The new Urban Air Mobility: conceptual and preliminary design for a future Vertiport at Milan Malpensa Airport

Urban Air Mobility (UAM) represents a revolution in transportation, involving the integration of electric Vertical Takeoff and Landing (eVTOL) aircraft into urban airspace. Vertiports, crucial components of UAM infrastructure, serve as dedicated hubs strategically positioned to enable fast, efficient and environmentally friendly air travel. The present thesis aims to assess the feasibility and address the preliminary design of a vertiport within the airport premises of Milan Malpensa, responding to the request from SEA, Malpensa airport operator, to establish air connections between Milan and the airport in preparation for the Winter Olympics in 2026. In a context of increasing interest in UAM, particularly in Europe, the research is positioned at a critical juncture, as the development status of vertiports lags behind the progress of eVTOL aircraft, while gaining involvement by public administrations and private companies. The adopted approach begins with selecting the optimal location at Malpensa through a qualitative comparison followed by a quantitative analysis using the priority matrix. Subsequently, conceptual layouts are proposed for the resulting two locations, by sizing and positioning each element of the vertiport in accordance with EASA regulations. The optimal layout is selected through an additional qualitative and then quantitative comparison, still using the priority matrix. Finally, the vertiport’s capacity is calculated through an optimization method specifically developed and implemented in AMPL. An articulated conceptual layout of the vertiport is selected, located in place of what is currently a parking area. It is demonstrated that SEA’s requirement to serve 1000 passengers per day can largely be met. Considering the prospect of future growth in eVTOL travel demand, the possibility of further expansions is suggested, dynamically adapting to the evolving needs of the airport context.

L’Urban Air Mobility (UAM) rappresenta una rivoluzione nei trasporti e riguarda l’integrazione di aeromobili elettrici a decollo e atterraggio verticale (eVTOL) nello spazio aereo urbano. I vertiporti, componenti cruciali dell’infrastruttura UAM, fungono da hub dedicati e strategicamente posizionati per consentire collegamenti aerei veloci, efficienti e nel rispetto dell’ambiente. La presente tesi mira a valutare la fattibilità e affrontare il design preliminare di un vertiporto all’interno del sedime aeroportuale di Milano Malpensa, in risposta alla richiesta da parte di SEA, gestore dell’aeroporto di Malpensa, di stabilire collegamenti aerei tra Milano e l’aeroporto in vista delle Olimpiadi Invernali del 2026. In un contesto di crescente interesse per l’UAM, soprattutto in Europa, questa ricerca si inserisce in un momento cruciale, poiché lo sviluppo dei vertiporti si trova in ritardo rispetto ai progressi degli aeromobili eVTOL, pur attirando attenzione da parte di amministrazioni pubbliche e aziende private. L’approccio adottato inizia con la selezione della posizione ottimale a Malpensa attraverso un confronto qualitativo seguito da un’analisi quantitativa, utilizzando la matrice delle priorità. Successivamente, vengono proposti layout concettuali per le due ubicazioni risultanti, dimensionando e posizionando ogni elemento del vertiporto in conformità alle normative dell’EASA. Il layout ottimale viene selezionato attraverso un ulteriore confronto, prima qualitativo e poi quantitativo, sempre utilizzando la matrice delle priorità. Infine, la capacità del vertiporto viene calcolata attraverso un metodo di ottimizzazione sviluppato appositamente ed implementato in AMPL. Viene selezionato un layout concettuale del vertiporto ubicato al posto di quella che attualmente è un’area di parcheggio. Si dimostra che il requisito di SEA di servire 1000 passeggeri al giorno può essere soddisfatto. Considerando la prospettiva di una crescita futura della richiesta di viaggi in eVTOL, si suggerisce la possibilità di ulteriori espansioni, adattandosi dinamicamente alle mutevoli esigenze del contesto aeroportuale.