eVTOL: come funzionano gli aeromobili elettrici a decollo verticale

I sistemi eVTOL (electric Vertical Take-Off and Landing) costituiscono una delle più recenti evoluzioni nel settore aeronautico, grazie alla convergenza tra propulsione elettrica, sistemi di controllo avanzati e nuovi paradigmi di mobilità.

L’articolo offre una panoramica completa: dal funzionamento tecnico degli eVTOL alle configurazioni oggi in sviluppo, dalle infrastrutture di vertiporto previste in Italia al percorso di certificazione EASA, fino agli scenari di mercato attesi entro il 2030. Un settore in rapida evoluzione, che coinvolge ingegneri, regolatori, compagnie aeree e città in egual misura.

I sistemi eVTOL (electric vertical take-off and landing) costituiscono una delle più recenti evoluzioni nel settore aeronautico, grazie alla convergenza tra propulsione elettrica, sistemi di controllo avanzati e nuovi paradigmi di mobilità.

Il concetto chiave che rende tutto questo possibile è la propulsione elettrica distribuita (Distributed Electric Propulsion, DEP): invece di uno o due motori centralizzati, un eVTOL utilizza numerosi motori elettrici di piccole dimensioni, distribuiti sulla struttura e controllati digitalmente in tempo reale, per garantire maggiore sicurezza, ridondanza e silenziosità rispetto ai sistemi convenzionali.

Un eVTOL può ricordare un elicottero o un grande drone, ma le differenze sono sostanziali. Rispetto a un elicottero tradizionale, è pensato per essere più silenzioso, meno inquinante e più semplice da gestire. Utilizza motori elettrici al posto dei motori a combustione e non ha un unico grande rotore, ma più eliche più piccole, una soluzione che riduce il rumore e aumenta la sicurezza.

Inoltre, mentre elicottero e drone sono usati soprattutto per missioni speciali o trasporti di nicchia, l’eVTOL nasce con l’idea di diventare un mezzo di trasporto quotidiano nelle città. L’obiettivo principale degli eVTOL è infatti quello di abilitare un trasporto aereo a corto raggio più flessibile e potenzialmente sostenibile, riducendo la dipendenza da infrastrutture aeroportuali tradizionali.

Il mercato dei velivoli eVTOL promette di crescere molto rapidamente. Gli eVTOL diventeranno probabilmente di uso comune e frequente per spostare persone e merci in modo flessibile ed efficiente dal punto di vista energetico, a complemento degli aerei ad ala fissa e delle modalità di trasporto a terra.

Le grandi compagnie aeree, i trasportatori di merci e decine di nuove startup investono in questi piccoli aerei a propulsione elettrica, che non richiedono piste o strade, sostenendo al contempo le iniziative ambientali, sconfiggendo la congestione stradale, operando in modo più efficiente.

Un sistema eVTOL è caratterizzato da:

• capacità di decollo e atterraggio verticale;
• propulsione elettrica, spesso distribuita su più attuatori, con ridotta complessità meccanica;
• sistemi di controllo fly-by-wire con elevato livello di automazione
• ridondanza funzionale e controllo digitale per il raggiungimento dei livelli di sicurezza richiesti dall’aviazione civile.

Il cuore energetico è il suo sistema di alimentazione. Il funzionamento di un eVTOL dipende in modo determinante dalla qualità e dall’architettura dei suoi motori elettrici, che ne determinano efficienza, ridondanza e prestazioni in volo.

La sfida principale rimane il rapporto tra peso della batteria e autonomia di volo: aumentare l’energia a bordo significa ridurre il payload trasportabile, un equilibrio che gli ingegneri cercano di ottimizzare ad ogni iterazione progettuale.

Le configurazioni eVTOL attualmente oggetto di studio e sviluppo possono essere suddivise in tre categorie principali:

• Multirotore: prevedono numerosi rotori dedicati esclusivamente alla portanza verticale. Tale soluzione offre semplicità progettuale, controllo accurato dell’assetto e buona tolleranza ai guasti, a fronte di prestazioni limitate in termini di autonomia e velocità di crociera.
• Lift & Cruise: in questa configurazione, i sistemi di sollevamento verticale sono separati dalla propulsione per il volo orizzontale. Ciò consente un miglior compromesso aerodinamico nelle fasi di crociera, rendendo questa architettura particolarmente adatta a missioni di trasporto urbano e regionale.
• Tilt-rotor e tilt-wing: prevedono la rotazione dei rotori o dell’intera ala tra assetto verticale e orizzontale. Esse garantiscono prestazioni superiori in termini di efficienza aerodinamica e raggio d’azione, ma introducono una maggiore complessità nei sistemi meccanici e di controllo.

Ogni scelta progettuale risponde a un diverso compromesso tra efficienza in crociera, autonomia, peso e complessità costruttiva.

Gli eVTOL, spesso descritti come i “taxi volanti” del futuro, hanno come obiettivo principale il rivoluzionare la mobilità aerea urbana (Urban Air Mobility, UAM). Questi velivoli promettono di collegare rapidamente aeroporti, centri direzionali e aree periferiche, riducendo drasticamente i tempi di percorrenza. Grazie al decollo e atterraggio verticale, non richiedono piste tradizionali ma possono operare da vertiporti dedicati, integrandosi con il trasporto pubblico esistente.

L’idea non è sostituire auto o treni, ma affiancarli, offrendo una nuova dimensione di spostamento sopra il traffico cittadino.

Oltre alle persone, gli eVTOL possono essere usati per trasportare merci; questi velivoli elettrici possono consegnare pacchi con più efficienza e velocità, integrando le reti logistiche. Potrebbero anche essere impiegati perrifornire e assistere altri veicoli aerei, inclusi droni e velivoli più grandi, in una rete interconnessa di trasporto aereo.

Un altro caso d’uso molto rilevante degli eVTOL è nella sanità d’urgenza: velivoli utilizzati come aeroambulanze o per trasporto rapido di personale medico, pazienti e organi per trapianti.

Alcuni progetti pilota vedono gli eVTOL impiegati anche per tour panoramici o servizi turistici, offrendo ai visitatori una vista unica della città dall’alto. Questo è un uso “premium” che può affiancarsi alle applicazioni di trasporto più funzionali.

Il concetto di vertiporto, cioè “stazione” per il decollo e l’atterraggio di eVTOL, non è più solo teoria in Italia: ci sono progetti concreti e partnership industriali in corso per realizzarli nel prossimo futuro.
Un vertiporto include piattaforme multiple per operazioni verticali, terminal passeggeri per check-in e imbarco, stazioni di ricarica rapida per batterie e sistemi a idrogeno, aree dedicate alla manutenzione e un centro di controllo integrato con i sistemi di gestione del traffico aereo urbano. Un’infrastruttura, in sostanza, pensata per funzionare come un piccolo aeroporto urbano accessibile.
Un primo esempio sperimentale è stato già realizzato all’aeroporto di Fiumicino, utilizzato per test e prime dimostrazioni di volo con eVTOL. Su questa base, la società specializzata in infrastrutture, Advanced Air Mobility UrbanV ha definito un piano di sviluppo più ampio: 8-10 vertiporti previsti tra il 2025 e il 2030 che collegherebbero aeroporto, centro città, punti strategici e destinazioni chiave, integrandosi con treni, metropolitane e taxi.
Anche in Lombardia sta nascendo un progetto regionale di rete di vertiporti con un accordo siglato tra il gestore degli aeroporti milanesi, l’azienda Skyports e il costruttore eVTOL Lilium. L’obiettivo è realizzare infrastrutture operative, partendo da collegamenti strategici come Malpensa – centro di Milano.
A partire da 2025–2027 si prevede l’avvio delle prime connessioni commerciali pilotate tra aeroporti e città, mentre l’estensione delle reti urbane locali richiederà diversi anni aggiuntivi, con un orizzonte di operatività diffusa che potrebbe spingersi fino alla fine del decennio.

La certificazione dei sistemi eVTOL richiede il superamento dell’esame EASA, l’Agenzia europea per la sicurezza aerea. EASA ha introdotto una condizione speciale di certificazione per eVTOL, chiamata SC-VTOL (Special Condition for Small-Category Vertical Take-Off and Landing aircraft), per colmare l’assenza di specifiche di certificazione dedicate nei regolamenti tradizionali (CS-23/CS-27). Questo documento definisce requisiti di aeronavigabilità specifici per eVTOL destinati al trasporto di persone e focalizza la certificazione sulla sicurezza dell’aeromobile e della missione.

Con l’obiettivo di garantire che, anche in caso di guasto, il velivolo possa continuare a volare in sicurezza, riducendo al minimo i rischi per passeggeri e persone a terra, la SC-VTOL stabilisce requisiti di sicurezza molto stringenti, paragonabili a quelli dell’aviazione commerciale. Gli ambiti di maggiore rilevanza includono:

• per i sistemi critici, incluso il controllo di volo automatico, una ridondanza sufficiente per sopravvivere a guasti singoli senza provocare condizioni pericolose
• per componenti come rotori, superfici portanti e cabine passeggeri, resistenza a carichi normali e di emergenza, tolleranza a danni e durabilità nel tempo
• per i sistemi di accumulo, una progettazione volta a limitare gli incendi e le condizioni di guasto energetico grave.

Le dimostrazioni di conformità includono test di volo, analisi strutturali e simulazioni di guasto secondo metodologie come FHA (Functional Hazard Assessment) e SSA (System Safety Assessment) per verificare che tutti i rischi siano mitigati.

Queste metodologie mappano sistematicamente ogni potenziale condizione di guasto, classificandola per gravità e probabilità, e verificano che le contromisure progettuali la riducano a livelli accettabili. Solo al termine di questo percorso, che può richiedere diversi anni, il velivolo ottiene il certificato di aeronavigabilità.

Rispetto agli Stati Uniti, dove la FAA (Federal Aviation Administration) adatta norme già esistenti, l’Europa ha scelto un approccio più rigoroso, scrivendo regole nuove e dedicate. Un percorso più lungo e complesso, ma pensato per rendere la mobilità aerea urbana sicura e socialmente accettabile.

A livello globale, la corsa agli aerotaxi elettrici è già partita.

Ad esempio, Joby Aviation ha firmato un contratto per lanciare servizi commerciali negli Emirati Arabi nel 2026, mentre Archer Aviation punta a collegare gli aeroporti americani con le città entro il 2025.

In Italia il tema degli eVTOL sta uscendo dalla fase concettuale e si muove verso progetti concreti, anche grazie a una serie di partnership tra istituzioni, compagnie aeree e operatori di infrastrutture. Nel gennaio 2024 ITA Airways, Airbus, UrbanV ed Enel hanno siglato un accordo per promuovere e sviluppare un ecosistema di Advanced Air Mobility (AAM) nazionale, con l’obiettivo di lavorare insieme su rotte, vertiporti, soluzioni energetiche e modelli di business per servizi di eVTOL in Italia.

La collaborazione estende un’intesa iniziale tra ITA Airways e Airbus annunciata nel 2022, tesa a esplorare l’uso dell’eVTOL CityAirbus NextGen per servizi di mobilità sostenibile nel Paese.

Parallelamente, società come UrbanV, nata da Aeroporti di Roma, SAVE (Nord Est), Bologna Airport e altri partner, stanno lavorando a una rete di vertiporti con piani di operatività già nei prossimi anni. Secondo piani diffusi, un primo collegamento tra l’aeroporto di Fiumicino e il centro di Roma potrebbe partire già tra fine 2024 e il 2025, con un’espansione della rete di vertiporti prevista verso il 2026–2027.

Sul fronte regolatorio, ENAC ha lavorato con partner pubblici e privati nello sviluppo di processi autorizzativi e sandbox, aree di sperimentazione regolata, per testare operazioni eVTOL in sicurezza, come dimostrato dal sistema digitale HyperTwin per la gestione di autorizzazioni e servizi di mobilità innovativa.

I sistemi eVTOL rappresentano un’importante area di innovazione per il settore aeronautico. Gli analisti internazionali concordano su una crescita robusta del mercato degli eVTOL e della Urban Air Mobility.

Sul fronte dei costi e delle tariffe, le stime disponibili suggeriscono che, nella fase iniziale dell’operatività commerciale, un biglietto eVTOL potrebbe collocarsi in una fascia di prezzo comparabile o leggermente superiore a quella dei servizi premium di trasporto terrestre. Con la maturazione tecnologica, l’espansione delle flotte e l’introduzione di sistemi autonomi, ci si attende un graduale abbassamento dei costi operativi e delle tariffe, avvicinandosi a una competitività reale con taxi e treni nelle medie città.

L’impatto sulla mobilità urbana potrebbe essere profondo: oltre alla riduzione del traffico nelle direttrici più congestionate, gli eVTOL promettono un significativo risparmio di tempo per brevi e medie tratte, con potenziali benefici ambientali grazie alle emissioni ridotte rispetto alle auto tradizionali e alla possibile integrazione con altre forme di mobilità sostenibile e trasporto pubblico condiviso.

Tuttavia, le sfide da superare entro il 2030 sono tutt’altro che banali. Il settore dovrà affrontare questioni chiave come la maturazione delle tecnologie delle batterie e dell’autonomia, lo sviluppo diffuso di vertiporti e infrastrutture di ricarica, il perfezionamento delle normative di sicurezza e traffico aereo per operazioni dense in contesti cittadini.

A queste sfide tecniche e infrastrutturali si aggiunge una componente spesso sottovalutata: l’accettazione pubblica. Ricerche di mercato indicano che una quota significativa della popolazione percepisce ancora i velivoli elettrici autonomi come non sicuri.

Costruire fiducia richiederà dimostrazioni pubbliche, trasparenza sui dati di sicurezza e una comunicazione chiara sui vantaggi concreti degli aerotaxi elettrici. Un processo culturale oltre che tecnologico, che accompagnerà tutta la fase di lancio commerciale degli eVTOL nei prossimi anni.