a vario titolo, molto impegnata nel settore droni.
Tornando al protocollo UAM fra Governo ed Enac, della metodologia di intervento ci ha colpito l’introduzione dei “living labs”: si intenderebbe, infatti, coinvolgere i cittadini perché si esprimano su tutte le fasi del progetto. Sembra esserci, infatti, un rilevante problema di accettabilità sociale dei nuovi sistemi di mobilità. Uno studio dal titolo “Factors affecting the adoption and use of urban air mobility”, pubblicato a febbraio 2020 sulla rivista Trasportation Research Part A: Policy a Practice, mostra come la percezione degli utenti sul senso di queste nuove politiche di trasporto aereo e sui tempi in cui verranno implementate sia connotata da un notevole scetticismo: molti dei soggetti coinvolti nella rilevazione ritengono che i nuovi sistemi per il trasporto intraurbano non saranno mai adottati o lo saranno fra molto tempo.
Il risultato non ci stupisce. Noi del team, i nostri coetanei, gli insegnanti, i nostri genitori, cui abbiamo raccontato informalmente la nostra ricerca, hanno dimostrato una certa sorpresa scoprendo che la Urban Air Mobility potrebbe fra qualche tempo interessare anche il nostro territorio così contiguo alla metropoli milanese. Qualcuno ha evocato scenari alla Blade Runner e questo ci ha fatto comprendere l’importanza informare la cittadinanza, magari anche condividendo i risultati della nostra piccola ricerca. Purtroppo, l’evento pubblico con amministratori ed esperti di smart cities da noi organizzato per la Settimana dell’Amministrazione aperta e previsto per sabato 7 marzo non si è potuto tenere per via dell’emergenza Covid-19. Obiettivo dell’incontro era creare un confronto tra esperti, personalità istituzionali, studenti e genitori, presentare il monitoraggio del progetto PROSIB, Propulsione e sistemi ibridi per velivoli ad ala fissa e rotante per delineare prospettive sugli scenari UAM. Si prevedeva l’intervento dell’ing. Michele Arra, Coordinatore del progetto presso la Leonardo spa, l’Ing. Stefano Macchi, esperto di Smart City e mobilità e l’Arch. Serena Righini, Assessore alla Programmazione e sviluppo del territorio, Area metropolitana, Mobilità, Politiche ambientali, Smart city, Progetti di trasformazione e riqualificazione urbana del Comune di Gorgonzola (MI). Non c’è stato l’incontro ma abbiamo preparato le interviste agli esperti e programmato una videoconferenza con la classe.
Non si farà neppure l’evento conclusivo del progetto ASOC, ma delle nuove tecnologie e dell’impatto che esse potranno avere sulle nostre vite è necessario parlare. Certamente sarà importante avere tutte le assicurazioni circa la sicurezza di questi nuovi sistemi di mobilità, ma dovremmo porci domande anche di più ampio respiro: come saranno le nostre città, come saranno i nuovi skyline, che cosa vedremo dalle finestre di uffici e palazzi, che impatto avranno sulle nostre vite?
Insomma, prendere parte alla discussione, affrontare i problemi etici e socio-economici connessi con queste innovazioni è necessario.
E divenirne consapevoli ci è piaciuto. Non discuterne sarebbe come sotterrare il capo e lasciare che le cose avvengano… SOPRA LE NOSTRE TESTE.

Rischi

Il progetto sembra avviarsi senza intoppi alla sua fase conclusiva. Valutare la sua piena efficacia è però un’impresa davvero difficile, vorrebbe dire saper valutare se e come il progetto ha offerto un contributo per rafforzare il sistema della ricerca e dell’innovazione nel Mezzogiorno. Riteniamo però che l’obiettivo sia davvero importante per il paese.
Per sapere, inoltre, se i problemi tecnici sono stati effettivamente risolti dovremo attendere la produzione dei nuovi velivoli VTOL o EVTOL della Leonardo.
L’unico rischio che riusciamo a individuare è quello che le potenzialità derivanti dai risultati del progetto non trovino adeguati impegno e investimenti per lo sviluppo da parte dell’azienda e del sistema industriale nel suo complesso. Ci pare che l’eventualità sia molto remota.

Soluzioni e Idee

Le soluzioni proposte per il progetto monitorato atte a migliorare l’ambito industriale riguardano una maggiore flessibilità nel localizzare l’intervento e il supporto, così che i finanziamenti siano meno vincolati dalla regione e si possa accedere alle competenze dove si trovano. Nell’ambito del progetto è inoltre essenziale la collaborazione tra centri di ricerca e industria, poiché permette di unire competenze e focalizzazione verso il prodotto.

L'INDAGINE

Come sono state raccolte le informazioni?

  • Raccolta di informazioni via web
  • Visita diretta documentata da foto e video
  • Intervista con l'Autorità di Gestione del Programma
  • Intervista con gli utenti/beneficiari dell'intervento
  • Intervista con i soggetti che hanno o stanno attuando l'intervento (attuatore o realizzatore)

Ingegnere Michele Arra, Responsabile del progetto per la Leonardo s.p.a.

Domande principali

1. Quali sono state le condizioni al contorno che hanno facilitato o frenato lo svolgimento del progetto?
2. Alla luce degli esiti fino a qui ottenuti quali azioni di miglioramento ritiene utili introdurre?

Risposte principali

1. Secondo l’ing. Arra, la condizione che ha facilitato l’attuazione del progetto è che il suo ambito di ricerca si colloca in un settore dalle prospettive di crescita molto promettenti. Ci troviamo forse in un momento decisivo nell’evoluzione dei sistemi di mobilità del futuro. In particolare, l’interesse si concentra sulle macchine ad ala rotante. Sul progetto vi erano quindi importanti aspettative che ne hanno favorito la realizzazione.
Fra le difficoltà che hanno costituito la sfida più impegnativa, ci sono quelle legate alla grande innovatività del progetto. La ricerca delle necessarie competenze, che spesso si trovano a cavallo fra campi differenti, ha richiesto un importante investimento di tempo ed energie.
2. Secondo l’Ing. Arra, in considerazione degli esiti fino a qui ottenuti, un elemento di miglioramento potrebbe essere quello di garantire all’ente capofila una maggiore flessibilità nell’allocazione delle risorse per migliorare l’efficienza delle azioni e offrire migliori condizioni per ottenere i risultati attesi. Porre meno vincoli potrebbe essere un fattore proattivo nelle dinamiche di coopetition fra le aziende e gli enti di ricerca coinvolti nel progetto.