Il settore dell'aviazione è in costante evoluzione, spinto dalla ricerca di soluzioni innovative che coniughino efficienza, capacità di carico e ridotto impatto ambientale. In questo contesto, l'Airlander 10, noto anche con la sua designazione di progetto HAV 304, emerge come un protagonista significativo, rappresentando una moderna interpretazione del dirigibile, ma con caratteristiche ibride che lo distinguono nettamente dai suoi predecessori. Non si tratta semplicemente di un aereo, bensì di un modello più sviluppato di dirigibile che aspira a sembrare un'astronave, ridefinendo il concetto di trasporto aereo per passeggeri e merci.
Dalle origini militari all'era moderna: una breve storia dei dirigibili
Per oltre due secoli, il potenziale degli aeromobili più leggeri dell'aria è stato pienamente realizzato in ambito militare. I dirigibili, con le loro strutture rigide e semirigide, hanno svolto compiti cruciali in due guerre mondiali, tra cui ricognizione, bombardamento e difesa antisommergibile, ricerca e soccorso, oltre al trasporto di merci. Nonostante la US Navy abbia annunciato la fine delle operazioni dei suoi palloni nel 1970, dopo 60 anni di funzionamento continuo, l'interesse per tali sistemi ha conosciuto una rinascita. Questo rinnovato entusiasmo è stato alimentato dai progressi nel campo dei materiali e delle tecnologie, che hanno permesso lo sviluppo di progetti innovativi con gusci e gondole fatti di materiali compositi, sistemi di controllo a fibra ottica e sistemi di propulsione a vettore di spinta variabile.
Aziende come la British Airship Industries hanno raccolto la sfida, realizzando negli anni '80 e '90 dirigibili non rigidi della serie Skyship 500/600, lunghi 40 metri. Alcuni di questi sono stati valutati dai militari. In particolare, alla fine degli anni '80, lo Skyship 600 fu il primo dirigibile, dopo il Dixmude che si schiantò nel Sahara nel 1923, a essere dipinto con i colori della flotta francese. Equipaggiato con un radar MEL MARAC II Sea Searcher montato sulla conchiglia e la stazione di intelligence optoelettronica ATOL di Aerospatiale, lo Skyship era in grado di rilevare navi di superficie a una distanza di 80 km da un'altezza di 620 metri. Sebbene i suoi processi abbiano avuto successo, i tagli al bilancio della difesa francese non consentirono l'adozione di questo sistema.
Successivamente, nel 1990, Airship Industries e Westinghouse ricevettero un contratto da 169 milioni di dollari per progettare e costruire un nuovo dirigibile navale a lungo raggio avanzato per la US Navy, denominato YEZ-2A. La base di questo progetto era il dirigibile Sentinel 5000, con un volume di 67.000 m³ e una lunghezza di 130 metri, il più grande dirigibile ibrido non rigido nella storia del dirigibile. Tuttavia, il prototipo a mezza scala fu distrutto da un incendio, e il programma YEZ-2A divenne vittima dei tagli di bilancio della US Navy.
Nonostante queste battute d'arresto, l'Esercito britannico condusse test segreti dello Skyship 600 per cinque anni, dal 1993 al 1998, valutando vari sistemi di sorveglianza promettenti. Anche in questo caso, l'ulteriore sviluppo fu interrotto a causa della mancata emissione di un contratto da parte del Ministero della Difesa per questo progetto.
L'HAV 304 e il progetto LEMV: la nascita dell'Airlander 10
Nel 2007, le attività di Airship Technologies Services, successore di Airship Industries, furono acquisite da Hybrid Air Vehicles (HAV), con sede a Cardington Airfield. Un passo significativo verso la realizzazione dell'Airlander 10 si ebbe nel 2009, quando HAV, in collaborazione con Northrop Grumman (appaltatore principale), vinse un contratto per l'Esercito degli Stati Uniti del valore di 517 milioni di dollari. L'obiettivo era sviluppare un dirigibile con un lungo volo, il LEMV (Long End Multi-intelligence Vehicle), con consegna prevista prima del 2013.
HAV progettò e produsse l'aeromobile HAV 304 per il progetto LEMV, con Northrop Grumman che fungeva da integratore di sistemi. Nell'agosto 2012, nello stato americano del New Jersey, il dirigibile effettuò il suo primo volo di 90 minuti con successo. Tuttavia, l'esercito americano chiuse il programma all'inizio del 2013 a causa di problemi tecnici e tecnologici e della fine delle operazioni NATO in Afghanistan. Nel 2013, HAV riacquistò il dirigibile, privo del kit di sensori di Northrop Grumman, dagli Stati Uniti e nei successivi tre anni trovò i fondi necessari per la ricostruzione e il volo di questo dispositivo nel Regno Unito.
Airlander 10, Permetterà al Trasporto Aereo di Diventare Sostenibile!
Airlander 10: Caratteristiche e prestazioni
L'Airlander 10, derivato da un hangar in legno storico lungo 248 metri, costruito nel 1915, è salito per la prima volta in cielo dall'aerodromo di Cardington nell'agosto 2016. Questo dirigibile ibrido, con una massa di 20 tonnellate e una lunghezza di 92 metri, è diventato il più grande aeromobile volante del mondo. A titolo di confronto, è 17 metri più lungo dell'Airbus A340-600, l'aeromobile più grande al mondo al momento. Il suo pilota collaudatore, l'unica persona ad aver pilotato il dirigibile in America prima della chiusura del progetto LEMV, ha una vasta esperienza, essendosi qualificato come pilota di dirigibile e avendo partecipato alla certificazione dei dirigibili Skyship 600 e 500HL per Airship Industries.
L'Airlander 10 viaggerà con una velocità massima di 146 km/h, inferiore a quella di un'automobile, e ospiterà un massimo di 19 passeggeri più l'equipaggio, per un carico massimo di 10.000 kg. Una delle caratteristiche più distintive di questo modello è la presenza di vetri sia ai lati che nel pavimento, permettendo così ai passeggeri di godere appieno del panorama e dei paesaggi delle rotte dell'Airlander 10.
Il dirigibile ibrido di un design non rigido, lungo 92 metri, è equipaggiato con quattro motori V8 da 242 kW (325 hp) ad iniezione diretta. Durante il suo primo volo, il 17 agosto 2016, ha volato lungo una zona di sei miglia attorno all'aerodromo di Cardington a 150 metri di altezza e ha raggiunto la velocità massima di 35 nodi. Il 24 agosto 2016, l'Airlander ha effettuato un secondo volo di successo della durata di un'ora e mezza. Tuttavia, durante l'atterraggio, si sono verificati problemi con l'albero di ormeggio, costringendo il pilota a effettuare un secondo giro attorno all'aerodromo. Durante la seconda partenza, il cavo di prua, lungo 46 metri, è caduto e, avvicinandosi al punto di atterraggio, si è agganciato a una linea di trasmissione, causando un atterraggio duro e danni alla cabina di pilotaggio, fortunatamente senza infortuni.
Nei successivi otto mesi, il team di HAV ha riparato i danni e apportato alcune modifiche, inclusa l'installazione di due sistemi di emergenza gonfiabili per proteggere la cabina di pilotaggio. I test di volo sono ripresi a metà del 2017 e entro il 17 novembre erano stati completati sei voli di prova per una durata totale di 13 ore. Tuttavia, il giorno successivo, con un vento piuttosto debole, l'aeronave si è staccata dal suo albero di ormeggio, subendo danni significativi e il conseguente sgonfiamento dell'involucro.
Al momento, i voli al pubblico non sono ancora stati aperti poiché non ha ancora effettuato le 200 ore di volo previste per poter diventare a tutti gli effetti un mezzo di trasporto passeggeri.
Il potenziale multifunzionale dell'Airlander 10
Nonostante i contrattempi iniziali, HAV intravede un enorme potenziale in questi aeromobili. Le possibili applicazioni includono sorveglianza, ricognizione e raccolta di informazioni, intelligenza navale, piattaforme radar, piattaforme di relè radio e piattaforme per il lancio di truppe. Tutti questi compiti possono essere svolti a un costo notevolmente inferiore rispetto a qualsiasi altro tipo di aeromobile. L'unità, con un carico di 1364 kg, può rimanere in aria per un massimo di cinque settimane e, in caso di interesse da parte di un cliente NATO, l'azienda può ripristinare il sistema di pilotaggio remoto.
Secondo un rappresentante dell'azienda, esiste anche un enorme potenziale per l'applicazione di questi sistemi nella flotta e nella guardia costiera. L'azienda è in trattativa con la Guardia Costiera (non degli Stati Uniti) per coinvolgere un tale sistema nella soluzione di problemi legati a rifugiati e pesca illegale. Inoltre, i dirigibili possono rifornire le navi in mare. L'Airlander, equipaggiato con vari sistemi di sensori e il suo equipaggio, può anche essere noleggiato per eseguire compiti speciali con un ampio raggio d'azione. Esistono anche piani per sviluppare una versione più grande, l'Airlander 50, con una capacità di carico di 50 tonnellate.
Altri sviluppi nel campo degli aeromobili ibridi: Lockheed Martin e RosAeroSystems
L'Airlander non è l'unico grande progetto di dirigibile non rigido in fase di sviluppo. Lockheed Martin ha investito nello sviluppo della tecnologia di dirigibili ibridi e ha valutato le sue capacità per oltre 20 anni, fiduciosa che l'operazione di tali piattaforme possa portare indubbi benefici. Più di 10 anni fa, il suo team ha costruito e lanciato in cielo il dimostratore P-791, che ha dimostrato con successo tutte le tecnologie necessarie per l'ulteriore implementazione di questo progetto. Il P-791 è stato il primo prototipo ridotto per il progetto Walrus (Hybrid Ultra Large Aircraft - Ultra-Large Hybrid) finanziato dal Progetto di difesa avanzata DARPA, mirato a creare un dirigibile capace di trasportare da 500 a 1000 tonnellate. Sebbene il dirigibile Walrus avesse il potenziale per espandere e accelerare le capacità strategiche degli Stati Uniti per il trasporto di merci a costi ridotti, il progetto è stato chiuso nel 2010.
Successivamente, Lockheed Martin ha completato il processo di certificazione richiesto dall'Ufficio federale dell'aviazione civile per una nuova classe di aeromobili e ha iniziato la costruzione del primo modello commerciale, l'LMH-1, presso la sua struttura Skunk Works in California. Il dirigibile LMH-1, lungo 85 metri, è in grado di trasportare merci del peso di 14.500 kg e fino a 19 passeggeri a una distanza massima di 1400 miglia nautiche con una velocità di crociera di 60 nodi. L'80 percento della portanza aerodinamica è fornita dall'elio e il restante 20 percento è generato dall'involucro a tre gusci e dalla spinta di quattro motori a elica.
L'LMH-1 può atterrare ovunque, inclusa l'acqua, utilizzando il sistema di atterraggio a cuscino d'aria (ACLS), basato su un sistema simile del prototipo P791. A differenza dei quattro cuscini del sistema ACLS utilizzato sul P791, l'LMH-1 avrà due cuscini principali a poppa e uno più piccolo a prua. Durante l'atterraggio, il veicolo atterra come un aeroplano, prima sui due cuscini principali e poi sul "piede del naso", situato sotto la parte anteriore della navicella passeggeri e cargo di 46 metri.
Il dirigibile LMH-1 ha quattro motori diesel V6 con una potenza nominale di 228 kW (300 hp), con eliche a tre pale rotanti. La deviazione del vettore di spinta e il movimento delle superfici di controllo sulle quattro code dell'LMH-1 sono controllati dal sistema di controllo remoto elettrico del dirigibile. Per il decollo e l'atterraggio, viene utilizzato un sistema di controllo di volo basato su un algoritmo sviluppato per il caccia Lockheed Martin F-35В con decollo abbreviato e atterraggio verticale. A velocità fino a 20 nodi, il controller nella cabina a due posti fornisce segnali per il funzionamento in modalità verticale. Oltre i 25 nodi, lo switch passa alla modalità "en-route". Tra queste velocità, c'è un lavoro in modalità combinata per la transizione dal volo diretto all'atterraggio e viceversa. Un pulsante sulla manopola di controllo lato pilota attiva la manovra del freno, che viene eseguita deviando le alette verticali posteriori, dopo di che le pale dell'elica si trovano nella posizione opposta e la velocità scende sotto i 15 nodi.
Lockheed Martin ha ricevuto lettere di intenti per 24 dirigibili da vari clienti, tra cui la compagnia aerea statunitense Straight Line Aviation, PRL Logistics e la francese Hybrid Air Freighters. Straight Line ha già annunciato piani per l'operazione dell'LMH-1 nell'Artico canadese e PRL Logistics ha annunciato la sua attività in Alaska.
Gli sforzi russi nel settore dei dirigibili
La Russia vanta una ricca storia nella costruzione di dirigibili, iniziata negli anni '20. Il principale produttore russo di dispositivi aeronautici, RosAeroSystems, è stato fondato nel 1997. È l'unica azienda in Russia con le competenze per la produzione e il collaudo di involucri fino a 50 mila m³. Ha già costruito un dirigibile Au-12 a doppio posto, certificato dal Comitato Interstatale per l'Aviazione e assegnato al monitoraggio della tangenziale di Mosca.
Un dirigibile ellissoidale a 10 posti della serie semirigida Au-30 ha stabilito un record mondiale nella classe BA-05 nel 2008, volando per una distanza di 626 km da San Pietroburgo alla città di Kirzhach nella regione di Vladimir. Il dirigibile Au-30 è equipaggiato con due motori a quattro cilindri LOM-Praga M-30, con una potenza di 127 kW (170 hp) ciascuno e un vettore di spinta deviato. Ha una tipica configurazione di pattuglia con 4 o 5 operatori e lavori correlati. Il terzo dirigibile seriale Au-30 è stato assemblato in Francia, ma nel gennaio 2010, la gondola è stata danneggiata durante una tempesta in un aeroporto nel sud della Francia ed è stata riparata solo all'inizio del 2011.
RosAeroSystems sviluppa anche dirigibili ad elio della struttura semirigida della serie Atlas, destinati alla consegna di carichi voluminosi. Il più grande dirigibile della serie, l'Atlas 100, ha una lunghezza di 75 metri, un volume di involucri di 30 mila m³ ed è dotato di quattro motori a pistoni con un vettore di spinta deflettore di 466 kW (625 hp). Tuttavia, i progetti Atlas, privi di finanziamenti, rimangono per ora solo sui tavoli da disegno.
Lo Stratobus: Un velivolo stratosferico autonomo
Mentre i dirigibili per carichi pesanti sopra descritti sono progettati per essere pilotati, Thales Alenia Space sta sviluppando un velivolo stratosferico autonomo chiamato Stratobus. Questo dirigibile è in grado di operare a un'altitudine di 20 km, ovvero al di sopra delle rotte degli aerei civili e dei caccia a reazione. È progettato per svolgere una vasta gamma di attività civili e militari, tra cui telecomunicazioni, navigazione e sorveglianza.
Lo Stratobus, lungo 115 metri e con un peso di sette tonnellate, può trasportare un carico utile di 450 kg, ad esempio una stazione radar, inclusa Thales Searchmaster, e sensori ottici per condurre una sorveglianza continua a lungo termine in qualsiasi condizione meteorologica. Per quanto riguarda i compiti militari, può muoversi in conformità con il movimento del teatro delle operazioni, offrendo una piattaforma di osservazione e comunicazione versatile e persistente.