REPORT
Ulteriori considerazioni sull’articolo del prof. J.C. Halpin
da Alessandro Amendola
Comprendere l’evoluzione del trasporto aereo leggero nel contesto delle grandi metropoli, o nei collegamenti tra le città, seppur su brevi tratte, ha una grande importanza dal punto di vista sociale e imprenditoriale. E’ però una impresa non certo semplice!
È abbastanza evidente che oggi assistiamo a una vera e propria competizione che coinvolge decine di aziende, alcune di nuova costituzione, start-up e anche grandi gruppi industriali. Questa corsa è basata sulla disponibilità di nuove tecnologie emergenti che promettono di fornire prodotti con prestazioni mai viste prima ed è alimentata da notevoli risorse finanziarie, provenienti da investitori avventurosi che scommettono sul futuro di queste tecnologie e sull’Advance Air Mobility (AAM). Ma la domanda fondamentale che sorge spontanea è: quanti progetti arriveranno effettivamente a una fase produttiva e operativa completa?
Una migliore comprensione della storia dei programmi passati, come quella presentata dal prof. Halpin, può aiutare in modo da analizzare quali fattori potranno influenzare il futuro, rifacendosi complessivamente e selettivamente a quanto avvenuto in quella storia. In generale anche l’analisi del comportamento dei processi di sviluppo e della gestione dei sistemi di grandi dimensioni, basati su enormi miglioramenti tecnologici, presenta sfide simili che necessitano attenzione e approfondimenti come la maggior parte dei sistemi fisici e software stessi. In tale ottica è sicuramente interessante e utile un’analisi retrospettiva basata sulla somiglianza tra velivoli leggeri di aviazione generale (Light Utility Aircraft) e i futuri velivoli AAM.
Storicamente il numero totale di velivoli leggeri nella categoria LUA che sono stati prodotti negli ultimi 60 anni è di circa 11000 unità, con un costo medio totale di certificazione e produzione a pieno regime (FRP) compreso tra 1 e 1,5 miliardi di dollari.
Più in dettaglio, sono stati necessari in media quasi 20 mesi dal 1° volo (First Flight) all’EIS (Entry Into Service), con una costo medio stimato di $ 400-500 milioni necessari per raggiungere l’EIS a partire dallo sviluppo iniziale. In media sono stati necessari ulteriori 650 milioni di dollari per raggiungere la Full Rate Production (FRP) a partire dall’EIS. Questi dati sono sulla base di riferimenti storici disponibili per questa categoria di aeromobili di piccola dimensione. Questi dati traslati a valori attuali renderebbero molto difficile la sopravvivenza di più di 4-5 marchi se assumiamo un mercato complessivo simile al LUA (Light Utility Aircraft) di 11000 veicoli nei prossimi 30 anni, con un tasso di produzione totale di quasi 350 veicoli all’anno, ciò implica quasi 70 veicoli all’anno per azienda. Infatti i marchi storici in questo settore di aviazione sono 5 al massimo, che dominano il mercato.
E quindi tale dimensione di mercato potenziale e i rischi da affrontare, non giustificherebbero la quantità di investimenti osservata oggi per il settore dell’AAM e la folla di concorrenti in lotta per una posizione di leadership.
La motivazione di questa corsa è da ricercarsi in un motivo unico: Tutti sperano o hanno fatto valutazioni su un mercato potenziale molto più ampio. Inoltre tutti i player credono in una crescita costante nei prossimi trent’anni e oltre, a differenza di quanto accadde per il mercato LUA che subì un sensibile calo della domanda dopo il 1990, passando da 250 all’anno a non più di 100, con la conseguente complessiva limitazione della produzione e con la scomparsa di molti prodotti e marchi. Pertanto, un’altra domanda fondamentale è se i prodotti AAM subiranno o meno un declino simile dopo la penetrazione iniziale del mercato. Il calo della domanda di piccoli turboelica è stato sicuramente dovuto a molti fattori tra cui la tecnologia di propulsione a reazione, al difficile passaggio tra LRIP (Low Rate Initial Production) e FRP (Full Rate Production) che storicamente consuma risorse finanziarie simili, per ammontare, a quelle spese in sviluppo ed infine ai proibitivi costi operativi. È vero che tipicamente, la transizione tra LRIP e FRP avviene a circa il 10-15 per cento delle quantità di produzione totali previste a seconda della complessità, del livello di tecnologia e delle valutazioni della capacità operativa, e questo sarebbe il passaggio da un flusso di pura spesa finanziaria o cash-flow negativo, ad una redditività o cash-flow positivo. In passato molti velivoli Light Utility hanno avuto grandi difficoltà in questa fase e di conseguenza non è stato possibile mantenere la redditività. Questo è stato certamente un fattore importante, ma non è l’unico. Ad esempio, un altro elemento da tenere in considerazione è stata la concorrenza di altre modalità di trasporto sia per le persone che per le merci, in particolare il trasporto terrestre per brevi distanze, inferiori alle 200-250 miglia. Dopo gli anni ’90 c’è stata una crescita esponenziale nel trasporto su gomma di merci e persone e in Europa anche l’introduzione dei treni ad alta velocità. Questa crescita continua ancora oggi con un andamento quasi lineare del 4/5% annuo. Il mercato degli aerei leggeri ha quindi sofferto in passato della concorrenza di autocarri e treni veloci. Per quanto riguarda le merci, il costo per ogni kilogrammo trasportato per kilometro (kg/km) dei piccoli aerei è ancora di un ordine di grandezza superiore a quello di un camion, e l’aviazione leggera non è stata in grado di cogliere la rapida crescita del mercato del trasporto merci a causa di costi più elevati, delle limitazioni operative e delle complessità nei regolamenti aeronautici.
Fenomeni simili si sono verificati per i passeggeri dove, a causa del costo su piccole distanze e della flessibilità operativa del trasporto personale in auto e del treno veloce, questi ultimi erano di gran lunga più convenienti rispetto ai piccoli aerei per uso personale da usare fino all’hub dell’aeroporto per il volo internazionale. Pertanto la vera sfida per il futuro trasporto aereo leggero e personale, al fine di evitare un simile fenomeno di calo della domanda successivo alla fase di produzione iniziale, è mantenere la competitività rispetto al trasporto terrestre sia per le merci che per le persone, ovvero il futuro velivolo per la mobilità urbana ed interurbana dovrà mantenere i costi e la flessibilità operativa per essere conveniente per tempi e costi rispetto ad auto, camion e treni veloci.
Ed in effetti, la maggior parte di coloro che sono fortemente coinvolti nello sviluppo di AAM credono che questa sfida possa essere vinta. Ovvero scommettono che il mix di nuovi prodotti e tecnologie che si sta sviluppando sia in grado di creare un mercato che va ben oltre le 10.000 macchine nei prossimi 30 anni. Questo perché l’AAM coinvolge tipologie completamente nuove di aeromobili che operano nello spazio aereo, governato e regolamentato in modo assolutamente innovativo. Nell’ambiente urbano, i primi ad entrare nel mercato saranno probabilmente gli aerei elettrici a decollo e atterraggio verticale (eVTOL) con una capacità tipica di tre o quattro passeggeri.
Questi velivoli possono decollare e atterrare come un elicottero, ma dovrebbero farlo con una rumorosità notevolmente inferiore e con un costo operativo molto basso (manutenzione, carburante ed equipaggio) grazie all’elettrificazione e all’automazione. Inizialmente si prevede che la maggior parte di questi velivoli sarà pilotata (portando a una certificazione e all’ingresso sul mercato più rapidi) e man mano che la tecnologia matura, è probabile che diventino autonomi nel tempo. Nel contesto interurburbano e regionale oltre agli eVTOL, è probabile che opereranno velivoli elettrici a decollo e atterraggio convenzionali (eCTOL) ed elettrici a decollo e atterraggio brevi (eSTOL). Gli aeromobili eSTOL sono simili agli aeromobili convenzionali, poiché necessitano di una pista, ma la lunghezza della pista richiesta può essere molto breve, 500-700 metri, il che significa che in linea di principio le aviosuperfici già esistenti, potrebbero servire come potenziali candidati. La consegna delle merci è di particolare interesse per merci speciali come i farmaci salva-vita (peso ridotto, pronta disponibilità), soprattutto per quegli ospedali che non dispongono di un eliporto e devono assicurare il servizio di consegna, rispetto ai veicoli a terra che potrebbero rimanere intrappolati nel traffico stradale. È molto probabile che l’ammontare degli investimenti necessari per arrivare al FRP dei nuovi velivoli AAM, sarà molto elevato anche per l’elevato numero di barriere tecnologiche che dovranno essere superate. In effetti le tecnologie abilitanti per l’AAM sono l’elettrificazione e l’automazione (SPO Single Pilot Operation, o FAO Fully Autonomous Operation) che facilitano molti potenziali usi, tra cui il trasporto di passeggeri, la consegna di merci/pacchi, servizi di emergenza/bene pubblico (ad es. trasporti EMT, ecc.), lavori aerei (ad es. ispezione delle infrastrutture, fotografia, turismo, ecc.).
Eppure una serie di altri aspetti critici di primaria importanza devono essere studiati a fondo, compresi e successivi piani d’azione implementati con i relativi costi:
– Integrazione comunitaria
– Gestione delle operazioni dello spazio aereo e della flotta
– Gestione e operazioni individuali dei velivoli
– Sviluppo e produzione di aeromobili
– Progettazione e implementazione del sistema dello spazio aereo
È necessario maturare le capacità e le funzioni operative richieste da una piattaforma urbana moderna e una visione per i prodotti futuri che tenga conto delle nuove tecnologie abilitanti:
– Nuove configurazioni di aeromobili
– Velivoli ad alte prestazioni
– Sistemi di propulsione efficienti
– Maggiore tolleranza agli agenti atmosferici
– Maggiore agilità progettuale e produttiva
E in termini di processi e metodi:
– Metodi avanzati di progettazione e ingegneria (basata su modelli, ingegneria digitale, ecc.) insieme a test rapidi avanzati consentono una commercializzazione più rapida.
– Processo di certificazione adattato per nuove tecnologie, materiali, aeromobili e processi di produzione basati sui quadri normativi in vigore e consentire un’integrazione più rapida dei miglioramenti della sicurezza.
– Le catene di produzione e fornitura mature, inclusi processi digitali sicuri per tenere traccia delle parti e garantire l’autenticità e la tracciabilità, consentiranno un rapido ordine e ricezione delle parti
Multimodalità e ambiente: gli aspetti ambientali saranno un importante fattore trainante nel plasmare il futuro settore del trasporto aereo. È necessario studiare la complementarità/sostituibilità dei diversi modi di trasporto per determinati segmenti di distanza: quale sarà il ruolo del trasporto aereo, come cambieranno le reti future (ad esempio in termini di distribuzione del traffico aereo su diversi segmenti di distanza), come cambierà la composizione della flotta aerea e gli effetti sulle operazioni aeroportuali. In che modo una migliore integrazione del trasporto aereo con altri modi di trasporto può contribuire a ridurre l’impatto ambientale del viaggio porta a porta?
Comprendere le aspettative dei passeggeri. Comprendere le aspettative dei passeggeri (in merito a origine-destinazione, tempo di viaggio, comfort, impatto ecologico e affidabilità) è un’attività continua legata alla flessibilità/cambiamenti nel tempo della domanda di modalità di trasporto. In che modo l’aviazione può monitorare le aspettative dei passeggeri per migliorare la propria offerta? In che modo le mutevoli preferenze dei passeggeri modelleranno il futuro sistema di trasporto multimodale (ad es. prodotti e servizi aeroportuali e l’aeroporto come nodo multimodale).
Impatto UAM sulla multimodalità. Valutazione dell’impatto dell’UAM sulle soluzioni intermodali, sia passeggeri che merci, integrate nella catena di trasporto multimodale. La progettazione di soluzioni intermodali dovrebbe sfruttare UAM per collegare diversi aeroporti nella stessa area urbana.