Urban Air Mobility, il futuro della mobilità nelle grandi città.

Leonardo e la StarUp Skydweller Aero.

Il Coronavirus accelererà o bloccherà i programmi in corso di sviluppo?

La “scossa elettrica” portata da Tesla ha provocato dei grossi cambiamenti nel mondo delle quattro ruote dove ormai le auto elettriche rappresentano la categoria di prodotto con i maggiori investimenti e con il maggiore tasso di sviluppo.

Nel trasporto aereo da alcuni anni la comunità dei ricercatori e le imprese lavorano a macchine Urban Air Mobility, dei taxi del cielo che consentirebbero di evitare la congestione che affligge molte città e sobborghi in tutto il mondo.

Immaginate di dover andare alla partita al San Paolo di Fuorigrotta o meglio che avete un importante incontro di lavoro, la tangenziale è bloccata, l’incontro o la partita inizieranno tra 15 minuti. Le strade sono intasate e auto e autobus procedono a 3 km/h l’ora. Non c’è tempo per la metro, che poi nemmeno funziona. Cosa si può fare? 

Il problema sarebbe superato se dopo una chiamata con un’applicazione a un taxi aereo, magari dirigersi al vertiporto più vicino, salire a bordo nel velivolo e in pochi minuti la destinazione sarebbe raggiunta in tempo anche per un caffè.

Oggi è impossibile!  Lo sarà anche domani o è solo questione di tempo?

Per vedere le città sorvolate da macchine volanti bisogna avere ancora molta immaginazione.

I velivoli a decollo e atterraggio verticale a breve distanza (VTOL) non sono più argomento di fantascienza ma macchine reali. Tuttavia solo in alcuni paesi, pochissimi possono usarle, e in molti altri, molti sperano di farlo in un futuro più o meno lontano.
Troppi sono i problemi ancora irrisolti, tra questi le stesse normative che regolano il sorvolo dello spazio aereo urbano che non consentono l’uso di queste macchine all’interno e intorno alle aree metropolitane.

Il velivolo eVTOL non richiede una pista ma un’area attrezzata, non crea inquinamento perché elettrico e non necessita di alcun lavoro di adeguamento della rete infrastrutturale e stradale.

Urban Air Mobility ( UAM ) utilizza lo spazio aereo a bassa quota (da 500 a 5.000 piedi sopra il livello del suolo).
Le tecnologie abilitanti, come la propulsione elettrica distribuita e il volo autonomo, stanno rapidamente maturando per essere utilizzate in macchine che trasporteranno da uno a cinque passeggeri o merci con un’autonomia da 5 a 50 miglia.

La sfida della sicurezza resta quella più impegnativa per aerei nei quali il software svolge la maggior parte dei compiti del pilota.
I velivoli per poter attraversare lo spazio aereo urbano, dovranno operare in sicurezza nel NAS [National Airspace System] per cui saranno necessarie nuove regolamentazione del volo.
Indispensabile sarà la disponibilità di aree per decollare e atterrare verticalmente.

I produttori dovranno fare i conti con standard e nuovi processi di certificazione e dovranno risolvere l’aspetto dell’inquinamento acustico perché le eliche a motore elettrico potrebbero sviluppare rumore come una moltitudine di tosaerba azionati contestualmente.

LE AZIENDE E I PROGETTI

La comunità UAM oltre le aziende include anche la FAA, la NASA, il Dipartimento dei TrasportiUsa, la General Aviation Manufacturers Association, diversi ricercatori universitari nell’ambito dei trasporti, i governi e le autorità dell’aviazione civile.
I costruttori aeronautici come Bell Helicopters, Airbus e Boeing, numerose startup come l’americana Terrafugia lavorano da anni a macchine innovative e aziende come Uber,Joby Aviation, Lilium e Karem Aircraft, hanno accettato la sfida e stanno sviluppando progetti di eVSTOL.
I progetti UAM di particolare interesse sono oltre 150, la gran parte negli USA e Europa.
Noi vi proponiamo in questo report solo quelli più noti e significativi.

TERRAFUGIA
L’americana Terrafugia è di proprietà di Geely Technology Group, l’azienda cinese che controlla anche Volvo e Lotus, è decisamente quella che è arrivata prima sul mercato degli UAM.
Dallo scorso anno la società ha aumentato la produzione e consegna il Terrafugia Transition. Il progetto VTOL ad ala fissa nato nel 2009, che è ritenuta “la prima auto volante” commercializzata nel mondo.
Negli Stati Uniti il veicolo può viaggiare in cielo e in strada e impiega meno di un minuto nella sua trasformazione da auto ad aereo.
Per pilotarla è necessario un brevetto, la macchina costa 240 mila euro.

Nel maggio 2013, Terrafugia ha presentato il modello TF-X, un’auto volante ibrida elettrica a quattro posti.
Il velivolo nel 2015 ha ricevuto l’autorizzazione ai test in volo dalla Federal Aviation Administration (FAA).
Nel 2017 Terrafugia – dopo l’acquisizione da parte di Geely – crea un team di ricerca e sviluppo in Cina per il design del TF-2, il cui dimostratore su scala ridotta a metà dicembre ha eseguito con successo il suo primo volo di prova.
Il velivolo TF-2A è completamente elettrico e composto principalmente da materiali compositi.
Ha un’apertura alare di 4,5 m (14,8 piedi), può trasportare un carico utile di 200 kg, due passeggeri più i bagagli, un maximum range di 100 km, una velocità di crociera di 180 km / h.
L’aeromobile a pieno regime utilizza otto eliche di sollevamento e un’elica da crociera.

LILIUM
Un prototipo in scala reale di un velivolo elettrico,  immaginato come taxi volante è stato realizzato dalla startup tedesca Lilium.  
il velivolo ha effettuato solo un breve sollevamento da terra spinto da 36 turbine elettriche mobili installate su ala fissa.
Il costruttore prevede  la possibilità d’immetterlo sul mercato già a partire dal 2025.

UBER-JOBY AVIATION
Il progetto più noto di UAM è quello di Uber l’azienda di ridesharing aereo, che con il suo partner Joby Aviation sta sviluppando un taxi aereo elettrico eVTOL.

L’approccio è quello ispirato dalle specifiche NASA che ha rilasciato pubblicamente dei criteri generali di progettazione, produzione e montaggio, che le azienda possono liberamente utilizzare per le tecnologie di ingegneria dei propri modelli di air taxi.
Il programma prevedeva la certificazione della macchina entro il 2023 e i primi test in volo di un veicolo sperimentale nel 2020.
Lo scorso gennaio è stato annunciato un accordo con Hyundai Motor Group, le due aziende collaboreranno sulle infrastrutture per supportare il decollo e l’atterraggio della nuova classe di veicoli.
Hyundai produrrà e distribuirà gli aerei e Uber fornirà servizi di supporto dello spazio aereo, trasporti terrestri e viaggi aerei e interfacce con i clienti.

Uber oltre che con Hyundai ha stretto accordi con diversi altri produttori tra cui: Aurora Flight Sciences (ora una filiale di Boeing), Bell, Embraer, Joby Aviazione, Pipistrel Aircraft, Karem Aircraft e Jaunt Air Mobility.
L’impatto di COVID-19 ha compromesso la pianificazione, tuttavia è ragionevole pensare che lo sviluppo dell’intero programma subirà solo uno slittamento perché il partner automobilistico di Uber, Joby Aviation, ha già ottenuto risorse da Toyota e incamerato un finanziamento di $590 milioni.
Il velivolo di Uber è una via di mezzo tra un aereo e un elicottero con  6 rotori elettrici. Trasporterà sino a 5 persone, pilota incluso, sarà più silenzioso dei velivoli a motore, potrà raggiungere una velocità massima di 200 miglia orarie (320 Km/h) e percorrere 150 miglia con una singola carica (240 Km).
Anche Toyota è entrata come sponsor del progetto e ha messo a disposizione dello sviluppo e la produzione dei velivoli di Joby Aviation fondi importanti e la propria esperienza nella produzione, qualità e controllo dei costi.

Karem è un ex capo progettista dell’aeronautica israeliana – ha costruito il suo primo drone durante la guerra di Yom Kippur del 1973 – ed è stato descritto da The Economist come l’uomo che “ha creato il piano robotico che ha trasformato il modo di condurre la guerra moderna! “.

VOLOCOPTER
Il progetto VoloCity è realizzato da Volocopter, il velivolo è in fase di test nel Dubai ed è stato recentemente presentato a Bruchsal come il modello commerciale di taxi aereo.
L’aeromobile con 18 rotori trasporta due persone e bagaglio, ha un’autonomia calcolata di 35 km e una velocità di 110 km/h.
Il costruttore dichiara che il velivolo è a basso rumore e sicuro per le missioni di volo nel centro città.

KITTY HAWK
Il progetto Cora è stato rivelato per la prima volta da Zee Aero che nel 2017 ha avviato i primi test in Nuova Zelanda per poi essere assorbita da Kitty Hawk. Il progetto eVTOL è finanziato da Larry Page (co-fondatore di Google. Con la joint venture Wisk Aero, Boeing recentemente è entrata nel progetto.
Il velivolo dispone di 12 motori elettrici e un’autonomia totale è di circa 100 km. Trasporta due passeggeri, velocità massima di 177 km/h, con apertura alare di 11 metri e altezza di volo compresa tra i 150 e 1.000 metri.

CITYAIRBUS
iI dimostratore CityAirbus è il progetto su cui ha puntato Airbus.
E’ un veicolo a decollo e atterraggio verticale (eVTOL) elettrico multi-passeggero, pilotato autonomamente, progettato per la mobilità aerea urbana.
Airbus e l’Autorità per l’aviazione civile di Singapore (CAAS) nei mesi scorsi hanno firmato un protocollo d’intesa (MOU) per avviare una fase di sperimentazione di mobilità aerea urbana (UAM) nell’area urbana di Singapore.

K4A
Negli anni scorsi molta curiosità e interesse aveva suscitato da parte delle istituzioni, finanziatori e opinione pubblica nazionale, il progetto di un’azienda napoletana K4A di un piccolo elicottero per il trasporto urbano.

La società napoletana dal 2005 è impegnata nello sviluppo di una famiglia di un elicottero biposto. Un bimotore a pistoni da commercializzare dal 2019.
Il velivolo KA-2H è in grado di sorvolare in sicurezza anche le aree urbane e consentire il monitoraggio delle piattaforme acquatiche.
Nel 2015 da una joint-venture, nata da un accordo di K4A con la Changxing Aviation Equipment Corporation, è in costruzione uno stabilimento in Cina per la produzione di oltre cento velivoli ad anno per il mercato asiatico.

EMBRAER
L’anno scorso l’azienda brasiliana durante l’Uber Elevate 2019 a Washington aveva annunciato la costituzione di una controllata EmbraerX per lo sviluppo di UberAIR, un nuovo eVTOL. Come è noto ora oltre alle difficoltà della pandemia Embraer deve fare i conti anche le difficoltà del fallimento della joint venture con Boeing, per cui è possibile che il progetto resti nei cassetti per molto tempo ancora.
A riprova che l’impatto frenante del Coronavirus sui progetti UAM potrebbe essere maggiore su quelli dei grandi costruttori che sono costretti a concentrare risorse sui loro programmi produttivi e contenere i costi per la ricerca e sviluppo.

LEONARDO
Chiudiamo con un riferimento al gruppo Leonardo, leader nella produzione di velivoli ad ala rotante.
Il gruppo sta sviluppando l’AW609 un convertiplano per uso civile e militare al quale dedicheremo uno dei prossimi report di Aeropolis.

La sfida a breve termine di Leonardo è quella di rendere AW609 il primo velivolo della sua classe a completare la certificazione nell’ambito della nuova categoria Powered Lift della FAA, in cui probabilmente rientreranno anche i taxi elettrici urbani, anche se il velivolo di Leonardo non è elettrico, pesa troppo per un uso UAm.
Lo scorso novembre l’holding di Alessandro Profumo, ha invece investito 16M$ per l’acquisizione di Skydweller Aero, una start-up statunitense/spagnola specializzata in velivoli a pilotaggio remoto.

L’azienda ha portato in dote il  velivolo Solar Impulse (Si2) di cui la Skydweller ha comprato il progetto e la piena proprietà intellettuale alcuni mesi prima che Leonardo acquisisse a sua volta l’azienda con base  all’aeroporto di Ciudad Real in Spagna.

La tecnologia sviluppata dall’azienda è più orientata a usi militari: velivoli di sorveglianza e osservazione, più economici dei satelliti. Tecnologie di frontiera utili anche per futuri velivoli di mobilità urbana.

Sarà una bella sfida per Roberto Cingolani, il creativo Chief Innovation Officer di Leonardo, dimostrare la validità e la redditività dell’investimento voluto da Alessandro Profumo.

SMART MOBILITY E IL MERCATO UAM
Nel corso di questo mese anche in Italia sarà avviata un’indagine di mercato su smart mobilty da AGID (Agenzia governativa per l’Italia Digitale), è prevista la partecipazione di 11 comuni ed è finanziata da un bando di 20 milioni.

I risultati di recenti studi sul mercato svolti in diversi paesi sulle potenzialità di crescita della mobilità aerea urbana e dei servizi UAM hanno ricevuto accoglienza e valutazioni contrastati tra gli analisti del settore.

L’idea che i nuovi servizi Urban Air Mobility di eVTOL e la crescita di quelli esistenti degli elicotteri leggeri, tra il 2020-40 svilupperebbe un mercato complessivo di $318miliardi dei quali $ 41 miliardi dalle vendite di veicoli, non è condivisa per esempio da Richard Aboulafia.

Nello studio di mercato pubblicato da Nexa Advisors si sostiene che la redditività di velivoli eVTOL non si avrebbe nei prossimi anni come un’espansione dei mercati dei velivoli ora esistenti.

I primi ritorni degli investimenti nello sviluppo delle nuove macchine inizierebbero a vedersi tra 8 e 12 anni, quando, ritengono gli analisti, i costi delle operazioni avranno superato il “punto di inflessione“. Solo allora i costi scenderanno rapidamente e il trasporto aereo urbano e i grandi volumi di traffico diventeranno realtà.
Lo studio confronta i dati specifici sull’UAM con quelli dei servizi coperti da elicotteri con pistoni e turbine singole leggere.

“Il mercato è di circa 350 milioni di dollari l’anno..”, “ davvero non tanto per cominciare..”, afferma Aboulafia che però riconosce che “potrei sbagliarmi, potrebbe anche succedere che tecnologie molto innovative e impattanti producano effetti non ora prevedibili e “quando le persone si troveranno in giro taxi e macchine volanti “, orienteranno in quella direzione una crescita straordinaria della domanda di nuovi servizi.
Anche prevedendo uno scenario postivo e ipotizzando una crescita di 5 volte l’anno, sostiene l’analista, “il mercato dei vertical lift resterà piuttosto piccolo” e non giustificherebbe i massicci investimenti richiesti oggi alle imprese.