Il primo aereo con equipaggio a idrogeno liquido al mondo decolla
World's first crewed liquid hydrogen-powered aircraft takes off
In un aeroporto relativamente piccolo e poco appariscente di Maribor, in Slovenia, la startup tedesca di propulsione a idrogeno H2FLY ha silenziosamente lavorato per raggiungere un importante traguardo nell’aviazione a emissioni zero durante l’estate. E tutto il duro lavoro ha dato i suoi frutti, con il completamento con successo dei primi voli pilotati al mondo alimentati a idrogeno liquido.
Prima che gli appassionati di storia dell’aviazione dicano “ma cosa ne è stato del Tupolev Tu-155?”, sì, i sovietici hanno sperimentato l’idrogeno liquido come carburante 35 anni fa, ma solo per uno dei tre motori. Al contrario, l’HY4 di H2FLY è stato ora operativo utilizzando solo idrogeno liquido (piuttosto che quello gassoso) come carburante, affidandosi esclusivamente all’alimentazione a celle a combustibile a idrogeno per l’intero volo.
Giovedì, questo reporter di TNW era presente per il quarto di una serie di voli di prova. L’evento ha segnato il culmine del progetto HEAVEN, una partnership finanziata dall’UE che si propone di dimostrare la fattibilità dell’utilizzo di idrogeno liquido criogenico negli aeromobili. (Questo è l’acronimo di High powEr density FC System for Aerial Passenger VEhicle fueled by liquid HydrogeN, solo per tua informazione.)
Idrogeno liquido vs idrogeno gassoso come carburante per aeromobili
Mentre il volo dimostrativo di ieri è durato circa 10 minuti, qualche giorno prima, l’HY4 e i suoi due piloti sono rimasti in aria per 3 ore e 1 minuto, un’impresa che ha richiesto 10 kg di idrogeno. Utilizzando la capacità di stoccaggio completa dell’aeromobile di 24 kg, potrebbe rimanere in volo per 8 ore.
“È davvero incredibile, è il perfetto lavoro di squadra che prende vita”, ha detto uno dei piloti, Johannes Garbino-Anton, dopo il volo. Ha aggiunto che la tecnologia “funziona perfettamente” e che la differenza più grande rispetto a un normale aeromobile è la mancanza di vibrazioni e rumore. E, la mancanza di emissioni di anidride carbonica.
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Il sistema di propulsione di H2FLY è composto da stoccaggio di idrogeno, un convertitore di energia a celle a combustibile da 120 kW e un motore elettrico. In totale, questa estate è stata l’ottava campagna di test di volo di H2FLY. L’HY4 a idrogeno ed elettrico vola dal 2016, ma la svolta di quest’estate consiste nell’operare l’aereo con idrogeno liquido, anziché idrogeno come gas.
L’idrogeno liquido ha una densità energetica maggiore rispetto al suo omologo gassoso. Ciò significa che richiede pesi e volumi del serbatoio significativamente inferiori. Nel mondo dei trasporti aerei, specialmente quando si adattano gli aerei esistenti, ciò significa non dover eliminare così tanti posti passeggeri o ridurre lo spazio di carico, ossia il payload.
Ma forse ancora più significativo, sblocca una portata molto maggiore. Per l’aereo di test HY4, ciò significa 750 km con idrogeno gassoso rispetto a 1.500 km con idrogeno liquido, ovvero il doppio della distanza. D’altra parte, l’idrogeno liquido richiede temperature criogeniche (intorno a -253°C), il che aumenta la complessità del trasporto e del rifornimento.
Adattare i telai aerei esistenti con un sistema di propulsione a celle a combustibile a idrogeno
L’HY4, realizzato in fibra di vetro e fibra di carbonio, non entrerà in produzione commerciale. Il prossimo passo di H2FLY sarà ora quello di scalare il sistema a celle a combustibile a capacità di megawatt. Il sistema H2F-175 sbloccherà non solo una maggiore autonomia, ma anche altitudini fino a 27.000 piedi. In collaborazione con Deutsche Aircraft, i due intendono adattare un dimostratore Dornier 328 da 30 posti con celle a combustibile elettriche a idrogeno di H2FLY e iniziare i voli di prova entro il 2025.
La timeline dell’azienda è leggermente più contenuta rispetto a quella di alcuni dei suoi concorrenti, ma il co-fondatore e CEO di H2FLY, il dottor Josef Kallo, afferma che prevede che un sistema di dimensioni maggiori sarà in grado di alimentare un aereo regionale da 40 posti con un’autonomia di circa 2.000 km entro la fine del decennio.
“Come ingegnere, posso dire che un aereo da 40 posti alimentato a idrogeno è una questione di denaro e tempo. Dopo di che diventa visionario”, ha dichiarato Kallo.
Tuttavia, ha aggiunto anche che i test finora indicano che sarebbe possibile scalare a sistemi di propulsione da 4MW + 4MW, che potrebbero spingere aerei di dimensioni maggiori per 80-100 passeggeri. Inoltre, non esclude del tutto nuovi progetti di aeromobili da nuovi produttori, inclusi ad esempio un corpo alare combinato.
Idrogeno liquido potenziale “gamechanger” per l’aviazione commerciale
Un’altra cosa che una futura aviazione a idrogeno a combustione pulita richiede, oltre al carburante stesso, è l’infrastruttura di rifornimento. Per il Progetto HEAVEN, H2FLY ha lavorato con Air Liquide.
Per il fornitore francese di gas industriali, che scommette pesantemente sull’idrogeno verde come parte del futuro mix energetico, si tratta anche di dimostrare la fattibilità e consolidare la domanda industriale. “Questa è la prima volta che abbiamo portato idrogeno liquido per essere rifornito in un aeroporto commerciale”, ha detto Pierre Crespi, Direttore dell’Innovazione presso Air Liquide Advanced Technologies.
L’idrogeno stesso è arrivato a Maribor in camion, seguendo rigorosi requisiti di sicurezza delle autorità slovene.
“Non posso sottolineare abbastanza l’importanza del risultato in termini di tecnologia stessa”, ha detto Marco Rizzatto, ingegnere di prova di volo presso Pipistrel Vertical Solutions, che ha supportato l’integrazione del serbatoio di combustibile criogenico. “L’idrogeno liquido ha il potenziale per essere un gamechanger per l’aviazione commerciale.”
H2FLY è stata fondata nel 2015 da cinque ingegneri del German Aerospace Center di Stoccarda e dell’Università di Ulm. L’azienda lavora sul sistema di propulsione nel suo complesso, ma sviluppa anche i singoli componenti quando è necessario. Nel 2021, H2FLY è stata acquisita da Joby Aviation, un’azienda con sede in California che sviluppa un veicolo di decollo e atterraggio verticale elettrico (eVTOL) per offrire servizi di taxi aereo.
