Con l’obiettivo di raggiungere l’azzeramento delle emissioni nette di CO2 entro il 2050 ora sostenuto da compagnie aeree e governi a livello globale, Pratt & Whitney, un’azienda di Raytheon Technologies, si concentra sull’avanzamento delle tecnologie che contribuiranno a raggiungere questo obiettivo.
“Le tecnologie per sustainable propulsion solutions che sviluppiamo oggi voleranno bene nel futuro, quindi dobbiamo impostare un corso che anticipi come si svilupperanno”, ha affermato Graham Webb, Chief Sustainability Officer, Pratt & Whitney. “Il nostro obiettivo è continuare l’eredità dell’azienda nell’applicare le tecnologie e i carburanti più incisivi per ridurre l’impatto dell’aviazione sull’ambiente, pur continuando a mantenere il record di sicurezza che abbiamo stabilito nel corso di decenni: questo è il principio centrale della nostra strategia di sostenibilità”.
“Pratt & Whitney sta plasmando il futuro del volo sostenibile migliorando le tecnologie dei motori e la fuel efficiency nei suoi prodotti, concentrandosi su tre elementi fondamentali:
Smarter technology for more efficient propulsion
Il motore Pratt & Whitney GTF™ è l’ultima evoluzione di un motore la cui rivoluzionaria geared-fan architecture ha già consentito una fuel efficiency fino al 16-20% migliore per gli aeromobili a corridoio singolo e una riduzione delle emissioni di carbonio. Da quando è entrato in servizio nel 2016, il GTF ha consentito agli aerei di risparmiare oltre 1 miliardo di litri di carburante e 10 milioni di tonnellate di emissioni di carbonio.
Con il motore GTF Advantage™ per gli aeromobili della famiglia A320neo, Pratt & Whitney sta intensificando ulteriormente le credenziali di sostenibilità del baseline GTF. GTF Advantage consentirà un miglioramento fino all’1% della fuel efficiency, insieme al 4% in più di takeoff thrust at sea level e fino all’8% in più di takeoff thrust in high-altitude airports. Stiamo lavorando su una serie di altre tecnologie per aumentare ulteriormente l’efficienza dei motori GTF di nuova generazione.
Nell’ambito di un progetto collaborativo sostenuto dall’iniziativa Clean Aviation dell’Unione Europea, Pratt & Whitney sta sviluppando un hybrid electric GTF demonstrator, progettato per ottimizzare l’efficienza dell’aeromobile nelle diverse fasi di volo. Conosciuto come SWITCH (Sustainable Water-Injecting Turbofan Compresising Hybrid Electrics), il progetto si concentra anche sullo sviluppo della tecnologia Water Enhanced Turbofan (WET), che combinata con la hybrid-electric propulsion, potrebbe consentire fino al 25% di efficienza in più nei futuri short and medium range aircraft. Pratt & Whitney sta lavorando a stretto contatto con i team di Collins Aerospace, Airbus, MTU Aero Engines e GKN Aerospace per portare avanti questo progetto.
Allo stesso tempo, il progresso della hybrid electric propulsion technology di Pratt & Whitney viene accelerato attraverso numerosi altri programmi dimostrativi, che prevedono una stretta collaborazione con Collins Aerospace, anch’essa un’attività di Raytheon Technologies. Nel dicembre 2022 Pratt & Whitney Canada ha completato con successo il primo run del regional hybrid electric flight demonstrator. Il sistema di propulsione combina un 1-megawatt electric motor sviluppato da Collins Aerospace con un fuel-burning engine specificamente adattato per hybrid electric operation. Dovrebbe iniziare i test di volo nel 2024 su un aereo De Havilland Canada Dash 8-100 modificato. Questa powerplant technology consentirà engine performance più efficienti durante le diverse fasi del volo, come il decollo, la salita e la crociera, e ridurrà il consumo di carburante e le emissioni di CO2 fino al 30% rispetto ai regional turboprop aircraft più avanzati di oggi”, afferma Pratt & Whitney.
“La hybrid electric propulsion technology offre un potenziale significativo per ottimizzare i velivoli in una gamma di diverse applicazioni aeronautiche, aiutando il nostro settore a raggiungere il suo ambizioso obiettivo di raggiungere zero emissioni nette di CO2”, ha affermato Jean Thomassin, executive director, New Products and Services, Pratt & Whitney Canada. “Con il nostro ground test program ormai ben avviato, i test di volo pianificati ci consentiranno di accelerare la dimostrazione di questa tecnologia di propulsione sostenibile di nuova generazione, mentre continuiamo ad espandere la nostra collaborazione all’interno dell’ecosistema aerospaziale canadese e oltre”.
“La società sta inoltre esplorando la hybrid electric propulsion per il campo emergente della advanced air mobility, che mira a spostare persone e merci tra luoghi non facilmente serviti dai modi di trasporto esistenti. Lo Scalable Turboelectric Powertrain Technology (STEP-Tech) demonstrator è rivolto a hybrid electric propulsion concepts nella classe 100-500kW e affronta una varietà di potenziali applicazioni, come high-speed electric vertical takeoff and landing (eVTOL), unmanned aerial system (UAS) applications, blended wing body aircraft.
Supporting the transition to cleaner, non-fossil-based fuels
Oltre a promuovere tecnologie di propulsione più efficienti, l’aumento dell’uso di sustainable aviation fuel (SAF) è di fondamentale importanza per raggiungere l’obiettivo di zero emissioni nette di carbonio. Mentre tutti i motori Pratt & Whitney sono oggi compatibili con SAF miscelato fino al 50% con cherosene convenzionale, sono in corso lavori per garantire che i motori siano pronti a funzionare con 100% SAF in futuro.
Nel marzo 2022, Pratt & Whitney ha testato con successo la GTF Advantage engine configuration con 100% SAF e ha effettuato numerosi altri test con 100% SAF in collaborazione con Airbus, ATR ed Embraer“, prosegue Pratt & Whitney.
“Sono necessarie tecnologie avanzate per aeromobili e motori per ridurre la domanda di aviation fuel energy. Inoltre, le miscele SAF compatibili “drop-in” fino al 100% sono fondamentali per ridurre l’impatto netto di CO2 dell’attuale flotta commerciale legacy, nonché quello dei moderni aeromobili entro il 2050″, ha affermato Sean Bradshaw, senior fellow of Sustainable Propulsion for Pratt & Whitney.
“Pratt & Whitney è in una buona posizione per aiutare l’industria a utilizzare combustibili a zero emissioni di carbonio come l’idrogeno, con esperienza nello sviluppo di hydrogen-burning turbine engines che risalgono agli anni ’50.
L’Hydrogen Steam Injected, Inter-Cooled Turbine Engine, o HySIITE project, esplora l’uso della combustione di idrogeno liquido e il recupero del vapore acqueo per ottenere zero emissioni di CO2 in volo, riducendo al contempo le emissioni di NOx fino all’80% e riducendo il consumo di carburante fino al 35 % per gli aeromobili single-aisle di nuova generazione.
Sebbene siano necessari significativi investimenti del settore nelle infrastrutture prima che gli aerei alimentati a idrogeno prendano il volo su larga scala, Pratt & Whitney continua a sviluppare tecnologie innovative di propulsione a idrogeno come parte della sua più ampia strategia per alimentare l’aviazione sostenibile”, continua Pratt & Whitney.
“Il punto chiave è che stiamo lavorando attivamente a molteplici approcci innovativi per ridurre l’impatto ambientale dell’aviazione. Molti di questi sono nuovi e sconosciuti all’aviazione”, ha affermato Webb. “Sebbene ci siano molte startup dirompenti che entrano in questo spazio, mancano dei decenni di esperienza e competenza che possediamo in Pratt & Whitney”.
“Sustainability through greener operations
Pratt & Whitney ha anche investito nella sostenibilità presso le proprie strutture, un approccio evidente in due nuove sedi a Carlsbad, California, e Asheville, North Carolina. Il sito di Asheville, che comprende un’avanzata fonderia e una airfoil production facility, ha raggiunto o superato gli obiettivi in termini di gas serra, acqua e rifiuti. Ha inoltre in corso diverse iniziative di sostenibilità che implementano le migliori pratiche per le acque reflue, l’energia e i gas serra.
L’impianto di Carlsbad sta riducendo la propria impronta di carbonio attraverso un sistema di recupero del calore in loco e sta perseguendo la generazione di energia in loco. La struttura si concentra sulla ricerca di next-generation ceramic matrix composites, materiali che potrebbero rivoluzionare i componenti che operano nelle sezioni calde dei motori.
Come parte di Raytheon Technologies, Pratt & Whitney stabilisce regolari Environment, Health & Safety (EH&S) goals, inclusi obiettivi per ridurre le emissioni di gas serra, l’utilizzo di acqua e i rifiuti”, conclude Pratt & Whitney.
“Stiamo adottando misure serie per affrontare le sfide della sostenibilità”, ha affermato Webb. “Attraverso la costante innovazione e la collaborazione con i partner del settore in tutto il mondo, noi di Pratt & Whitney siamo determinati a realizzare la nostra visione di un futuro più smart, più pulito e più verde per l’aviazione”.
(Ufficio Stampa Pratt & Whitney – Photo Credits: Pratt & Whitney)
