Selon vous, est-ce que ca peut marcher?

[invitefaa5ee05]

Bonjour à tous,
je suppose que vous avez presque tous entendu parler de "Fusion man", le Suisse volant. Son idée est génial mais a des gros inconvénients (faible temps de vol, départ depuis avion, arrivée en parachute, etc...). Ca fait un moment que j'y pense et je me dis qu'il y a peut-être quelque chose à faire. De mon point de vue, "Fusion man" s'est vraiment orienter "jet" et je pense qu'en prenant une orientation plus planeur motorisé, il serait possible de tenter quelque chose de sympathique. J'ai donc commencer à assembler mes idées et il s'avère qu'au final, le problème reste toujours la propulsion. L'utilisation de l'hélice posant trop de problème (taille, sécurité principalement), je m'oriente vers une turbine motorisé par un moteur thermique, Martin Jet Pack ayant démontré que c'était possible ( http://martinjetpack.com/ ).
Biensur, je n'ai pas besoin d'autant de poussé que ca mais surtout, je ne peux pas me permettre un emcombrement aussi gros.
Et là paf, une idée me vient en tête. Etant donné qu'il est assez difficile de l'exprimer pas des mots, j'ai fait un dessin 3D, pensez-vous que ce "système" permettrait une poussée interressante?
Je m'excuse pour le manque de précision mais je n'en suis vraiment qu'au stade expérimentale et je recherche toutes les options possibles avant de me lancer tête baissée.
Merci d'avance pour votre lecture et vos réponses.



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[invitebba55d79]

Joli modèle 3D c'est fait avec un logiciel de CAO (CATIA?...).

Après je ne vois pas trop comment ça marche ni la différence fondamentale avec un turboréacteur classique.

Je crois comprendre la chose suivante : en fait tu montes plusieurs turboréacteurs en parallèle. La rotation de la turbine de sortie entraine directement le compresseur du turbo suivant (en utilisant les mêmes pales séparées en deux par un couvercle).

Quelles petites questions/remarques :

Pour comprimer l'air en entrée il faut obligatoirement plusieurs étages de compression, un seul ne suffira pas.
Quelle est l'avantage attendu par cette utilisation en "paralléle"?
Pourquoi le turbo "central" possède trois étages alors que le deuxième en a seulement deux et le troisième q'un seul ?(à moins que ça se prolonge....)

La vitesse de rotation d'une turbine en sortie de turbo est en général trop élevée pour assurer la mise en rotation d'un compresseur. Il faut donc placer un réducteur entre ces deux étages. L'utilisation d'une même roue aubée pour remplir ces deux fonctions qui exigent des vitesses de rotation différentes est alors impossible.

[invitefaa5ee05]

En fait dans un turbofan, 80% de la poussée viens du bypass (flux d'air froid). Mon but serait donc de mettre le maximum de "fan" dans un système en longueur. L'entrainement de ce système se ferait par un moteur thermique monté à l'extérieur de la turbine.
Le fait que le conduit central possède 3 turbines n'est pas vonlontaire, c'est uniquement pour pouvoir faire tourner les turbines des autres conduits.
Je me demandais si le fait de mettre 3 fan en parrallèle pourrait permettre un bon résultat.

Mon problème de base étant de trouver dans l'idéale un système de 20Kg procurant une poussée de 100Kg. Pas facile mais j'y travaille!

PS: oui, le modèle viens de Catia.

[invite02ff802c]

Je ne comprends pas du tout comment ton moteur est sensé fonctionner.
Où sont les chambres de combustion ?
Est-ce un turboréacteur ? À part quelques pales, je ne vois pas où est la turbine et où sont les étages du compresseur.
Etant donné les rendements différents, il y a toujours au moins deux arbres différents pour le compresseur haute pression et pour le fan, voire même trois chez Rolls Royce.
De plus je vois des pales qui semblent « traverser » des parois et ça m’étonnerait que ça puisse tenir.

ND

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitebba55d79]

En fait dans un turbofan, 80% de la poussée viens du bypass (flux d'air froid). Mon but serait donc de mettre le maximum de "fan" dans un système en longueur. L'entrainement de ce système se ferait par un moteur thermique monté à l'extérieur de la turbine.
Le fait que le conduit central possède 3 turbines n'est pas vonlontaire, c'est uniquement pour pouvoir faire tourner les turbines des autres conduits.

Tu veux faire tourner des fans avec un moteur thermique ? Cela revient à utiliser un moteur à piston avec une hélice carénée.
Donc ce système ne pourra pas produire plus de poussée qu'une hélice classique, sauf qu'en plus tu rajoutes le poids du carénage extérieur.

L'avantage de l'utilisation d'un turboréacteur ou d'un turboprop c'est justement que le rapport poids / puissance est beaucoup plus élevé que celui d'un moteur thermique.

Ensuite, un turbo tourne beucoup plus vite qu'un moteur thermique de même puissance, c'est pour ça que la soufflante dans leur cas est de diamètre beaucoup plus petit qu'une hélice. Mais tu ne peux donc pas espérer faire tourner ce fan de petit diamètre à la bonne vitesse avec un moteur thermique : il te faudra obligatoirement une hélice de grand diamètre pour absorber la puissance d'un moteur à piston.

Je me demandais si le fait de mettre 3 fan en parrallèle pourrait permettre un bon résultat.

Non, il faut éviter au maximum de rajouter du poids qui ne sert à rien et des surfaces en contact avec l'écoulement succeptibles de le ralentir et de subir d'importantes contraintes thermo-mécaniques. Il vaut donc mieux utiliser un seul grand fan que plusieurs fans montés de manière concentrique.

[inviteec0d6e6f]

Salut,

pour faire court, en gros, tu veux réinventer un mini réacteur en pensant que les actuels ne valent rien (ce qui est faux) et que tu peux repartir d'une page blanche sans avoir aucune formation d'ingénieur du domaine ?

Amusant, mais pas réaliste.
Pas du tout réaliste.

C'est ce que montre, assez cruellement, la naïveté extrême de ton modèle 3D...

[invitefaa5ee05]

Oh, et bien voici une réponse qui ne manque pas de cynisme et à laquelle je vais me tacher de répondre.
Premièrement, qui te dit que je n’ai pas de formation « d’ingénieur du domaine »? J’ai suivi une formation d’élève pilote, puis de concepteur et de programmeur CN. Je n’ai nullement la prétention de réinventer le réacteur seulement je recherche un moyen de faire une turbine sur un système qui me limite la surface frontale mais qui me procure tout un espace longitudinal, pour être sur de bien me faire comprendre: en longueur.
Le fait que je demande un avis sur ce forum vient du fait que dès que je recherche des discussions sur le sujet des turbines, je retombe toujours ici, j’espérais donc tomber sur quelqu’un du « domaine ».
Dernièrement pour ce qui est de la naïveté de mon modèle 3D, le but était uniquement d’illustrer mes propos. A moins que tout comme moi tu sois capable de réaliser ce genre de travail en une demi-heure (c’est le temps qu’il m’a fallu), je te prierai de modérer tes sarcasmes. Je ne remets pas en cause tes compétences ou autres connaissances mais un simple « non, je ne pense pas que ca marche » est suffisant il me semble. Voilà qui est dit !

Par contre je tiens à remercier to2 dont les critiques sont beaucoup plus constructives.

Il vaut donc mieux utiliser un seul grand fan que plusieurs fans montés de manière concentrique.

Oki!

[invite4e4d5c39]

Pour complèter, la solution à ton problème ressemble en effet beaucoup plus à une hélice carénée qu'à un turboréacteur.

Sur un turboréacteur, les 3/4 de la poussée sont effectivement générés par le flux froid accéléré par le fan mais cela parce que le flux central génère beaucoup plus d'énérgie que ce dont il a besoin pour comprimer la fraction d'air consommée. (et aussi pour réduire le bruit, la consommation, les émissions de polluant...)

Pour revenir à ton problème, je chercherais du coté d'hélices contra-rotatives carénée (si cela existe).

Là où une seule grande hélice "gaspille" une partie de l'énergie à mettre en rotation l'air plutot que de l'accélérer, deux hélices contra-rotatives plus petites permettent de transformer quasiment toute l'énergie fournie en accélération de l'air.

[invite02ff802c]

À mon avis, pour pouvoir envisager de répondre il faudrait qu'on sache où sont les organes principaux de ton turboréacteur : les chambres de combustion, la turbine (qui doit comporter plusieurs étages), le compresseur (à plusieurs étages aussi) et la soufflante (en général à plusieurs étages itou).
Tu sembles vouloir faire une soufflante répartie en longueur pour diminuer le maître-couple. J’ai déjà vu un projet de ce genre mais si l’idée est peut-être bonne sur le papier mais elle aura un cout (poids, complication mécanique, rendement, etc.) qui risque d’annuler le bénéfice initial.
De plus je ne comprends pourquoi tu fais tourner la soufflante avec un moteur thermique. Tu rajoutes du poids et de la complication. Le paradoxe est que les moteurs à pistons ont un rendement meilleur que les turbines à gaz mais qu’ils ont un rapport puissance/poids beaucoup moins bon. C’est en partie pour cela qu’il n’y pas de turbines dans les voitures et qu’à partir d’une certaine taille tous les avions utilisent différentes variétés de turbomachines.
Le principe des moteurs double flux est d’entrainer la soufflante avec les gaz du réacteur. Cela a pour effet, en récupérant une partie de leur énergie, de diminuer leur vitesse et leur pression et donc d’améliorer le rendement et par dessus le marché de diminuer le bruit.
Bien que je ne comprenne pas vraiment le concept de ton moteur, j’ai bien l’impression qu’il ne marche pas.

ND

[invitebba55d79]

Juste une remarque en passant : sur le site de Martin Jet Pack la vidéo sur l'historique montre bien l'évolution des jet-pack : au départ ils ressemblaient plus à des fusées avec de grosses bonbonnes de carburant et de toutes petites tuyères. Maintenant les études les plus récentes se portent plus sur des configurations avec hélices carénées.

La raison est simple : pour augmenter l'autonomie il faut diminuer la puissance, mais pour conserver la même poussée avec peu de puissance il faut éjecter plus de matière et moins vite. Une hélice qui brasse beaucoup d'air sans l'éjecter à toute vitesse et donc bien mieux adaptée qu'un turbo simple flux ou qu'une fusée qui éjecte très très vite.

Donc la seule façon de miniaturiser ces systèmes est d'augmenter la puissance, ce qui rend très difficile d'envisager des jet-packs compactes, sobres et avec une grande autonomie.

Par contre une voie intéressante serait de remplacer les encombrantes et dangereuses voilures tournantes par une voilure fixe, de grand alongement, (genre aile de planeur pour embarquer le poids d'un homme), et dont le bord d'attaque serait soufflé. reste à mettre au point un moteur "linéaire", capable de générer un flux d'air non pas en forme de "cylindre" mais à la surface d'une voilure, et qui pourait être intégrer dans l'aile.
Mais là, il faut beaucoup d'imagination et d'études.