Il grande sogno del volo umano, realizzato prima con le mongolfiere e poi con gli aeromobili a motore, compreso i dirigibili, infine con gli attuali aerei a reazione, in poco più di un secolo ha raggiunto livelli di efficienza eccezionali. Tuttavia mentre la velocità e l’autonomia di percorrenza sono aumentate incessantemente, la sicurezza di sopravvivenza in caso di incidente è divenuta praticamente nulla.
Peraltro il duplice obiettivo da perseguire è, da una parte conciliare la massima velocità, il minimo peso e la massima portanza, con la minima velocità di stallo che automaticamente si traduce in consistente sicurezza e dall’altra, ottenere il volo a inquinamento zero, mentre attualmente il traffico aereo incide per circa il 10% del totale, cioè 1/3 di quello della mobilità.
Gli esempi storici di riferimento utili per inquadrare il problema, sono i velivoli biplano a elica, poi i jet di linea A 320 e infine gli alianti attuali.
I primi aerei a motore volavano a 150 km/h, atterravano a 60 km/h e il peso trasportato era circa 1/3 del peso proprio del solo velivolo. Gli alianti volano a 300km/h, atterrano a 60 km/h e il peso trasportato è pari a quello del solo velivolo. In entrambi i casi la bassa velocità di stallo garantisce una sicurezza elevatissima anche negli atterraggi di emergenza.
Invece l’aerobus A 320 vola a 750 km/h, atterra a 300 km/h e pesa un po’ meno (34 ton) del carico che trasporta (44 ton di cui 24 sono di kerosene). In caso di emergenza non da scampo. Inoltre inquina molto gli strati alti dell’atmosfera con effetti rilevanti.
Quindi per raggiungere nel trasporto aereo al più presto entrambi gli obiettivi di sicurezza ed ecologia , assume una rilevanza fondamentale, la ricerca orientata al volo ad energia solare, che in concreto consiste nel quadrimotore elettrico SALAR IMPULS 2, a celle fotovoltaiche che sta compiendo il giro del mondo in 12 tappe, quelle necessarie al cambio dei piloti, ciascuna con un volo ininterrotto diurno – notturno, in totale autonomia solare per 3000 km.
E’ lungo 22 m, con apertura alare di 64 ( come un Jumbo 747 ) e quattro motori elettrici da 7,5 w ( la potenza del ‘aereo dei Fratelli Write del 1903 ), la velocità max è di 150 km//h a 8500 m di altezza e atterra come un aliante. E’ ultraleggero con struttura di fibra di carbonio a nido d’ape, pesa a vuoto 1600 kg ( comprese le 1700 celle fotovoltaiche sulle ali e 600 kg di batterie al litio ) e trasporta solo 200 kg.
Si tratta chiaramente di un velivolo dalle prestazioni insufficienti come velocità massima e peso trasportato. Non inquina ed offre il massimo di sicurezza possibile per un velivolo in caso di atterraggio di emergenza, poiché consente una planata di 50 km ogni km di perdita di quota, che assicura il tempo ( un ora ogni 1000 m di quota ) e lo spazio per trovare una pista adatta.
Ma è evidente che un velivolo di questo genere, per essere competitivo deve almeno raddoppiare o meglio triplicare la velocità massima e decuplicare il carico trasportato, a parità delle altre caratteristiche sopra citate.
Un obiettivo improponibile fino a un paio d’anni fa, ma certamente realizzabile entro pochi anni, grazie alla ricerca e allo sviluppo tecnologico delle applicazioni del Graphene, nuovo materiale base rivoluzionario, capace di conferire ai componenti principali di un velivolo del genere, le caratteristiche eccezionali indispensabili.
Si tratta di un’altra forma “allotropica” del semplice carbonio, lo stesso di cui è fatto il carbone tanto inquinante se bruciato, ma che se fortemente pressato diventa diamante, oppure che infine diventa Graphene mediante un processo industriale già utilizzato, che conferisce la disposizione esagonale dei suoi atomi e una molto maggiore distanza tra gli stessi e tra i suoi elettroni.
Si ottiene un materiale eccezionale, per leggerezza, abbinata alla resistenza meccanica e per le caratteristiche elettriche di conduttività e accumulo energetico, tutte qualità moltiplicate per 100 rispetto a quelle dei migliori materiali attuali, e per giunta anche economico.
Già le fibre di carbonio permettono strutture leggere e resistenti, ma il Graphene, che aumenta di molto queste caratteristiche consentirà di costruire aerei 10 volte più leggeri con un proporzionale aumento del carico trasportabile e con una resistenza decuplicata rispetto agli urti. Inoltre la costruzione di forme continue e aerodinamiche ( tipo quelle degli alianti super performanti attuali ) aumenteranno la portanza e la velocità, senza aumentare quella di stallo, garanzia di sicurezza come già detto.
Anche le batterie di Graphene dieci volte più leggere, più efficienti e con maggior carica, consentiranno di usare motori elettrici più potenti che daranno anch’essi maggiore spinta e velocità.
Infine le celle fotovoltaiche al Graphene, ben oltre dieci volte più leggere di quelle attuali al silicio, con efficienza tripla permetteranno una ricarica tre volte più rapida e a parità di peso, dieci volte maggiore.
Dunque un tale velivolo “super ottimale” non è fantascienza, bensì dipende solamente dalla volontà politica-economica dell’industria aeronautica, poiché la produzione di molti componenti al Graphene necessari è già un fatto reale.
Giovanni Maina
