Avion électrique ?

[WizardOfLinn]

Il suffit de comparer la densité d'énergie pour avoir une idée du saut requis :
Kérozène : 43 MJ/kg
Batterie Li-ion : 1 à 2 MJ/kg (à vérifier)
Il s'en faut d'un rapport 20 sur la densité d'énergie.
Et sur un avion de ligne, le carburant constitue la moitié de la masse totale au décollage, pour assurer une autonomie de plusieurs milliers de km, en volant à 1000 km/h.
Ca fait longtemps qu'on essaye de concevoir des batteries pas trop massives, pour l'automobile, il y a donc déjà une forte incitation à la R&D, mais je n'ai jamais entendu parler de batteries susceptibles de franchir un tel saut.
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[Mct92mct]

Mais pour des missions plus courtes, sur de petites distances, on sait faire. Un exemple concret est le Cri-Cri, et bientôt l'Efan qui a été présenté au salon du Bourget 2013. Certes l'autonomie du Cri-Cri est faible (30 minutes environ) mais c'est déjà un début. Celle de l'Efan sera légèrement supérieure, 45 min 1h environ.

C'est de la folie pure... Lâcher des élèves sur un avion qui n'a pas une heure d'autonomie, c'est aller au casse pipe à tous les coups...imaginez une panne de gps de 10 mn... les pilotes d'aujourd'hui sont incapables de ramener un avion sur le moindre terrain...

[Jean-GUERIN]

Bonjour WizardOfLinn, Bonjour Chanur, Bonjour à toutes et à tous,

Exact, WizardOfLinn, il faut un "saut" de un à deux ordres de grandeur, et en termes de technos batteries, pour le moment, il n'y a aucune "percée" de ce genre en vue à ma connaissance. Ladite percée devrait d'ailleurs se situer au niveau de la recherche fondamentale.

Amitiés,

Jean

[Jean4259]

Dans un message précédent, il a été indiqué une évolution vers les commandes de vol électriques. Quel est le principe de ces actionneurs ?
Jean

[Jean-GUERIN]

Re-,

En fait, il s'agit d'une évolution technologique de la commande directe par câblerie, puis vérins hydrauliques commandés par des tuyaux, puis vérins électriques commandés par câblerie, puis ordinateur pour gérer le tout et assurer l'équilibre de l'avion même "instable" (centre de poussée en arrière du centre de traînée) puis demain, remplacement des biellettes et charnières par la déformation plastique des gouvernes ... Plus de détails sur Wikipédia "Commande de vol électrique" !

Le tout va toujours dans le sens de la diminution de la masse et de l'augmentation de la résistance et de la fiabilité.

Amitiés,

Jean

[Mct92mct]

Bonsoir
Je suppose que la remarque est ironique. Pourtant, c'est la solution !!. Puisque je pense être connu, sur ce forum, comme (le bon) apôtre des faisceaux d'énergie, ce ne sont pas quelques tomates de plus qui peuvent m'impressionner !! Voici, donc, comment se présente le problème (pour ceux à qui il n'est pas familier, bien sûr !!). L'Airbus A380 est équipé de réacteurs Rolls-Royce Trend 900 ou Alliance GP2700, ou équivalents, qui développent 350000 Newtons à 900 km/h. cela représente une puissance de 90 MW, soit, 360 MW pour 4 réacteurs. Le radar d'Arécibo crache déjà plusieurs MW. Multiplier cette puissance par 300 n'est pas la mer à boire !! On peut recourir à la longueur d'onde de 10 cm qui est normalement réservée aux équipements industriels et, en particulier, aux four micro-ondes. Elle n'est donc pas suspecte de ne pas être autorisée pour l'application envisagée en raison de la gène occasionnée aux transmissions. En outre on peut se procurer aisément les équipements hyper requis, notamment des palanquées de magnétrons à des prix défiant toute concurrence, puisque, précisément, ils sont produits en très grandes séries. On reproche, aux magnétrons, d'être bruyants mais ce n'est pas gênant lorsque l'on se préoccupe de transmettre de la puissance et non de l'information. Pour former les faisceaux, il faut mettre en jeux des radiateurs présentant une ouverture suffisante, laquelle est proportionnelle à la longueur d'onde et à la distance: En tablant sur 10 cm de lambda et 1000 km et en supposant que l'on focalise sur une dalle réceptrice de 20mX40m (l'A380 mesure 80 m d'envergure et 20 m de corde d'aile à l'emplanture) ,on a: 0.1/D = 20/10⁶, d'où: D = 5000 m. Trouver un terrain de 5000X 5000 m tous les 1500 km environ, le long d'une ligne aérienne, ne doit pas relever de la quadrature du cercle !!. Il reste à récupérer l'énergie hyperfréquence et à la convertir en courant électrique de fréquence idoine (400 périodes ?) On sait faire. Avec des détecteurs à diode hyper polarisés en classe c, le rendement doit déjà flirter avec les 60% et il n'est pas exclus de faire mieux. À partir de là, le problème est complètement résolu: la chaîne se poursuit par des alternateurs et des turbopropfanes. On peut utiliser des batteries (au Li ?) selon une "marche en perroquet": l'avion vole sur une batterie pendant que l'autre est rechargée par les faisceaux. Comme la capacité des batteries et, donc, leur poids est fonction de la fréquence des recharges, on peut pratiquement réduire cette masse autant qu'on le veut. Notez que le système est redondant: si le faisceau utilisé sur un vol tombe en panne, on peut, immédiatement se brancher sur un voisin.
De plus, rien n'empèche d'accrocher des émetteurs en haut de mâts ou après des dirigeables (gonflés au vide??) pour éclairer vers le bas et alimenter des autos électriques d'autonomie illimité. On peut même envisager des hélico ou convertibles personnels (remplaçant les automobiles), bien sûr avec un pilotage et une maintenance entièrement automatisés.
Notez que le flux de puissance dans les faisceaux, jusqu'à plusieurs km d'altitude, est inférieure (16 W/m² au flux solaire: les oiseaux ne seront pas rôtis en vol n'attristant pas les écolos !!!
Enfin, comme il faudra bien, pour les besoins de l'accès à l'orbite, développer des propulseurs électriques, rien n'interdit, à terme, d'envisager des vols balistiques qui mettront les plages des Antilles à une heure de Paris !!
Je ne suis pas dans le coup ou, alors, il faudrait que la médecine face des progrès furieux !! On ne verra pas ces applications avant la fin du siècle.
Cordialement

Bonjour, tu es entrain de nous dire que grâce à ta technologie merveilleuse on ne pourrait avoir qu'un seul avion sur 1 000 000 de km2...?
C'est quand même pas beaucoup...

[khurnous]

Bonjour,

Pour le transport de charges lourdes et sur des distances assez courtes, l'idée est plutôt de se tourner vers les nouvelles générations de dirigeables qui eux peuvent fonctionner avec des moteurs électriques (les projets ne manquent pas). Les dirigeables ont rapidement permis de transporter plus de passagers, plus loin et dans de meilleurs conditions que les avions. Leur disparition est surtout due au traumatisme de la destruction de l'Hindenburg Maintenant la question, me semble t'il, est plutôt l'aviation telle que nous la connaissons, n'est-elle pas condamnée ? Il me semble que l'aviation commerciale devra peut-être trouver d'autres formes pour survivre.

[jacquolintégrateur]

Bonjour, tu es entrain de nous dire que grâce à ta technologie merveilleuse on ne pourrait avoir qu'un seul avion sur 1 000 000 de km2...?
C'est quand même pas beaucoup...

Bonsoir
Je m'excuse, mais tu n'as absolument rien compris. Relis donc avec attention et, occasionnellement, étudies la physique des faisceaux d'énergie et la physique en générale: ça te fera beaucoup de bien !!
Cordialement.

[Jean-GUERIN]

Bonsoir à toutes et à tous,

Ce qui me gêne pour les faisceaux d'énergie, c'est qu'a priori pas mal de technos sont aujourd'hui disponibles, et que je ne vois pas de démonstrateurs qui "sortent" : il devrait pourtant être assez "facile" de démontrer la faisabilité (sur un système à échelle réduite par exemple) ?

Amitiés,

Jean

[jacquolintégrateur]

Ce qui me gêne pour les faisceaux d'énergie, c'est qu'a priori pas mal de technos sont aujourd'hui disponibles, et que je ne vois pas de démonstrateurs qui "sortent" : il devrait pourtant être assez "facile" de démontrer la faisabilité (sur un système à échelle réduite par exemple) ?

Bonsoir, Jean
En fait, on a fait fonctionner des démonstrateurs (je ne connais pas les liens de tête) mais il s'agissait toujours de modèles réduits. En réalité, l'application, à partir du concept et du mathos disponible, est tellement directe qu'un démonstrateur en maquette n'est probablement pas jugé utile. Pour le "vrai grandeur", il faudrait financer (sans doute un montant "non négligeable" !!) et il n'y a pas de réelle motivation. Les avions classiques fonctionnent on ne peut mieux et transportent un tonnage impressionnant sur des millions de km par an. tout fonctionne. Les équipement, tant fixes que mobiles et les équipages sont parfaitement rodés, sans parler des utilisateurs qui ont toute confiance. Pour changer cela, il faudra du temps... Je ne vois pas de formule nouvelle (faisceaux d'énergie entre autre) avant la fin du siècle et, comme tu l'as fait remarquer, il n'est pas exclu que l'on résolve le problème du stockage de l'énergie électrique ou de sa production électrochimique à partir des combustibles standards (on a réalisé des piles consommant des carbures d'H dé la fin des années 1880 mais ce n'est pas sorti des labo). Les faisceaux d'énergie ont un avantage: il ne sont limités ni en puissance (si ce n'est par la masse du système de captation) ni par l'énergie totale à consommer (fonction du temps de vol). Ils évitent d'avoir à refaire le plein et épargneraient le stockage et l'approvisionnement des aéroports en carburant. Enfin, comme tu l'as écrit: "que le meilleur gagne !!"
Cordialement

[Mct92mct]

Bonsoir
Je m'excuse, mais tu n'as absolument rien compris. Relis donc avec attention et, occasionnellement, étudies la physique des faisceaux d'énergie et la physique en générale: ça te fera beaucoup de bien !!
Cordialement.

j'ai peut être mal compris parce-que c'était mal expliqué... En fait, tu l'augmentes de combien la puissance de ton émetteur? 300, 3000 ou 3000 000?

[Mct92mct]

d'un autre coté, il y a déjà des gens qui on mal à la tête à proximité des émetteurs de quelques Watt...

[JPL]

Oui, même quand ils ne sont pas encore en fonctionnement !

[jacquolintégrateur]

En fait, tu l'augmentes de combien la puissance de ton émetteur? 300, 3000 ou 3000 000?

Bonsoir
J'ai évoqué l'émetteur d'Arécibo parce qu'il existe. Il n'est pas le seul. J'ai indiqué un rapport de 300, comme ordre de grandeur parce que cela correspond à ce qu'il faut émettre (dans un faisceau) pour permettre de voler à un avion du gabarit de l'A380. (350 MW pour les 4 réacteurs) cela pour montrer que ce n'est pas faramineux pour une antenne de 5x5 km. En particulier, la densité de flux reste nettement inférieure à ce qui risquerait d'être léthal. Bien sûr, on peut mutlipexer, en direction donc en simultanéité, ou dans le temps. tout cela dépend de la structure retenue pour le système et de ce qu'on lui demande. Ce qui est acquis, c'est que les performances (évaluées "à la louche") sont tout à fait compatibles avec la physique et permettraient sans problème de faire voler autant d'avions qu'on peut le souhaiter. Naturellement, je ne prétends pas faire un avant projet, ce qui dépasserait largement le gabarit du Forum !!
Cordialement

[JPL]

ce n'est pas faramineux pour une antenne de 5x5 km

Et il en faudrait combien ? Dire que certains s’inquiètent du détournement de terres agricoles pour faire des agro-carburants !

Et pour traverser l'Atlantique ?

[jacquolintégrateur]

Et il en faudrait combien ? Dire que certains s’inquiètent du détournement de terres agricoles pour faire des agro-carburants !

Et pour traverser l'Atlantique ?

Bonsoir
Environ un tout les 1500 km mais, bien sûr, cela dépend de la structure et du dimensionnement du système. En tout état de cause ça peut être des terres loin d'avoir la qualité "d'agricole" !! Et puis ce serait autant de gagné sur la production des agro-carburants !!
Cordialement

[WizardOfLinn]

Bonsoir
J'ai évoqué l'émetteur d'Arécibo parce qu'il existe. Il n'est pas le seul. J'ai indiqué un rapport de 300, comme ordre de grandeur parce que cela correspond à ce qu'il faut émettre (dans un faisceau) pour permettre de voler à un avion du gabarit de l'A380. (350 MW pour les 4 réacteurs) cela pour montrer que ce n'est pas faramineux pour une antenne de 5x5 km. En particulier, la densité de flux reste nettement inférieure à ce qui risquerait d'être léthal.
...

Sauf erreur de ma part, si vous focalisez 350 MW sur une surface de 20*40 m (je reprends vos chiffre), ça fait un éclairement de 440 kW/m² à l'arrivée. La densité d'énergie est faible au départ de l'antenne d'émission, mais ensuite, sur des centaines de km avant d'atteindre sa cible, lorsqu'il commence à être focalisé, le faisceau a une densité d'énergie suffisante pour tout cuire sur son passage.

[jacquolintégrateur]

@ WizardOflinn
Bonsoir
Certes, mais proche de l'altitude de vol (généralement 11000 m) où il n'y a plus grand chose à rôtir. Vers la moitié de l'altitude (de l'ordre de 5000 m), la densité de flux n'a fait que quadrupler, ce qui n'est pas encore dramatique350/25) X 4= 56 W/m²: un peu plus du vintième du flux solaire dans le visible.
Cordialement




Le smiley est la par erreur !!

[Jean-GUERIN]

Re-,

J'ajouterai que chaque "émetteur" situé tous les 1 500 km doit en fait générer non pas 350 Mw, mais autant de fois 350 Mw qu'il y a d'avions en vol dans son "rayon d'action", et par exemple en France, ça fait beaucoup, avec autant de "rayons" à gérer ... Non ? Ou bien j'ai mal compris ? Il faut combien de Fessenheim pour alimenter le bouzin ? 4 avions, ça fait 1 tranche nucléaire, et il y a des centaines (milliers ?) d'avions en vol en permanence au-dessus de la France ?

Amitiés,

Jean

[WizardOfLinn]

De toute façon, si on voulait faire voler tous les avions à l'électricité, il faudrait dimensionner la production électrique en conséquence, que les avions volent sur batteries ou utilisent des concepts encore plus spéculatifs comme la transmission par faisceaux.

[Jean-GUERIN]

Re-,

De toute façon, si on voulait faire voler tous les avions à l'électricité, il faudrait dimensionner la production électrique en conséquence, que les avions volent sur batteries ou utilisent des concepts encore plus spéculatifs comme la transmission par faisceaux.

J'ai écrit cela parce que jacquotlintegrateur écrit au #70 ce qui semble être le contraire, si j'ai bien compris son point.

Amitiés,

Jean

[jacquolintégrateur]

J'ai écrit cela parce que jacquotlintegrateur écrit au #70 ce qui semble être le contraire, si j'ai bien compris son point.

Bonjour, Jean
Pour moi, #70 ça ne m'avance pas:je ne sais pas le retrouver !!! Mais cela n'a pas d'importance: s'il y a une confusion, je m'en excuse . Bien sûr, s'il y a n avions en l'air, il faut que l'ensemble des émetteurs qui les alimentent délivrent nX350 MW. Je ne peux que souscrire à ce qu'a écrit WizardOffllin. Le fait que ce soit un émetteur ou plusieurs dépend, naturellement de la répartition des avions et de la structure du système. De toute manière, lors du vol d'un A380, ses quatre réacteurs développent 350 Mw !!! ça fait autant de Fessenheim qu'il y de fois trois avions en l'air !! Ce qui interpelle, c'est que les réacteurs d'un avion de ligne de grande taille représentent une puissance embarquée correspondant à celle d'une centrale alimentant une ville!! L'utilisation des faisceaux d'énergie revient à laisser au sol l'unité de production d'énergie. Mais cette unité ne consomme pas nécessairement du kérosène: ce peut être une centrale nucléaire, hydro, éolienne etc.
Cordialement

[WizardOfLinn]

Il vaut mieux que cette production électrique ne consomme pas d'hydrocarbures fossiles. Sinon quel intérêt ?
Sous réserve de faisabilité technique (déjà bien douteuse), l'aviation "électrique" présente un intérêt si l'électricité ne provient pas de la combustion d'hydrocarbures/charbon fossiles. Sinon, autant produire directement du kérozène à partir du charbon ou du gaz (principales sources utilisées pour la production électrique dans le monde... la France est une exception).

[Jean-GUERIN]

Bonjour WizardOfLinn, Bonjour à toutes et à tous,

Il vaut mieux que cette production électrique ne consomme pas d'hydrocarbures fossiles. Sinon quel intérêt ?
Sous réserve de faisabilité technique (déjà bien douteuse), l'aviation "électrique" présente un intérêt si l'électricité ne provient pas de la combustion d'hydrocarbures/charbon fossiles. Sinon, autant produire directement du kérozène à partir du charbon ou du gaz (principales sources utilisées pour la production électrique dans le monde... la France est une exception).

C'est clair ! C'est pour cela que le handicap est grand pour la solution "électrique" par rapport à un solution "kérosène" améliorée, le kérosène fût-il produit par de petites algues avec un photosynthèse "dopée" ou quelque autre manipulation génétique !

Amitiés,

Jean