Hyper-F

HYPER-F (HYbrid electric Propulsion for Emission Reduction in Flight) è un progetto finanziato nell'ambito del programma CleanSky 2 - Large Passenger Aircraft (CS2-LPA) ed è composto da due principali filoni tecnologici:

1. Sviluppo di metodologie e strumenti per la progettazione di configurazioni aeronautiche innovative, basate su sistemi di propulsione ibrido-elettrica e caratterizzate da propulsione integrata in coda con ingestione dello strato limite (BLI - Boundary Layer Ingestion). In questa attività il partenariato è composto da Rolls Royce, DLR e CIRA.

2. Sviluppo e validazione della metodologia denominata "Scaled Flight Testing", quale step intermedio nella introduzione e maturazione tecnologica di nuove architetture aeronautiche e/o di nuove tecnologie nella comunità aerospaziale. In questa attività il partenariato è composto da ONERA, CIRA, NLR ed Airbus.

Il target ultimo di entrambi le attività è favorire l'introduzione di tecnologie e configurazioni innovative nell'industria aeronautica europea, al fine di realizzare un sistema di trasporto aereo climaticamente neutro entro il 2050.

​​Nell'ambito delle attività di cui al punto 1), il CIRA partecipa al progetto con attività di simulazione aerodinamica ed aero-acustica, il cui obiettivo è di contribuire al miglioramento delle performance (incluse le emissioni di inquinanti) di configurazioni velivolo con propulsore in coda ed incorporato nella fusoliera. L'attività di aerodinamica si concentra sullo sviluppo di modelli surrogati physics-based, utili a fornire la mappa termo-fluidodinamica dello strato limite all'ingresso del fan, situato nella coda del velivolo. Questa distribuzione (BL-map)  è utilizzata da DLR nelle attività di design del fan, tra cui il design strutturale, l'aero-acustica interna e l'aeroelasticità. Le attività di aero-acustica esterna svolte dal CIRA hanno invece supportato la valutazione delle emissioni acustiche di configurazioni con propulsore integrato in fusoliera, mediante studi di quantificazione e caratterizzazione del rumore prodotto nel campo lontano ed in particolare nelle aree urbane circostanti gli aeroporti. Attraverso tali attività è possibile quantificare eventuali benefici sul rumore prodotto, dovuti sia all'ingestione dello strato limite nel fan posteriore, sia agli effetti di schermatura acustica derivanti dalla forte integrazione propulsore-fusoliera.

Le attività di cui al punto 2) riguardano lo sviluppo e validazione della metodologia "Scaled Flight Testing" (SFT), quale elemento utile all'introduzione di nuove tecnologie e/o configurazioni architetturali innovative in ambito aeronautico. Essa rappresenta una metodologia a complemento della simulazione numerica, della galleria del vento ed altri mezzi di prova sperimentali, utilizzati tradizionalmente durante lo sviluppo di un velivolo. L'obiettivo primario dello SFT è di poter valutare e verificare le caratteristiche dinamiche di volo e le leggi di controllo, già durante le fasi iniziali/intermedie di sviluppo di una nuova configurazione o tecnologia aeronautica, con rischi, costi e tempi contenuti rispetto ad una campagna volativa su un prototipo full scale. 

In questo contesto, i partner CIRA, NLR, ONERA ed Airbus partecipano alla realizzazione di un sistema volante a pilotaggio remoto denominato Scaled Flight Demonstrator (SFD), in similitudine dinamica con un velivolo da trasporto commerciale (Airbus A320 – scala 1:8.5). Il velivolo SFD è progettato e realizzato da NLR sulla base di target e requisiti globali forniti da Airbus e in base a specifiche tecniche di dettaglio fornite da ONERA, che investiga gli aspetti di similitudine e lo sviluppo delle leggi di trasposizione fra il velivolo scalato e quello reale. Il CIRA contribuisce in questa attività, sviluppando il sistema di Guida Navigazione e Controllo di bordo del SFD, nonché la stazione di pilotaggio remoto a terra. In questo ambito, il CIRA è anche responsabile dell'organizzazione dei voli di Missione che si terranno presso il poligono sperimentale di volo dell'aeroporto pugliese di Grottaglie. Nello stesso contesto, il CIRA è anche coinvolto nelle attività di riprogettazione del dimostratore SFD, in cui verrà implementata e testata in volo la tecnologia della propulsione elettrica distribuita (SFD-DEP).