HEAD - Hydrogen and Electric Aircraft Design

L’espansione del trasporto aereo passeggeri degli ultimi anni (ad eccezione della pandemia) ha fatto registrare il più alto e veloce incremento di emissioni per passeggero di tutti i settori, nonostante il significativo efficientamento dei velivoli di ultima generazione. Per questo è necessario accelerare la transizione ecologica con l’immissione di velivoli elettrici e ad idrogeno. Questo richiede una progettazione integrata digitale fino alla certificazione e produzione e l’adozione dei digital twin per gestire la progettazione dell'aereo come complesso sistema di sistemi (system-of-systems). Con questo obiettivo, il progetto immetterà sul mercato una piattaforma digitale per il coordinamento dei programmi aeronautici e l’integrazione di modelli digitali delle future configurazioni velivolo. Per renderlo possibile, Airizon propone un modello di velivolo che sfrutta pienamente il paradigma della model-based system engineering (MBSE). A differenza di altri modelli di velivolo sul mercato che partono da o si fermano ad un certo livello di maturità, il modello digitale proposto è completamente scalabile dalla progettazione concettuale fino al digital twin. Il modello è inoltre in grado di descrivere configurazioni innovative (blended-wing-body, wing-box, etc.) nonché d’integrare sistemi propulsivi ibrido-elettrici che includano batterie, celle a idrogeno. La seconda innovazione portata sul mercato dalla suite HEAD è costituita dai metodi innovativi di analisi e simulazione dei sistemi aeronautici sviluppati negli ultimi tre anni nell’ambito di vari progetti di ricerca europei al fianco degli attori principali del settore, come Rolls-Royce, Leonardo e il Centro Italiano di Ricerca Aerospaziale. In particolare, con Leonardo e il CIRA, sono ancora attive collaborazioni per lo sviluppo del progetto HEAD. Airizon sviluppa tale progetto attorno all'omonimo pacchetto software per la progettazione di velivoli elettrici: HEAD. La suite è composta da tre moduli dedicati alle fasi di progettazione che vanno dalla progettazione concettuale fino alla certificazione, integranti anche feature dedicate all'ottimizzazione multi-disciplinare e multi-obiettivo basata su algoritmi di deep learning, e un modulo dedicato all'installazione di ecosistemi blockchain per la gestione dei programmi aeronautici e dei partners coinvolti facilitando gli aspetti contrattuali che tutelano la proprietà intellettuale e la tracciabilità. Per la prima volta nel campo della progettazione aeronautica, una sola piattaforma digitale integrerà varie tipologie di sistema propulsivo e di supportare la progettazione di un numero illimitato di configurazioni diverse. Questo risultato si fonda sull’innovativo modello digitale creato da Airizon per descrivere i velivoli in maniera modulare e incrementale dal TRL 1 (concept) al TRL 9 (digital twin). L’integrazione all’interno dell’ambiente di progettazione di metodi innovativi in linea con i principi di ecodesign consente di ridurre l’impatto ambientale dell’aereo sin dalle prime fasi del progetto. Airizon supera le criticità degli strumenti digitali presenti sul mercato proponendo un prodotto in grado di interfacciarsi con altri software allo scopo di facilitare l’integrazione delle informazioni provenienti dai vari partner dei programmi aeronautici e garantendo una riduzione dei costi fino al 40% e dei tempi fino al 60%. A ciò si aggiunge la possibilità di customizzare rapidamente il prodotto grazie alla progettazione di un’architettura software modulare e aperta. HEAD è un progetto che si inserisce nel mercato della progettazione e gestione del ciclo di vita dei prodotti aeronautici, con un TAM di circa 7.1 miliardi di euro (43% in Europa) nel 2023 e con un CAGR di circa l’11%, spinto dai processi di digitalizzazione intrapresi dall’intera filiera (Fonti: McKinsey e Plung&Play). La sua applicabilità in altri contesti è testimoniata dall'interesse che aziende come Siemens e Renault hanno dimostrato per questo progetto.