Avion électrique

[Charles]

Généralement, on n'utilise 100% de la puissance qu'au décollage et en montée initiale. Après ça, en croisière avec un moteur à piston atmosphérique, on n'utilise que 50-60% de la puissance. La puissance additionnelle momentanément requise au décollage peut être fournie par un moteur électrique, permettant ainsi de réduire la taille (et la consommation) du moteur à essence. Une fois en croisière, le moteur à essence recharge tranquillement les batteries, de sorte qu'elles seront prêtes à fournir une pointe de puissance à nouveau plus tard.

Par exemple, au lieu d'avoir un moteur à combustion atmosphérique de 200hp opérant à 50% de sa puissance en croisière, un avion pourrait avoir un petit moteur suralimenté de 100hp et une banque de batteries capable de fournir 75kW. Pour simplifier la mécanique, le moteur de 100hp alimente un générateur qui transforme toute sa puissance en électricité. Au décollage, cette électricité est ajoutée à celle des batteries pour alimenter un moteur électrique de 150kW (200hp). En croisière, 90% de la puissance du moteur à combustion continue d'aller vers le moteur électrique et le 10% restant est utilisé pour recharger les batteries jusqu'à ce qu'elles soient à capacité.

Le gain de cette configuration résulte de la plus grande efficacité d'un petit moteur utilisé à 100% de sa puissance comparativement à celle d'un gros moteur utilisé à 50%. Et du coût moindre de l'électricité par rapport à l'essence pour recharger les batteries au sol.

Reste le problème du poids. Disons qu'on veut une autonomie de 30 minutes à 100% de la puissance des batteries (ou 60 minutes à 50%) il nous faut une banque de batteries de 40kWh. Si on a des contacts chez Tesla et qu'ils acceptent de nous vendre les batteries de leurs voitures, une telle banque de batteries va peser 600 lbs. J'estime que le gain de poids sur le moteur à combustion serait complètement annulé par le poids du moteur électrique, donc on aurait 600lbs net de plus à transporter. Pour un avion qui marche normalement avec 200hp, c'est énorme.

Mais on peut envisager de courts vols sans brûler une goutte d'essence. Si ce n'était de la pénalité de poids et de la complexité accrue, ça serait très intéressant à mon avis.

[Louis_greniier]

Peut-être des avantages pour le jour ou le poids de l'énergie dans des batteries équivaudra au poids de l'énergie dans du fuel. Ce qui n'est pas demain la veille.

Nos moteurs à combustion devant tourner à leur 2400 ou plus de tours pour développer leur puissance maximale. Alors que l'électrique le donne dès le départ. Un léger avantage ici au décollage.

Pour la même raison, des hélices plus grandes qui tourneront à la vitesse optimale pour le design de l'hélice, plutôt que de tourner à la vitesse optimale de la motorisation. L'hélice étant quand même un chainon important de la résultante de la force d'accélération, c'est triste d'être pogné avec des design d'hélices non-optimales parce que la motorisation ne s'y prête pas. Je vois la différence avec les moteurs munis de boite de réduction, pour optimiser et le design de l,hélice sans faire de compromis avec la motorisation, il y a là un gain important pour les STOL. Dans cette catégorie, on voit les Rotax, mon Lycoming, des patentes à partir de moteur d'auto, et... les turbines. Un moteur électrique s'y prête magnifiquement bien, avec ou sans boîte de réduction.

Une plus grande plage de puissance avec le même moteur. Un moteur à piston se prête mal à être optimisé pour fournir 100% de sa puissance, et en même temps 40%. En avion, on prendrait toujours plus de puissance au décollage, et le moins possible en croisière. En ce moment, on est limité à à peu près ça. de 45 à 100%. Avec une électrique, on peut sortir mettons un moteur qui fournit 100 hp en croisière, et 400 hp pour le décollage. Tout en gardant la consommation par HP égal dans les limites de plages. Un moteur à piston ne fera pas ça ( garder une consommation à peu près égale par HP ) . Une turbine ne fait pas ça non plus. ( Tu coupes par 300% ta puissance, et tu sauves à peine 20% de consommation). c'est pour ça que les métros électrique fonctionne si bien. Une accélération fulgurante, des milliers de fois par jour. Aucun moteur non-électrique ne résisterait à une telle torture si on pouvait régler le problème des émissions de l'échappement sous terre.

Fournir les HP spécifiés à n'importe quelle altitude-pression. Ce n'est pas rien comme avantage même si tu vas quand même avoir un effet de l'altitude-pression sur la portance des ailes.

Une maintenance plus aisée. Il n'y a rien de plus simple que de faire tourner un moteur électrique. Rien qui se crosse d'un bord à l'autre avec des morceaux dans du feu de gaz comme nos pistons. Rien à démarrer comme dans une turbine. Tu mets la puissance, et ça tourne. Froid ou chaud.

Le silence !!! C'est pas rien. J'en jouit tous les jours qu ej éprends mon électrique.

En fait, il n'y a que de gros avantages pour la partie moteur. Une motorisation n'a rien à envier à ces monstres de complexité et de limitation que sont nos moteurs à pistons. Ou à turbine. C'est du côté de l'accumulateur d'énergie que le gaz est encore ben ben meilleur ( plus léger ) que les batteries électriques. L'arrivée des batteries au Lithium a permis une foule de produit à motorisation électrique sans fil. Comme les perceuses, certains outils de jardinage, ma souffleuse, mon auto. Donne moi un fil, et c'est certain que je préfère l'électricité comme motorisation. Je me souviens encore du gros crisse moteur diesel qui faisait tourner les machines à coudre chez Grand-papa via un complexe réseau de strap et de poulies. Disons que l'arrivée du moteur électrique fut une bénédiction. J'espère vivre l'arrivée de l'électrique dans l'aviation légère. Mais je crois que je suis déjà trop vieux pour le voir. Il doit bien rester un bon 20 ans avant qu'on arrive à paqueter de l'énergie dans des batteries au poids qu'elle est paquetée dans du gas.

Tu poses la question à l'envers finalement. Demandant quel serait le gain comparé à un moteur thermique sur l'énergie. Demandons plutôt quel est le gain du thermique, a part l'importante question du poids plus léger de l'énergie à bord. Si les batteries existaient, tu ne trouverais aucun gain à la motorisation thermiques. Comme dans zéro je ne retiens rien. Il y aurait une foule de désavantage au thermique qui ferait qu'on ne l'envisagerait même pas dans une motorisation. Il n'y aurait que tous les défauts qu'on connait qui ressortiraient. Personne ne reviendrait en arrière vers des moteurs à pistons.

Allez les chimistes, au travail, je veux connaitre ça de mon vivant !

Louis

[Charles]

Très bons points.

Dans ton scénario 100% électrique avec mon exemple plus haut, la banque de batteries requise pour 5 heures d'endurance à 50% de la puissance serait de 375kWh. En batteries de Tesla, on parle de 5600 lbs.

[Louis_greniier]

Bon ben je vais prendre une extension d'abord. Avec un camion plein de batterie qui me suit en dessous ! Ou en me branchant après les power line de l'hydro pour monter dan sl nord comme est accusé de l'avoir fait Normand, le pilote des Stars

Louis

[Louis_greniier]

Très bons points.

Dans ton scénario 100% électrique, la banque de batteries requise pour 5 heures d'endurance à 50% de la puissance serait de 375kWh. En batteries de Tesla, on parle de 5600 lbs.

Tu vois, mes prochaines batteries de char vont avoir 50% plus d'énergie par poids. En juillet. Ca avance quand même !!

Faut que je toffe vingt ans...

Louis

[Louis_greniier]

Très bons points.

Tiens, un autre. Pas le moindre d'ailleurs, car mon ami et son amie serait encore vivants. Pas de danger d'explosion spectaculaire comme dans le cas du gas lors d'un crash. Juste une couple de batterie qui prennent feu. Avec en masse de temps pour crisser ton camp de là au lieu de bruler.

Louis

[Charles]

Tu vois, mes prochaines batteries de char vont avoir 50% plus d'énergie par poids.

D'après le graphique, c'est 50% plus d'énergie par volume, pas nécessairement par poids. Dans tous les cas, on reste encore très loin de la densité d'énergie par volume et par poids de l'essence, qui reste l'étalon auquel les autres sources d'énergie doivent se mesurer pour les applications dans le domaine des transports.

[Birdman]

Tu poses la question à l'envers finalement. Demandant quel serait le gain comparé à un moteur thermique sur l'énergie. Demandons plutôt quel est le gain du thermique, a part l'importante question du poids plus léger de l'énergie à bord. Si les batteries existaient, tu ne trouverais aucun gain à la motorisation thermiques. Comme dans zéro je ne retiens rien. Il y aurait une foule de désavantage au thermique qui ferait qu'on ne l'envisagerait même pas dans une motorisation. Il n'y aurait que tous les défauts qu'on connait qui ressortiraient. Personne ne reviendrait en arrière vers des moteurs à pistons.

Allez les chimistes, au travail, je veux connaitre ça de mon vivant !

Louis

Le gain du thermique, c'est que ça marche. Facilement. Parce que l'énergie emmagasinnée dans un litre d'essence vs son poids est imbattable, et de loin. Sinon, je suis totalement vendu au moteur électrique qui est beaucoup plus efficace. Moins d'entretien. etc. Je suis totalement d'accord avec vous.

Pour le reste, totalement thermique, on le fait à tous les jours. Totalement électrique, je pouvais le concevoir. Mais hybride demeurait un peu mystérieux. Merci Charles et M. Grenier pour les explications plus haut.

Birdman

[Hélicopter]

!

[jocecady]

Ça sent vient de plus en plus intéressant l'électrichité .
Jocelyn

[Charles]

Jacques, tu confonds plusieurs choses. Quand je dis que j'estime que le poids allégé du moteur à combustion est compensé par le poids de la propulsion électrique, je parle du modèle hybride. Un moteur de 100hp suralimenté plus un moteur électrique de 75kW plus un générateur plus la quincaillerie électronique pour gérer la propulsion hybride pèse au moins autant qu'un moteur atmosphérique de 200hp. Je maintiens cette affirmation. Et t'as toujours besoin d'un réservoir à essence au moins 75% aussi gros que normal pour avoir la même endurance avec le modèle hybride.

Pour les avions purement électriques, t'as beau comparer le poids des moteurs et de l'essence, tout ça est carrément insignifiant par rapport au poids des batteries.

[Hélicopter]

!

[Charles]

Ah la la... Je vais me contenter de répondre à deux points.

A mon avis ce que tu propose est complètement inviable.

C'est pourtant exactement ce que Pipistrel a réalisé avec leur Panthera hybride: ils ont une génératrice de 100kW couplée à un moteur électrique de 200kW (100kW provenant du moteur à combustion, 100kW des batteries). Et ils le commercialisent: http://www.panthera-aircraft.com/technical-data" onclick="window.open(this.href);return false; . La pénalité sur le payload est de "seulement" 200lbs. C'est quand même pas mal.

Cependant si, on avait un petit moteur à gaz juste assez puissant pour entrainé un Alternateur ou Générateur qui rechargerait les batterie comme les voiture hybride, alors on aurait pas besoin d’un si grand poids de batteries (5,600 lb). Avec un avion hybride du style (si je ne me trompe pas) « TOYOTA PRIUS » soit avec un « Pacs » de batteries permettant un heure de vol à 50% de puissance ou plus et un petit moteur à essence entrainant un système de recharge et soutient de la puissance à la vitesse de croisière. Ça serait viable.

C'est viable si le moteur à combustion peut produire au moins 100% de la puissance requise en croisière. Moins que ça et ça relève du mouvement perpétuel.

[serbo]

Pourquoi pas une pile à combustible , mais cest pas plus léger

[ZaSz]

A mon avis ce que tu propose est complètement inviable.

C'est pourtant exactement ce que Pipistrel a réalisé avec leur Panthera hybride: ils ont une génératrice de 100kW couplée à un moteur électrique de 200kW (100kW provenant du moteur à combustion, 100kW des batteries). Et ils le commercialisent: http://www.panthera-aircraft.com/technical-data" onclick="window.open(this.href);return false; . La pénalité sur le payload est de "seulement" 200lbs. C'est quand même pas mal.

Sur la même ligne d'idée (ou c'est le même avion?), voici un vidéo explicatif du projet de http://www.hypstair.eu/" onclick="window.open(this.href);return false;

https://www.youtube.com/watch?v=P840YDo2d6k" onclick="window.open(this.href);return false;

[Alain T]

Un avion de voltige électrique en développement.

http://www.flyingmag.com/extra-unveils-electric-330le

Extra Aircraft unveiled a wild aerobatic testbed for Siemens' new SP260D electric propulsion system at AERO Friedrichshafen in Germany that could be a harbinger of the future of emission-free airshow performances.

The 330LE is based on the German-built Walter Extra 300L tandem two-seater. Siemens intends to use the 330LE for flight test and optimization of a electric propulsion system based on the SP260D electric motor.

Full power with Siemens' 260 kW motor (5 min. max), with its massive torque from the very start, should fit well with heart-stopping acrobatic flight. Endurance at wide-open power is probably not more than 15-20 minutes, but that’s plenty to complete an airshow routine — albeit one absent of the usual growl of the Extra’s Lycoming IO-540 piston engine.

[Eric GARF]

Un autre avion électrique en développement: http://www.businessinsider.co.id/electr ... 0lnaNPOyrU" onclick="window.open(this.href);return false;

[ZaSz]

Un autre avion électrique en développement: http://www.businessinsider.co.id/electr ... 0lnaNPOyrU" onclick="window.open(this.href);return false;

Trois heures d'autonomie avec deux places ça commence à avoir de l'allure.
C'est fait pour l'instruction, je doute qu'il reste de la place pour des bagages mais quand même...

[Mach Diamond]

Le site du constructeur: http://www.sunflyer.com

C'est basé à l'aéroport où je travaille ces temps-ci, faudrait que j'aille checker ça.

--Luc

[tonyb]

Je me demande ce sera quoi l'autonomie sur cet avion.