Rolls-Royce ha compiuto un passo significativo verso l’ambizione di fornire hybrid-electric propulsion systems per la prossima generazione di aeromobili, con il test a terra di un sistema ibrido che utilizza la turbina M250 – un motore di grande successo che normalmente equipaggia gli elicotteri. I test fanno parte di uno dei programmi di sviluppo e integrazione più completi al mondo e aprono la strada a voli sperimentali su aeromobili nel 2021.
La configurazione dimostrativa aveva tre modalità operative: Series Hybrid, Parallel Hybrid e Turbo-Electric. L’M250 Hybrid è progettato per essere utilizzato come impianto di propulsione con una potenza che va da 500 kW a 1 MW. Il sistema potrà essere utilizzato su un’ampia gamma di piattaforme di trasporto per consentire la propulsione elettrica distribuita, inclusi EVTOL (hybrid electric vertical take-off and landing vehicles), general aviation aircraft e hybrid helicopters.
Rolls-Royce ha scelto questo motore per la sua maturità, facilità di manutenzione e alta affidabilità. Nell’ultimo mezzo secolo, le varianti dell’M250 hanno registrato oltre 250 milioni di ore di volo e quasi 33.000 motori M250 sono stati consegnati ai clienti.
I test comprendevano la simulazione dell’uso in decollo, crociera, atterraggio e rullaggio e hanno confermato l’idoneità del sistema per una gamma di piattaforme di trasporto tra cui velivoli con range fino a 1.000 miglia e con peso fino a 2.000 kg. Ciò sosterrebbe il concetto di EVTOL di Rolls-Royce che è stato presentato lo scorso anno durante il Farnborough Air Show nel Regno Unito, oltre a soddisfare le richieste di molti altri clienti.
Il Rolls-Royce hybrid electric propulsion system demonstrator integra un motore a turbina M250 con un sistema di batterie ad alta densità energetica, generatori elettrici, convertitori di potenza e un avanzato sistema di gestione e controllo dell’alimentazione. Il sistema di gestione dell’alimentazione ottimizza le performance generali di propulsione in modo che il sistema sia adatto ad una varietà di piattaforme, inclusa EVTOL, offrendo al tempo stesso guadagni di efficienza, rumore ridotto e minori emissioni.
I test sono stati effettuati con successo attraverso tre configurazioni di sistema:
Series Hybrid: in questa configurazione, il motore funziona come un turbo-generatore che carica un sistema di batterie a bordo e non contribuisce direttamente alla spinta. Tutta la potenza richiesta per la spinta e altri sistemi di bordo è fornita dalle batterie.
Parallel Hybrid: in questa configurazione, la spinta viene fornita da una combinazione tra motore (mechanical thrust) e electrical system (electrical thrust), mentre le altre esigenze di alimentazione dell’aereo sono soddisfatte dalle batterie.
Turbo-Electric mode: in questa configurazione, il battery system è ridondante. Il motore funziona come un puro turbo-generatore che fornisce energia elettrica per la spinta e qualsiasi altra necessità di alimentazione sull’aereo.
Il prossimo passo è quello di far avanzare ulteriormente il sistema di propulsione ibrida verso l’integrazione su un velivolo, con voli sperimentali nel 2021. L’M250 hybrid power pack integra il sistema AE 2100 da 2,5 MW sviluppato per aeromobili più grandi, inclusa l’aviazione regionale, in fase di test con Airbus sulla piattaforma dimostrativa E-Fan X.
(Ufficio Stampa Rolls-Royce – Photo Credits: Rolls-Royce)
