Motori in funzione a 10.000 metri sopra il livello del mare

Negli aerei passeggeri sono molti i motori elettronici di piccole dimensioni impiegati per le operazioni che di solito vengono eseguite meccanicamente o idraulicamente. È un trend in rapida crescita. Benvenuti a bordo!

Il check-in è stato fatto, c'è odore di cherosene nell'aria, una rapida occhiata alla carta di imbarco per controllare il numero del sedile. I passeggeri sono in piedi nel corridoio e stanno sistemando i bagagli a mano nelle cappelliere. Invisibili all'occhio nudo, i potenti micromotori assistono i membri dell'equipaggio quando tirano lo sportello della cappelliera verso l'alto per chiuderlo. Benvenuti a bordo e benvenuti nel mondo invisibile dei sistemi di azionamento elettrici.

Sistemi automatici per l'aviazione

Il pilota porta l'aereo sulla pista, spinge in avanti la cloche e fa decollare l'aereo. La barra di comando è equipaggiata con dei piccoli motori elettrici in grado di fornire un feedback della forza. Con questo feedback il pilota sa effettivamente in tempo reale cosa sta succedendo alle ali del velivolo. Sono lontani i tempi in cui la barra di comando era collegata direttamente tramite cavi alle superfici di controllo dell'aeromobile. Una volta raggiunta l'altezza di crociera e inserito il pilota automatico, la cloche si muove automaticamente (auto throttle) controllata da un motore DC.

Sul retro della cabina il climatizzatore dell'aereo sta dando il massimo per assicurarsi che il viaggio dei passeggeri a un'altezza di 10.000 metri sia piacevole. Temperatura, ossigeno e aria vengono controllati da numerose valvole e attuatori di piccole dimensioni, la maggior parte di essi sono motori piatti senza spazzole. Il climatizzatore di un Boeing Dreamliner, ad esempio, presenta quasi 50 motori maxon EC 45 flat.

Quando la natura chiama

È naturale che, prima o poi, i passeggeri debbano andare in bagno. I sistemi di azionamento elettrici nascosti assicurano la pulizia necessaria regolando, ad esempio, la mandata e lo scarico di acqua. Per il futuro è prevista una maggiore comodità grazie a funzionalità touchless. È impossibile uscire dalla toilette senza lanciare uno sguardo di invidia alla business class e alla prima classe. È chiaro: maggiore è il numero di motori elettrici impiegati, maggiore è il livello di comfort. Un esempio pratico? I sedili. Possono essere regolati e reclinati per dormire premendo semplicemente un pulsante: l'azionamento elettrico è automatico. Una funzionalità recente prevde la possibilità di regolare la rigidezza del sedile modificando la pressione dell'aria, per rendere piacevoli anche i voli a lungo raggio. Il produttore Lantal impiega motori maxon brushless per le valvole in questione. Se il sole in faccia impedisce il pisolino, è possibile abbassare la tendina del finestrino semplicemente premendo un pulsante. Anche in questo caso - lo avete capito - ci pensano i motori di precisione maxon.

Collegamento a internet senza interruzioni

Nella classe economy i passeggeri non rinunciano certo all'entertainment. Gli schermi sopra ai sedili fuoriescono contemporaneamente per mostrare istruzioni di sicurezza o film. Per chi invece preferisce navigare su internet, sono sempre più gli aerei passeggeri equipaggiati con antenne di comunicazione che si ridirezionano in modo automatico e continuo per rilevare il miglior segnale satellitare. Ogni antenna necessita di tre azionamenti EC-4pole con riduttori HD abbinati.

Nella fase di discesa dell'aereo fuoriesce il carrello d'atterraggio. Per assicurarsi che rimanga estratto, viene bloccato tramite una spina comandata da una combinazione del motore DCX 22 e del riduttore GP 32 HD. Come molte altre funzioni a bordo azionate da azionamenti elettrici, anche questa combinazione rimane invisibile ai passeggeri. I veicoli a medio e lungo raggio presentano diverse centinaia di questi azionamenti. Il loro numero è in continuo aumento in quanto gli standard qualitativi più elevati consentono la sostituzione dei sistemi idraulici o pneumatici con attuatori elettrici. Al contempo, gli azionamenti elettrici vengono impiegati in applicazioni del tutto nuove che migliorano il comfort dei passeggeri.  

Rispetto ai sistemi idraulici, i sistemi elettrici permettono un notevole risparmio di peso. Ecco perché rivestono un ruolo importante nel rendere gli aerei passeggeri più ecocompatibili ed efficienti dal punto di vista dei costi. Tra le altre misure adottate vi sono motori con maggiore efficienza energetica e tecniche per la costruzione di fusoliere leggere. Ancora per un po' la propulsione elettrica degli aerei non sarà una realtà, ma il traffico nei cieli aumenta continuamente del 5% l'anno. Per impedire che l'inquinamento aumenti esponenzialmente, gli aeroplani di domani dovranno essere rapidi, silenziosi ed eco-friendly. Tranquilli: gli ingegneri si stanno dando da fare.

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Gli attuatori elettrici sono ovunque a bordo, ad esempio nell'impianto di climatizzazione per garantire temperature piacevoli e aria fresca (in alto). Inoltre, vengono impiegati per facilitare la chiusura manuale delle cappelliere.

La lunga strada verso gli aeroplani elettrici

Potrebbero volerci decenni prima che gli aerei siano completamente elettrici. Mentre sia i grandi produttori che le start-up in tutto il mondo stanno lavorando a concept e prototipi per gli aerei elettrici, al momento non esiste nessun mezzo sul mercato in grado di trasportare più passeggeri.

Spesso il problema principale è la insufficiente densità di energia delle batterie. Per far volare un aereo passeggeri di piccole dimensioni, questo valore dovrebbe essere cinque volte maggiore rispetto a quello attuale. Ecco perché molti sviluppatori si stanno concentrando da una parte sui motori ibridi alimentati da batterie, dall'altra su carburante per aviazione o turbine a gas. 

Esistono comunque progetti full electric per i microaeroplani, come ad esempio quelli di Joby Aviation o Ampaire. Per i prossimi due anni entrambe le aziende hanno annunciato prototipi e voli di prova.

Azionamenti maxon per l'aviazione

maxon dispone di un'ampia gamma di prodotti standard di alto livello facili da integrare in un'ampia gamma di applicazioni aerospaziali. Al contempo l'azienda offre assistenza con le soluzioni customizzate e sistemi meccatronici completi. maxon è stato certificato con lo standard aerospaziale ISO 9100 dal 2012. Gli azionamenti sono testati in laboratori in-house per quanto riguarda vibrazioni, scosse, freddo, calore e vuoto.

Per maggiori informazioni:  aerospace.maxongroup.com