EcoPulse™ è un Distributed Hybrid-Electric Propulsion aircraft demonstrator sviluppato congiuntamente da Airbus, Daher e Safran. Basato sulla TBM light-aircraft platform di Daher, questo progetto è iniziato nel 2019 con un annuncio a Le Bourget, sostenuto dal CORAC (il French Civil Aviation Research Council) e cofinanziato dal Governo francese e dall’UE.
“L’obiettivo è far avanzare la tecnologia “techno-bricks”, che potrebbe contribuire agli sforzi di decarbonizzazione dell’industria aeronautica. In particolare, il dimostratore valuterà i vantaggi della distributed propulsion, della energy efficiency complessiva a bordo (fuel reduction), della high-voltage electrical propulsion e della batteria in termini di potenziale integrazione sui futuri velivoli.
L’anno scorso abbiamo informato riguardo la high voltage battery dell’EcoPulse™ demonstrator, che era pronta per l’integrazione in questo test aircraft. Da allora, i team collaborativi del progetto presso Daher, Safran e Airbus sono stati impegnati a preparare la aircraft final aerodynamic and systems configuration, in particolare per quanto riguarda le sei distinctive electric propellers (e-Propellers) montate sul bordo d’attacco dell’ala, nonché i nuovi on-board electrical distribution, propulsion and flight control systems. Questi ultimi passi aprono ulteriormente la strada alla prima apparizione pubblica del dimostratore al Paris Air Show e al successivo volo alimentato solo da elettricità, entro la fine dell’anno”, afferma Airbus.
“Dall’inizio di quest’anno Daher, il produttore del velivolo TBM, ha condotto test flights presso la sua base di sviluppo a Tarbes, in Francia, con le e-Propeller (unpowered in questa fase) fornite da Safran. Questi si sono svolti progressivamente, iniziando con due, poi quattro, quindi con tutte e sei le e-Propellers collegate. Ognuna di queste unità è dotata di una three-bladed propeller fornita da DUC Propellers, collegata a un innovativo 50 kW “ENGINeUS™” electric motor alloggiato in un pod immediatamente dietro.
Questa preliminary flight testing ha permesso ai test pilots di volare il demonstrator aircraft, potenziato dal legacy turboprop engine nel muso, per focalizzare la loro attenzione inizialmente sull’aerodinamica, l’inerzia aggiunta e altri effetti dei pod e delle loro eliche sull’intera piattaforma, con le risultanti handling characteristics. Questa fase porta quindi il progetto un importante passo avanti verso un distributed hybrid electric flight entro la fine dell’anno, che utilizzerà le sei wing-mounted e-Propellers attive.
Una volta che il dimostratore volerà con la modalità elettrica attivata entro la fine dell’anno, segnerà il punto in cui la Distributed-Electric-Propulsion (DEP) prenderà davvero vita per la prima volta. In sostanza DEP significa che una singola independent electrical power source, o una combinazione di esse, può fornire energia a diversi motori distribuiti in tutto l’aeromobile”, prosegue Airbus.
“Nel caso di EcoPulse™, la nuova integrated high-voltage (circa 800 VDC) battery, sviluppata da Airbus, fornisce energia congiuntamente a tutti e sei gli SmartMotor con il compact onboard 100 kW turbogenerator fornito da Safran, formato da una compact gas turbine accoppiata a un generatore elettrico. La sfida di Airbus per lo sviluppo della batteria era quella di renderla leggera, compatta, con high power and energy density, oltre che conforme alle normative ambientali (EU’s REACH ecc.) e sicura durante il funzionamento.
Al centro della DEP architecture c’è una Power Distribution and Rectifier Unit (PDRU) responsabile della protezione dell’high-voltage network e della distribuzione dell’energia elettrica disponibile, nonché dei cablaggi di alimentazione ad alta tensione, entrambi sviluppati da Safran.
La DEP consente anche il controllo differenziale della spinta. In altre parole, gli SmartMotors saranno controllati individualmente dal Flight Control Computer (FCC), sviluppato da Airbus, per eseguire lateral control (riducendo così la dipendenza da un grande tail rudder and/or ailerons, riducendo potenzialmente peso e resistenza), nonché compiti come il controllo della velocità.
Nel frattempo, Daher ha fornito alcune cockpit modifications che consentono al pilota di attivare semplicemente le varie modalità DEP (come torque control o speed control) tramite un nuovo pannello speciale e quindi far volare l’aereo utilizzando throttle for power (comprendendo left and right throttle levers – una per ogni ala) e un sidestick per controllare la direzione generale e la traiettoria del velivolo.
Il grande vantaggio per i piloti è che non dovranno pensare a ciò che ciascuna e-Propeller e/o flight control surface sta facendo in tempo reale, isolatamente o in combinazione, poiché questo aspetto è interamente curato dalla FCC logic. Devono semplicemente dire all’aereo cosa vogliono che faccia, tramite i flight controls.
Un’altra caratteristica utile è che, a differenza dei tradizionali gas turbine aero-engines (ad es. turboprop), l’angular displacement di ciascun e-Propeller’s rotor può essere monitorato e regolato digitalmente con precisione (fino a un solo grado). Ciò consente a ciascuna elica di essere sincronizzata automaticamente rispetto a quelle adiacenti per ridurre al minimo il rumore e le vibrazioni durante il volo. Questo aspetto, che è un altro “mattone” tecnologico chiave, sarà esplorato nella prossima flight test campaign con il DEP attivato. Nel complesso, EcoPulse™ è un’eccellente opportunità per i partner di valutare e determinare le caratteristiche attese per i futuri hybrid-powered aircraft projects”, continua Airbus.
“Dopo gli ultimi preliminary flight tests con i sei pod (unpowered), i team prepareranno l’installazione completa, l’attivazione e il collaudo a terra dell’high-voltage power train, inclusi turbogenerator, battery e operational e-Propellers. Il real EcoPulse™demonstrator farà la sua prima apparizione pubblica, mostrando la sua configurazione esterna finale al Paris Air Show di quest’anno a Le Bourget. I visitatori potranno vedere EcoPulse™ da vicino presso il “Paris Air Lab stand” della mostra statica. Quindi, entro la fine dell’anno, il dimostratore dovrebbe effettuare il suo volo con il DEP completamente impegnato”, conclude Airbus.
(Ufficio Stampa Airbus – Photo Credits: Daher / Airbus)
