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Ispirazione dalla natura: nuovi modi per rendere il volo più efficiente e rinnovabile

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Fin dai primi giorni di volo, quando Otto Lilienthal studiò il volo degli uccelli per progettare i suoi primi alianti, il mondo dell'aviazione ha tratto ispirazione dalla natura.

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Oggi, con una crescente attenzione ai modi per rendere più efficiente il volo e ridurre le emissioni, i produttori e i progettisti stanno copiando i trucchi dal mondo naturale

Ad esempio, le Sharklet, montate sugli aerei Airbus A320neo, sono estensioni delle estremità alari che ricordano la pinna dorsale di uno squalo. Airbus sostiene che riducono in modo significativo le dimensioni del vortice alare, riducendo così la resistenza aerodinamica indotta e rendendo il volo più efficiente.

Restando in tema di squali, Lufthansa Technik, il ramo di Lufthansa Group che si occupa di manutenzione, riparazione e revisione, sta lavorando ad AeroSHARK, una "pellicola bionica che imita con successo la pelle degli squali e ottimizza il flusso d'aria". La pellicola riduce l'attrito e può far risparmiare carburante e quindi emissioni di CO2.

Airbus ha anche sperimentato il volo in formazione attraverso l'Atlantico, ispirandosi al modo di volare delle oche, per ricercare il potenziale di risparmio di carburante. Un altro progetto di Airbus è l'eXtra Performance Wing, per testare nuove tecnologie alari in parte ispirate al modo in cui gli uccelli si librano in volo e cambiano la loro forma alare

Oltre ad AeroSHARK, Lufthansa Technik ha un altro interessante progetto ispirato alla flora e alla fauna: AeroFLAX, come la pianta di lino. Nell'ambito del mese dell'innovazione di AeroTime, abbiamo incontrato Christian Seifert, product manager di AeroFLAX, per saperne di più.

Che cos'è AeroFLAX?

Tutti conosciamo il lino. Si usa per fare il lino e l'olio ricavato dai suoi semi, l'olio di lino, è molto nutriente. Ma come può essere utilizzato per le parti delle cabine degli aerei?

AeroFLAX è una combinazione di materiali a base di fibre di lino e resina biologica che Lufthansa Technik ha sviluppato con l'azienda svizzera Bcomp, sulla base del tessuto tecnico Amplitex. L'azienda tedesca di manutenzione e riparazione lo considera un sostituto rinnovabile e più leggero per le parti in fibra di vetro o in fibra di carbonio, come i pannelli delle pareti laterali e del soffitto

"Sono un artigiano. Mi piace lavorare con materiali naturali come il legno e adoro l'approccio al lino", spiega Seifert ad AeroTime in un'intervista. "Portare i materiali naturali in qualcosa di veramente high tech richiede uno sforzo molto elevato. Ma è molto interessante e credo che questa sia la strada da percorrere in futuro, perché non avrebbe senso rimanere su materiali fossili"

Può sembrare improbabile, ma oltre alla facilità di coltivazione della pianta, Seifert afferma che il tessuto di lino ha una densità molto bassa e buone proprietà meccaniche. Il tessuto pre-impregnato è rinforzato con nervature che aumentano la rigidità ma permettono anche di flettere il tessuto, in modo simile a come funzionano le venature sulle foglie. Combinandolo con una resina si ottiene un materiale che può ridurre il peso di un componente della cabina del 20% rispetto alle attuali parti in fibra di vetro.

In fase di sviluppo dal 2019, una delle grandi sfide per il team AeroFLAX è stata l'infiammabilità, perché la fibra naturale è altamente combustibile. Seifert ha detto che c'è voluto più di un anno di tentativi ed errori per ottenere la giusta combinazione di additivi ritardanti di fiamma per superare i test, uno dei quali prevede l'uso di bruciatori Bunsen (che tutti ricordiamo a scuola!) per bruciare il campione

Le compagnie aeree sono interessate?

I primi componenti realizzati con AeroFLAX non sono ancora stati certificati, ma Seifert ha dichiarato che ciò potrebbe avvenire nel 2023. Purtroppo, il solo fatto di produrre qualcosa con prodotti naturali non è sufficiente a catturare l'attenzione delle compagnie aeree commerciali, che devono pensare ai costi. Al momento l'AeroFLAX costa tre volte di più delle parti in fibra di vetro, perché il prodotto è ancora in fase di laboratorio e non di produzione su scala, anche se i costi scenderanno naturalmente una volta avviata la produzione

Per le compagnie aeree, il risparmio di peso è l'attrattiva principale, spiega Seifert, perché meno peso significa meno consumo di carburante e meno bollette. Un minor consumo di carburante significa anche minori emissioni.

"Credo di aver iniziato a parlarne nel 2019 e a quel punto tutti dicevano che era una cosa bella da fare, ma nessuno la pagava", ammette Seifert. "Ma quando abbiamo dimostrato di avere un materiale a base biologica e un potenziale di risparmio di peso del 20%, questa combinazione è risultata molto interessante per le compagnie aeree"

Ad esempio, Lufthansa Technik ha calcolato che la sostituzione di 40 pezzi di pareti laterali e di 150 coprisedili in una tipica cabina di un Airbus A320 consentirebbe di risparmiare una cifra media a due cifre di chilogrammi in termini di peso. Questo risparmio di peso potrebbe tradursi in un risparmio operativo annuale di oltre 3 tonnellate di carburante e di oltre 11 tonnellate di emissioni di anidride carbonica

Che aspetto ha?

Lufthansa Technik e Seifert sperano che un giorno l'intero rivestimento interno della cabina possa essere realizzato in AeroFLAX.

Nel rendering, si può vedere come i componenti di AeroFLAX potrebbero apparire nell'aeromobile se lasciati allo stato naturale. In realtà, i clienti delle compagnie aeree probabilmente vorrebbero dipingere o stampare qualcosa sulle parti per dare un aspetto più tecnologico, ha detto Seifert

Seifert ha parlato per la prima volta di AeroFLAX alla fiera degli interni AIX di Amburgo nel 2019. "Il design naturale non piaceva a nessuno", ha detto. Ma quando l'AIX è tornata dopo una pausa dovuta alla pandemia nel giugno 2022, il feedback è stato diverso. Secondo Seifert, l'idea di avere una finestra o un pannello incorporato nella parete laterale per intravedere il prodotto a base di lino dall'aspetto più naturale sottostante "ha suscitato molto interesse alla fiera"

Seifert afferma che Lufthansa Technik non è l'unica a studiare come utilizzare i compositi naturali. Bcomp, il partner del progetto AeroFLAX, ha molta esperienza nell'industria automobilistica.

"Sono molto felice che non siamo l'unica industria a occuparsi di questo tema. In questo momento si stanno svolgendo molte attività sui compositi naturali. E ne sono molto felice. Perché questo è un altro pezzo del puzzle che si inserisce in un volo e in una mobilità a zero emissioni di CO2"

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