La mobilità aerea urbana sta rapidamente diventando una realtà: abbiamo visto tutti, grazie a simulazioni e video, quali forme potrebbero prendere i trasporti nel nostro ambiente urbano.
Dallo studio dell’EASA sulla mobilità aerea urbana si evince chiaramente che modalità di utilizzo come gli aerotaxi e le consegne di materiale medico sono ampiamente accettate dai cittadini dell’UE e molto probabilmente saranno le prime a essere attuate.
Il concetto di aeromobile che decolla e atterra nelle aree urbane è illustrato nel nostro articolo «Vertical Take-Off and Landing (VTOL)» sugli aeromobili a decollo e atterraggio verticale. Ma dove decollano e atterrano esattamente i VTOL e altri aeromobili?
Il presente articolo espone in modo ampio alcune idee, principi e progetti atti a dare un’idea di tale scenario.
Vertiporti: hub per VTOL come aerotaxi e droni
Interessante è la descrizione tecnica di un vertiporto:
«un’area su terraferma o specchio d’acqua o una struttura utilizzata o destinata a essere utilizzata per il decollo e l’atterraggio di un aeromobile VTOL».
Ciò significa che i vertiporti sono aree dedicate che mettono a disposizione l’infrastruttura necessaria per il trasporto aereo commerciale sicuro di passeggeri o merci mediante VTOL. Per realizzare appieno il potenziale della mobilità aerea urbana, i vertiporti devono essere facilmente accessibili, con buoni servizi di collegamento con strade, stazioni ferroviarie, autobus, ecc. Possono situarsi al livello del manto stradale o in cima a edifici.
Traiettorie (percorsi di volo durante il decollo e l’atterraggio)
Per definizione, un VTOL può decollare e atterrare in verticale, ma tale traiettoria verticale può essere limitata alla parte iniziale del decollo, mentre il resto del volo è più o meno superficiale.
È quindi importante tenere conto dell’intero percorso di volo del VTOL o, in altre parole, della traiettoria del volo.
L’immagine a sinistra mostra un vertiporto su un tetto con una traiettoria verde («libera»), a significare che un VTOL può utilizzarlo per il decollo senza incontrare ostacoli. Sulla destra si può vedere un vertiporto al livello del suolo: è chiaro che non potrebbe essere usato dallo stesso VTOL per il decollo poiché la traiettoria sarebbe troppo superficiale e quindi ostacolata. Ciò significa che per questo velivolo, caratterizzato da prestazioni inferiori, non è possibile effettuare il decollo.
Mobilità aerea urbana adattabile
L’EASA intende mettere a punto requisiti più ampi possibile per garantire che la mobilità aerea urbana possa essere adattata a tutti gli ambienti urbani e i tipi di VTOL. Ci sono tre diversi profili di decollo.
Decollo convenzionale da punto elevato:
Il VTOL decolla da un punto sopraelevato di una città (ad esempio il tetto di edificio alto), cosa che consente anche un possibile abbassamento della traiettoria, utile in caso di determinati guasti.
Decollo convenzionale:
In questo caso il VTOL decolla in una zona senza ostacoli nelle vicinanze. Il vertiporto potrebbe anche avere una piccola pista atta a consentire un iniziale rullaggio, cosa che aumenta l’efficienza energetica di alcuni tipi di VTOL e delle relative missioni.
Anche in questo caso vi è un margine per un possibile abbassamento della traiettoria che è importante in caso di determinati guasti.
Decollo verticale:
Questo profilo è specificamente progettato per il decollo verticale in un ambiente denso di ostacoli, in cui una gran parte della traiettoria del VTOL è verticale.
Anche in queste circostanze alcuni guasti sono gestibili.
Garantire decolli e atterraggi sicuri
Oltre ai profili di decollo di cui sopra, ci sono in generale altri due insiemi di obiettivi che devono essere presi in considerazione al momento di determinare l’ubicazione e il tipo di vertiporti e di traiettorie dei VTOL.
Obiettivi di sicurezza
- L’aeromobile può essere certificato in due categorie: di base o avanzata.
- I più alti obiettivi di sicurezza sono stati fissati per la categoria avanzata («enhanced»), che è obbligatoria per i voli negli affollati cieli urbani o per il trasporto aereo commerciale di passeggeri (aerotaxi).
- La categoria di base («basic») è caratterizzata da obiettivi di sicurezza meno stringenti che dipendono proporzionalmente dal numero di passeggeri (0-1, 2-6 o 7-9) trasportati con il VTOL. Può applicarsi al trasporto aereo non commerciale di passeggeri al di fuori di aree congestionate, per esempio in zone rurali.
Obiettivi di prestazione
- Descrivono per ciascuna categoria la capacità che il VTOL deve avere di volare in condizioni di sicurezza in caso di eventi come un guasto del motore.
Categoria avanzata
I VTOL che percorrono cieli urbani in aree congestionate come le città devono essere in grado di eseguire un «volo e atterraggio sicuri continuati» (ossia in condizioni di sicurezza ininterrotta) in quanto un atterraggio immediato potrebbe non essere possibile in città, se non in un vertiporto.
Categoria di base
I VTOL che volano in aree non congestionate hanno più opzioni per eseguire un atterraggio di emergenza controllato. Tale atterraggio può avvenire al di fuori di un vertiporto ma deve essere controllato, come è il caso degli elicotteri o degli aeroplani in perdita di potenza.
Area a imbuto: una soluzione per decolli e atterraggi senza ostacoli
Le specifiche tecniche del prototipo dell’EASA, pubblicate il 24 marzo 2022, espongono un concetto innovativo inteso a garantire decolli e atterraggi senza ostacoli.
Uno spazio aereo a forma di imbuto sovrastante il vertiporto, denominato «volume scevro da ostacoli», permette ai VTOL di effettuare decolli e atterraggi sfruttando un segmento verticale non trascurabile e tenendo conto quindi delle restrizioni ambientali e acustiche degli ambienti urbani.
Video esplicativo completo: ad alto contenuto tecnico ma molto interessante
Come parte del nostro pacchetto informativo per l’evento «European Rotors» del novembre 2021, Lionel Tauszig (responsabile senior di progetto dell’EASA per la certificazione di VTOL e eVTOL) ha organizzato una presentazione video molto esaustiva.
Il video espone le principali informazioni riassunte nel presente articolo e fornisce ulteriori dati tecnici e dettagli su traiettorie e vertiporti.
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Guardate il video
Per vedere solo le parti sulle quali verte il presente articolo sono disponibili collegamenti ipertestuali a punti specifici:
- traiettorie (minuti 0:19-1:35)
- decolli e atterraggi sicuri (minuti 3:50 – 4:43)