Recherche de moteurs et de panneaux solaires

[storm-skeleton]

Bonjour,

Pour mon projet de classe prépa, je me suis lancé dans les "dirigeables solaires".

Et c'est là que j'ai besoin d'aide.
Je dois choisir un modèle de moteur électrique pour faire tourner les hélices du dirigeable mais je ne sais pas lequel choisir. Quelqu'un peut-il m'aider ?

D'autre part, il me faudrait trouver un type de panneaux solaires. Cependant, le dirigeable nécessite de disposer de panneaux souples.
Quelqu'un connaitrait-il le meilleur modèle de panneaux souples ? Car je sais que les panneaux souples ont un moins bon rendement que les rigides mais j'aimerais tout de même avoir le meilleur possible.


J'espère avoir été le plus clair possible.

Dans l'attente de vos réponses,

Storm
-----

[Dynamix]

Salut .

Je dois choisir un modèle de moteur électrique pour faire tourner les hélices du dirigeable mais je ne sais pas lequel choisir. Quelqu'un peut-il m'aider ?

Si je te demande quel moteur je dois prendre pour mon avion , tu pourra me répondre ?
Et si non pourquoi ?

[storm-skeleton]

Dynamix, je ne pourrais pas te dire car je ne sais pas quelles dimensions fait l'avion.

Donc, pour mon dirigeable, soit je te donne les dimensions du modèle réduit que je me suis fait, soit je te donne les dimensions du dirigeable réel.

Pour le modèle réduit, il ferais 60cm de longueur pour un diamètre maximale de 15cm.

Est-ce que ceci peux t'aider ?

[vincent66]

Bonsoir
Sujet qui me passionne depuis longtemps..!

Pour les moteurs il faut pouvoir les commander en puissance facilement , des brushless sont le plus indiqués...

Pour les panneaux souples pas de bol, l'entreprise pionnière en la matière qui était localisée à 2Km de chez moi (flexcell pour ne pas les nommer) a fait faillite après avoir escroqué le bon peuple et délocalisé en Roumanie...
Maintenant ça doit se trouver en Chine...

Pour les dimensions de ton prototype vise plus haut, 60 par 15 c'est insignifiant et l'hélium ne coûte que 15 dollars le mètre cube...

[A voir en vidéo sur Futura]

[storm-skeleton]

Bonsoir
Sujet qui me passionne depuis longtemps..!

Pour les moteurs il faut pouvoir les commander en puissance facilement , des brushless sont le plus indiqués...

Pour les panneaux souples pas de bol, l'entreprise pionnière en la matière qui était localisée à 2Km de chez moi (flexcell pour ne pas les nommer) a fait faillite après avoir escroqué le bon peuple et délocalisé en Roumanie...
Maintenant ça doit se trouver en Chine...

Pour les dimensions de ton prototype vise plus haut, 60 par 15 c'est insignifiant et l'hélium ne coûte que 15 dollars le mètre cube...

Pour les dimensions de ton prototype vise plus haut, 60 par 15 c'est insignifiant

J'ai choisi ces dimensions pour déterminer le coefficient de traînée du dirigeable en soufflerie (j'ai fait une maquette en polystyrène).

Pour les moteurs il faut pouvoir les commander en puissance facilement , des brushless sont le plus indiqués...

J'avais vu que les brushless étaient la solution miracle.
Mais comment en choisir un parmi tant d'autres, tel est la question que je me pose ..

Pour les panneaux souples pas de bol, l'entreprise pionnière en la matière qui était localisée à 2Km de chez moi (flexcell pour ne pas les nommer)

Merci pour l'info vincent

Bonsoir
Sujet qui me passionne depuis longtemps..!

Tu as surement du entendre parler du projet HAVOC de la NASA, STRATOBUS de Airbus ou du projet Sol'R et son dirigeable Nephelios .. Ces exemples m'ont donné l'envie de me lancer sur ce sujet

[vincent66]

J'ai surtout entendu parler de la proposition d'ingés d'EADS de transporter les tronçons du A380 par dirigeable...
Idée écartée par un crétin en conseil d'administration car "ça on ne sait pas faire"...

[Dynamix]

Pour les moteurs il faut pouvoir les commander en puissance facilement , des brushless sont le plus indiqués...

Oui le brushless est la solution idéale , mais pas pour cette raison .
Un moteur à charbon se commande aussi facilement .
Son avantage est le poids (surtout en cage tournante) et le rendement .

Mais comment en choisir un parmi tant d'autres, tel est la question que je me pose ..

60x15 c' est quasi impossible à motoriser .
Le premier paramètre dans la motorisation d' un plus léger que l' air , c' est le poids .
Donc calculer la charge à qu' il peut soulever .
Déterminer ce qui est dévolu à la motorisation .
Ensuite seulement tu peux chercher le moteur .
La motorisation , c' est le moteur+l' accu+le contrôleur+l' hélice

Dans ton cas tu va tout juste pouvoir soulever l' écrou qui bloque l' hélice .

J'ai choisi ces dimensions pour déterminer le coefficient de traînée du dirigeable en soufflerie (j'ai fait une maquette en polystyrène).

Et tu trouves combien ?

[storm-skeleton]

60x15 c' est quasi impossible à motoriser .
Le premier paramètre dans la motorisation d' un plus léger que l' air , c' est le poids .
Donc calculer la charge à qu' il peut soulever .
Déterminer ce qui est dévolu à la motorisation .
Ensuite seulement tu peux chercher le moteur .
La motorisation , c' est le moteur+l' accu+le contrôleur+l' hélice

Dans ton cas tu va tout juste pouvoir soulever l' écrou qui bloque l' hélice .

Hum, je vais devoir faire les calculs sur le dirigeable réel qui fait 22m de long pour 5,5m de diamètre. Merci pour le conseil !

Et tu trouves combien ?

J'ai pas fait l'expérience donc je ne sais pas encore. Cependant, j'espère trouver un Cx de l'ordre de 0,02.
D'ailleurs, le Cx du mode réduit sera-t-il le même que le dirigeable réel ?

[antek]

Pour mesurer les caractéristiques aérodynamiques d'une maquette on modifie dans la soufflerie la vitesse de l'air (conservation du nombre de Reynolds).

[storm-skeleton]

Pour mesurer les caractéristiques aérodynamiques d'une maquette on modifie dans la soufflerie la vitesse de l'air (conservation du nombre de Reynolds).

Vu que le modèle réduit est à l'échelle 1/36, je dois augmenter la vitesse par 36 ?! Je pense pas que la soufflerie de mon lycée va le supporter.

[f6bes]

Dynamix, je ne pourrais pas te dire car je ne sais pas quelles dimensions fait l'avion.

Donc, pour mon dirigeable, soit je te donne les dimensions du modèle réduit que je me suis fait, soit je te donne les dimensions du dirigeable réel.

Pour le modèle réduit, il ferais 60cm de longueur pour un diamètre maximale de 15cm.

Est-ce que ceci peux t'aider ?

Bjfr à toi,
T'as pas l'impression que tu oublies de fournir des données ??
As tu VRAIMENT besoin de connaitre le Cx de ton dirigeable qui va se propulser à la vitesse de...(non dit) ....(formule 1 !!)
Donc je suppose que la vitesse ne va pas etre énorme...donc le Cx, je pense que ce n'est pas l'essentiel!

De plus ton engin il va peser COMBIEN tout équipé ( non dit ) .Ca conditionne peut etre aussi la puissance de bourin ?

Bonne journée

[antek]

Contrairement à ce qui a été dit plus haut un dirigeable fait partie des "plus lourds que l'air".
Il est donc important de déterminer la portance.

[vincent66]

Le dirigeable réel fera environ 500m³ il me semble...
Poussée d'Archimède de 500 Kg donc, non..?

[storm-skeleton]

Bjfr à toi,
T'as pas l'impression que tu oublies de fournir des données ??
As tu VRAIMENT besoin de connaitre le Cx de ton dirigeable qui va se propulser à la vitesse de...(non dit) ....(formule 1 !!)
Donc je suppose que la vitesse ne va pas etre énorme...donc le Cx, je pense que ce n'est pas l'essentiel!

De plus ton engin il va peser COMBIEN tout équipé ( non dit ) .Ca conditionne peut etre aussi la puissance de bourin ?

Bonne journée

Bonjour f6bes,

Par rapport au Cx, tu me mets un doute là. La vitesse du dirigeable devrait être aux alentours de 50 km/h.
Cependant, même si la force de frottement n'est pas quadratique, vu la forme d'un dirigeable, la force de frottement va influer je pense.

De plus ton engin il va peser COMBIEN tout équipé ( non dit ) .Ca conditionne peut etre aussi la puissance de bourin ?

Je considère que la poussée d'archimède engendrée par l'hélium va compenser la poids.
Ce que tu me dis là, c'est que plus le dirigeable emporte une masse élevée, plus l'inertie sera grande et plus mon moteur devra être puissant ?
Dans ce cas, je suis d'accord avec toi. En régime transitoire (jusqu'à atteindre la vitesse de croisière), j'aurais besoin d'un bon moteur.

Cependant, si je me place en vol de croisière, l'inertie n'intervient plus et donc la masse embarquée non plus.

A partir de ce moment, n'importe quel moteur ferait l'affaire je suppose.


Pour information, je cherche à déterminer la quantité de panneaux solaires nécessaires pour atteindre la vitesse de saturation (en régime stationnaire du coup).
Or, les panneaux solaires me fournissent d'autant plus de puissance qu'il n'y a de surface de panneaux. Donc, ici, il me faut trouver un moteur qui peut fournir des vitesse de rotations élevées lorsqu'il reçoit plus ou moins de puissance électrique.

Merci d'avance,

Storm.

[storm-skeleton]

Je cite Dynamix, d'une autre discussion,

Le choix d' un moteur est en tout premier lieu déterminé par :
En sortie , les deux éléments mécaniques fondamentaux :
Couple à entraîner et vitesse de rotation , en régime permanent .
En entrée les éléments électriques :
Tension de la source et courant maximum supportable .

A qui il faut ajouter : prix , encombrement , poids , pilotage , rendement etc.

Sachant que j'ai une relation liant la vitesse du dirigeable avec la vitesse de rotation des moteurs, je pourrais dimensionner mon moteur en connaissant la vitesse de rotation en régime permanent ?

[Dynamix]

Sachant que j'ai une relation liant la vitesse du dirigeable avec la vitesse de rotation des moteurs, je pourrais dimensionner mon moteur en connaissant la vitesse de rotation en régime permanent ?

Tu es tributaire de la source d' énergie .
Ton moteur ne fournira pas plus d' énergie que la source ne peut lui en donner . Et même moins vu le rendement .
Il est inutile de calculer un moteur sans savoir ce que tu peux lui fournir en entrée . C' est ce qui conditionne sa puissance .
Le reste n' est qu' une adaptation hélice/vitesse de rotation/traction pour exploiter au mieux cette puissance .

[storm-skeleton]

Tu es tributaire de la source d' énergie .
Ton moteur ne fournira pas plus d' énergie que la source ne peut lui en donner.

Je sais bien
D'où la grande question que je me pose. Si je dispose d'un nombre conséquent de panneaux solaires, largement plus qu'il n'en faut pour atteindre 50km/h (ceci est un exemple). Je sais à l'avance que je n'atteindrais pas des vitesses phénoménales à cause des forces de frottement. Du coup, je me demande combien de panneaux solaires seront nécessaires pour obtenir ces 50 km/h.

Il est possible que la manière dont je procède peut paraitre alambiquée

En gros, je cherche le nombre de panneaux solaires minimaux pour atteindre ma vitesse de 50km/h.


NB: si on écrit la force de frottement ainsi : F(frottement)=-alpha*vitesse.
La force développée par l'hélice : Fh=rho*Ct*D^4*n^2. Ct coefficient traction de l'hélice, D diamètre, n fréquence rotation et rho masse volumique du fluide (air ici)

Il vient la vitesse limite (PFS) : Vlim= [(rho*Ct*D^4)/alpha]*n^2

D'où la nécessité que j'ai de trouver un moteur qui peux tourner très vite et qui consomme le moins possible (pour ne pas utiliser trop de panneaux solaires, ce qui augmente la masse du dirigeable).

Bonne soirée,

Storm

[Dynamix]

NB: si on écrit la force de frottement ainsi : F(frottement)=-alpha*vitesse.

Il n' y a pas de force de frottement .
La force qui s' oppose au déplacement , c' est la traînée .
Fx = ρ.Cx.S.v²/2
Et donc la puissance utile est:
Pu = ρ.Cx.S.v³/2
Le rendement d' une hélice est très variable en fonction de la taille et de la vitesse et donc il est difficile de remonter précisément à la puissance électrique .
Fais tes essais de soufflerie et calcule Pu en te disant qu' il faudra 2 à 3 fois plus en puissance électrique , ça te permettra de déterminer ton besoin en cellule et c' est suffisant pour cerner le moteur .

[f6bes]

Remoi,
".....En gros, je cherche le nombre de panneaux solaires minimaux pour atteindre ma vitesse de 50km/h...."

Ca ne sert à rien de procéder de cette façon. Pour ton dirigeable, tu as des dimensions FINIES pour celui ci.
Donc tu ne pourras mettre PLUS de PV que ne le permets la surface (ensoleillé ) de ton engin !
Si ton "calcul" t'impose 5 m2 pour atteindre les 50km:h , tui fais quoi ??
En fait ce que tu peux calculer, c'est: à partir de la SURFACE disponible ,que puis je obtenir ?
Là ça deviens réaliste.
Bon ..calcul

[storm-skeleton]

Il n' y a pas de force de frottement .
La force qui s' oppose au déplacement , c' est la traînée .
Fx = ρ.Cx.S.v²/2
Et donc la puissance utile est:
Pu = ρ.Cx.S.v³/2
Le rendement d' une hélice est très variable en fonction de la taille et de la vitesse et donc il est difficile de remonter précisément à la puissance électrique .
Fais tes essais de soufflerie et calcule Pu en te disant qu' il faudra 2 à 3 fois plus en puissance électrique , ça te permettra de déterminer ton besoin en cellule et c' est suffisant pour cerner le moteur .

Fais tes essais de soufflerie et calcule Pu en te disant qu' il faudra 2 à 3 fois plus en puissance électrique

2 à 3 fois plus ???? Mais c'est énorme !! Ca voudrais dire que le rendement du moteur n'est que de 30%.
A moins que ce ne soit le rendement de l'ensemble (moteur+hélice) ce qui paraît déjà plus logique..

Il n' y a pas de force de frottement .
La force qui s' oppose au déplacement , c' est la traînée .
Fx = ρ.Cx.S.v²/2

C'est équivalent non ? La traînée, c'est une force de frottement avec les particules de l'air, non ?
Par contre, la formule que tu me propose me turlupine. N'est-elle pas vrai que pour les hautes vitesses ?
Parce que si on suit mon raisonnement selon lequel la traînée est une force de frottement avec l'air, la traînée est une fonction affine de la vitesse aux basses vitesses puis quadratique dès que la vitesse devient élevée.
Donc, pour un dirigeable (n'allant pas très vite logiquement), la force devrait être une fonction affine de la vitesse.Dis moi si je me trompe

Le rendement d' une hélice est très variable en fonction de la taille et de la vitesse et donc il est difficile de remonter précisément à la puissance électrique .

J'ai deux méthodes devant moi. Soit je raisonne en puissance, soit je raisonne en force. Comme tu le dis, raisonner en puissance est complexe à cause de l'hélice.
Mais si je raisonne en force (avec mon PFS qui me donne la vitesse de croisière), j'ai la force développée par l'hélice qui est fonction de la vitesse de rotation au carré et notre fameuse force de traînée.
Si tenté que je trouve une hélice adéquate (avec les caractéristiques intéressantes diamètre et coefficient de traction), il me faut encoretrouver une relation entre la vitesse de rotation du moteur et l'intensité reçue par le moteur.


Pour résumer tout ça, deux questions me viennent à l'esprit :

- la force de traînée est-elle affine ou quadratique de la vitesse ?
- si raisonner en force est ok, existe-t-il une relation entre l'intensité reçue par un moteur et sa vitesse de rotation ?

BOnne journée,

Storm.

[storm-skeleton]

Remoi,
".....En gros, je cherche le nombre de panneaux solaires minimaux pour atteindre ma vitesse de 50km/h...."

Ca ne sert à rien de procéder de cette façon. Pour ton dirigeable, tu as des dimensions FINIES pour celui ci.
Donc tu ne pourras mettre PLUS de PV que ne le permets la surface (ensoleillé ) de ton engin !
Si ton "calcul" t'impose 5 m2 pour atteindre les 50km:h , tui fais quoi ??
En fait ce que tu peux calculer, c'est: à partir de la SURFACE disponible ,que puis je obtenir ?
Là ça deviens réaliste.
Bon ..calcul

Salut f6bes,

Je suis d'accord avec ce que tu viens de me dire. Je me suis très certainement mal exprimé.
Admettons que la surface ensoleillée de mon dirigeable soit remplie de panneaux solaires et que j'atteint 50 km/h.
On peut penser que la vitesse est de 50km/h parce que j'ai pas assez de panneaux mais il est possible que la vitesse sature à cause des forces de traînée.

Je me demande alors si, en diminuant le nombre de panneaux solaires, j'obtiens toujours cette vitesse saturante.

D'où, je pense, la nécessité de trouver un moteur adéquat.

J'espère ne pas trop dire de conneries :/

Ps: tu n'aimes pas les calculs f6bes ?

Bonne journée,

Storm

[f6bes]

Remoi,
"....A moins que ce ne soit le rendement de l'ensemble (moteur+hélice) ce qui paraît déjà plus logique.."
C'est ce que DYNAMIX veux te dire !!
Il parle du rendement...GLOBAL..ce qui est assez normal en somme !
Bon ..essais

[Dynamix]

_La traînée n' est pas une force de frottent proportionnelle à la vitesse .
La formule que j' ais cité est valable à toutes les vitesses si on met de coté le Reynolds .

_Il ne faut pas raisonner en force , mais en puissance .

_Oui je considère le rendement global .
2 à 3 fois , c' est l' option pessimiste avec un rendement d' hélice de 50% et moteur de 75% par exemple .

[storm-skeleton]

_La traînée n' est pas une force de frottent proportionnelle à la vitesse .
La formule que j' ais cité est valable à toutes les vitesses si on met de coté le Reynolds .

_Il ne faut pas raisonner en force , mais en puissance .

_Oui je considère le rendement global .
2 à 3 fois , c' est l' option pessimiste avec un rendement d' hélice de 50% et moteur de 75% par exemple .

La formule que j' ais cité est valable à toutes les vitesses si on met de coté le Reynolds .

Parfait, j'avais pris la bonne formule dans ce cas.

Il ne faut pas raisonner en force , mais en puissance .

Merci du conseil, je vais regarder cela avec mes professeurs.



Merci à tous pour vos conseils. Très bon forum et des gens biens aimables de nous prêter leur savoir