SEAGULL Zero-e

SEAGULL Zero-e: VERSO IL FULL ELECTRIC

POR CAMPANIA

Il progetto Seagull Zero-e rappresenta un ambizioso sforzo per sviluppare e validare nuove metodologie progettuali e sistemi elettrici al fine di trasformare il velivolo Seagull, attualmente dotato di propulsione endotermica e ibrido-elettrica, in un velivolo completamente elettrico, con l’obiettivo di ridurre l’impatto ambientale dell’Aviazione Generale.

Il Progetto vede coinvolte 4 PMI campane (NOVOTECH, ITALSYSTEM, DH AEROSPACE, VAIM) e l’accordo di collaborazione con un Centro di Competenza (MEDITECH), Capofila ITALSYSTEM S.r.l.

Le sfide attuali nell’ambito dell’aviazione includono la necessità di sviluppare mezzi di trasporto più efficienti dal punto di vista delle prestazioni di volo, ma allo stesso tempo ecologicamente sostenibili. In questo contesto, la trasformazione del sistema propulsivo del velivolo diventa cruciale, con l’obiettivo di ridurre progressivamente la dipendenza dai combustibili fossili. 

I principali obiettivi del progetto, in linea con le linee guida tecnologiche ambientali del ‘Flightpath 2050 Vision for Aviation’ presentato dalla Commissione Europea, comprendono: 

  • Riduzione del 75% della CO2, del 90% della NOx e del 65% del livello di rumorosità
  • Emissioni zero durante la fase di rullaggio
  • Rendere l’Europa un punto di riferimento mondiale per lo sviluppo di combustibili alternativi sostenibili


PARTNER DI PROGETTO

Picture18


Progetto cofinanziato dal Fondo europeo di sviluppo regionale

POR CAMPANIA FESR 2014 – 2020, Asse 3 – Competitività del sistema Produttivo – Obiettivo Specifico 3.1 “Rilancio della propensione agli investimenti del sistema produttivo” – AZIONE “3.1.1 Aiuti per gli investimenti in macchinari, impianti e beni intangibili e accompagnamento dei processi di riorganizzazione e ristrutturazione aziendale”

“AVVISO PUBBLICO PER IL SOSTEGNO ALLE MPMI CAMPANE NELLA REALIZZAZIONE DI PROGETTI DI SVILUPPO SPERIMENTALE, TRASFERIMENTO TECNOLOGICO E INDUSTRIALIZZAZIONE”

Il progetto SEAGULL ZERO-e – studio e prototipazione di una soluzione full-electric per il velivolo SEAGULL, è cofinanziato dall’Unione Europea, dallo Stato italiano e dalla Regione Campania, nell’ambito del POR Campania FESR 2014-2020.È stato ammesso al finanziamento del contributo complessivo di € 877.792,40.


SEAGULL Zero-e: RISULTATI OTTENUTI

Di fondamentale importanza, sono state le analisi di dimensionamento che hanno permesso di individuare diverse possibili configurazioni del sistema propulsivo, tali da renderlo adeguato all’utilizzo prefissato. È stata creata la parte ospitante i due motori e la scatola di riduzione e sono state investigate una serie di soluzioni di progetto delle ruote dentate. Oltre al sistema motori-elica, particolare attenzione è stata rivolta al pacco batterie associato per valutare densità energetica e caratteristiche di carica/scarica, essendo il parametro critico nello sviluppo dei velivoli propulsi elettricamente. I risultati sono stati positivi ed hanno dato evidenza che il sistema propulsivo risponde alle specifiche definite.

È stato realizzato un prototipo di elica a passo variabile perfettamente funzionante grazie alla creazione dei componenti per i due mozzi elica, dei componenti di prova e un’elica completa. Grazie all’articolarità dell’elica a passo variabile, alla precisione e alla robustezza del sistema di ancoraggio della radice della pala nel mozzo dell’elica, lo sforzo per cambiare il passo durante la fase di funzionamento è stato reso molto basso. Ciò ha consentito di preservare le superfici di contatto ed avere un sistema con tempo di risposta del cambio passo molto rapido. Sono state soddisfatte pienamente le aspettative del progetto e sarà necessario in futuro industrializzare i componenti per poter ridurre i costi di produzione.

È stato realizzato, inoltre, un prototipo di interfaccia grafica (HMI) di controllo dei motori elettrici da utilizzare in cabina di pilotaggio con relativa scheda elettronica e display grafico interattivo. La messa a punto del sistema ha richiesto sia attività di tipo hardware che software e di interfacciamento con i sistemi elettronici di controllo dei motori. Il display montato in cabina di pilotaggio è stato in grado di fornire le informazioni necessarie al pilota sul funzionamento dei due motori e dell’elica. Questo componente ha mostrato una sua validità intrinseca e la tecnologia impiegata lo rende utilizzabile in altri settori industriali.

È stato progettato, realizzato e messo a punto un banco prova per eliche controrotanti, i cui componenti principali sono descritti nel seguito. Grazie a tale impianto, particolarmente innovativo e unico nel panorama nazionale, una serie di test di verifica delle prestazioni hanno mostrato il corretto funzionamento del sistema propulsivo ed evidenziato alcuni vantaggi significativi rispetto ad apparati propulsivi convenzionali con unica elica spingente o traente.


PARTNER VAIM - BANCO PROVA PER MODULO PROPULSIVO CON ELICHE CONTROROTANTI

LINK VIDEO TEST RIG

L’attività di VAIM, che s’inquadra nello sviluppo di componenti utili per applicazioni di E-Mobilty, in particolare nello sviluppo di apparati propulsivi per velivoli E-VTOL (Novotech e VAIM stanno sviluppando in ambito di propri progetti di R&S, velivoli di questa categoria), è consistita nello sviluppo di un modello numerico per la valutazione delle prestazioni e la successiva progettazione di eliche singole e di eliche controrotanti, finalizzato alla determinazione delle condizioni di funzionamento per ottenere la miglior efficienza propulsiva.

Il modello numerico del modulo propulsivo è stato verificato con prove sperimentali su un banco prova realizzato specificamente, i cui componenti principali sono:

 

  1. Elica traente destrorsa Φ 160 cm, passo variabile, max 150 Kgf, 3.000 RPM
  2. Elica spingente sinistrorsa Φ 160 cm, passo variabile, max 150 Kgf, 3.000 RPM
  3. Motore BLDC, Emrax 228, 28kW a 3.000 RPM, 125 N*m, 180 Vdc
  4.  Motore BLDC, Emrax 228, 28kW a 3.000 RPM, 125 N*m, 180 Vdc
  5. Cella di carico multicomponenti HBM, (spinta 500 Kgf, coppia 150 N*m)
  6. Cella di carico multicomponenti HBM, (spinta 500 Kgf, coppia 150 N*m)
  7. Controller emDrive500, motore 1, 30-120 Vdc, 62 KVA
  8. Controller emDrive500, motore 2 30-120 Vdc, 62 KVA
  9. Batteria Li-Ion, 90 Vdc, 20 Kwh, con Battery Management e acquisizione di Vdc e Adc
  10. Interfaccia dei controller per il comando e controllo dei motori
  11. Acquisizione dei dati delle celle di carico multi-assiali
  12. Unità HBM a 8 canali di condizionamento delle celle di carico
  13. Regolazione della distanza tra i piani di rotazione delle eliche.

VAIM nel corso delle attività, ha realizzato questo impianto utilizzando i motori e i relativi controller messi a disposizione da Novotech. Il supporto di MEDITECH in quest’attività è consistito oltre che in un’assistenza nell’esecuzione dei test, anche nell’effettuazioni di misura delle emissioni sonore, di particolare interesse per questo sistema propulsivo.

Anche in questo caso VAIM è interessata allo sviluppo industriale e alla capacità di fornire collaborazione e consulenze ad altre società impegnate nel settore dei velivoli ULM e anche E-VTOL.