Determination de la puissance d'un avion au décollage

[invite0c93e422]

Bonjours à tous, je suis un élève de première S(SI). Actuellement je suis en train de preparer un TPE et le sujet que j'ai choisi, est le planeur autonome (c'est un planeur qui marche à l'énergie solaire). Celui-ci au decollage se comporte comme un avion et lorsqu'il est dans l'air il redevient un planeur. Je voudrai determner le nombre de panneau solaire que le planeur a besoin pour decoller mais avant cela je dois determiner la puissance du moteur(avion leger) que celui-ci à besoin pour decoller. Alors s'il vous plait serit-il possible de me donner la formule si possible ou si elle n'existe pas m'expliquer les étapes afin d'arrvier à mon but. Vous pouvez me repondre sur ma boite mail ou encore sur le forum. Merci.
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[calculair]

Bonjour,

Pour faire une première approche de ton problème il faut connaitre les caracteristiques de ton planeur ou avion. La puissance demandée sera differente s'il s'agit d'u A 380 en pleine charge ou un petit Piper d'aero club.

Les parametres essentiels sont

Le poids
l'envergure et la corde moyenne des ailes
le profil des ailes pour calculer la trainée et la portance
les dimensions du fuselage
L'altitude de la piste de decollage

En complement il est interessant d'estimer la longueur de piste necessaire

Le principe est que la traction du moteur puisse combattre la trainée et donner une vitesse suffisante pour que la portance compense le poids.

Il peut être prudent de prevoir une reserve de puissance pour assurer une montée suffisamment rapide pour eviter toute collision aprés avoir juste quitté le sol.

[Gilgamesh]

Hello,

Je ne pense pas qu'un planeur puisse décoller avec la seule puissance du Soleil.

Si j'en crois cette page, les treuils utilisés pour le décollage ont une puissance minimale de 200 cv, soit 147 kW.

Des panneaux solaires monocristallin (donc plutôt pas mauvais en terme de rendement) ont une production au jour les plus ensoleillés de l'été de l'ordre de 80 W/m² (je me base là dessus, au 15 aout : 20 kW produit par une installation de 252 m²).

Ce qui fait une surface collectrice nécessaire de 1850 m², un poil beaucoup pour les ailes et le corps d'un planeur...



a+

[calculair]

Bonjour

Cette indication de 200CV ne me semble pas raisonnable. La puissance d'un avion aeroclub est bien moindre, peut être 50 CV.

Un planeur de 18 à 20m d'envergure pourrait avoir une surface alaire de 10 à 20 m²

Ce qui pourrait donner une puissance de l'ordre 800W à 1 kW ou environ 1 CV

Le probleme est de savoir si cela est suffisant. On pourrait imaginer une petite batterie d'appoint pour fournir un pic de puissance si necessaire.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Tiluc40]

Des panneaux solaires monocristallin (donc plutôt pas mauvais en terme de rendement) ont une production au jour les plus ensoleillés de l'été de l'ordre de 80 W/m² (je me base là dessus, au 15 aout : 20 kW produit par une installation de 252 m²).

Bonsoir,

Ca me parait un peu faible. Le double doit être possible (ensoleillement à 1100W/m², rendement de 15%). Mais ça ne devrait pas suffire non plus pour faire décoller un planeur.
A étudier, la solution de la batterie. Mais ça va faire du poids embarqué...

[invite6dffde4c]

Bonsoir,

Ca me parait un peu faible. Le double doit être possible (ensoleillement à 1100W/m², rendement de 15%). Mais ça ne devrait pas suffire non plus pour faire décoller un planeur.
A étudier, la solution de la batterie. Mais ça va faire du poids embarqué...

Bonjour Tiluc.
Le chiffre de 1100 W/m² est valide en dehors de l'atmosphère et en incidence normale sur les cellules.
Dans nos contrées, le chiffre à retenir est de 800 W/m² en plein soleil, en été et sans nuages.
Cordialement,

[calculair]

Bonjour

Ce lien donne quelques caracteristiques de planeurs
http://fr.wikipedia.org/wiki/Alexand...leicher_ASW_28

Le profil d'aile AH79100A offre un Cx = 0,018 et un cz de l'ordre de 1,1

Si on prend un poids du planeur de 350 kg

La vitesse decollage peut êtreestimée en 1° approche à

350 * g = 1/2 d Cs S V²

3500/(0,5 *1,12 *1,1*10 ) = V²

V est à environ 7,5 m/s

La trainée est environ de 1/2 d Cx S V² = 0,5*1,12*0,02 *10 *56= 63 N

La puissance de traction est de l'ordre de 63 *7,5 = 500 W

Le rendement de propulsion de l'helice est de l'ordre de 50%

Ilsemble donc possible de decoller avec 1 kW

Ce calcul est rapide et demande à etre affiné, mais le projet ne parait pas ridicule.

[invite0c93e422]

Faire voler un planeur est possible. Car mon TPE est basé sur fait réel, je peux le prouver à partir de ce site: http://pegasus.ouvaton.org/article.php3?id_article=185.
Voici les caracteristique du planeur en question:
- Nom du planeur : Icaré 2
Les 2 ailes et le stab sont recouverts entièrement de cellules photovoltaïques, moteur électrique brushless placé au sommet de la dérive, hélice repliable, batterie tampon, décollage autonome.
Batterie tampon= Lithium Polymère
Tension aux bornes de la batterie 145 Volts
Capacité de la batterie 22 Ampère.heure.
Puissance max au décollage 100 Ampères sous 145 volts soit 14 500 Watt soit 19,7 chevaux (1CV = 736 Watt)
Puissance consommé par le moteur pour un vol en palier en condition d'air calme = 1,8 KW soit 2,45 CV. Ce chiffre peut paraître extrêmement faible mais l'avantage de cette motorisation est d'avoir une hélice à très grand diamètre et tournant lentement, conditions optimisées pour avoir un rendement de l'hélice maximum.
Courant débité par les cellules photovoltaïque en condition d'ensoleillement favorable = 15 à 20 ampères sous 145 volts soit 2900 Watt soit 3,94 CV.
Cela veut dire qu'en conditions favorables d'ensoleillement, le vol avec moteur (pour un vol en palier) se fait sans puiser aucune énergie de la batterie LiPo, tout le courant étant fournit par les cellules photovoltaïques !
Poids total en ordre de vol (sans le pilote) = 300 kg
Surface alaire 25,7 m2

Alors s'il vous plait à partir de ceci serait-il possible de m'aider car je voudrai avoir au moins quelque piste avant le retour des vacances. Merci beaucoup pour toute ces reponses et j'espère en recevoir d'autre qui pouront m'aider à arriver mon but.

[calculair]

Bonjour,

Je crois que j'ai montré que ton projet n'est pas ridicule.

A la puissance necessaire au decollage,il faut ajouter la puissance pour assurer la prise d'altitude.

Maintenant Il faudrait que tu nous fasses part de ta reflexion et de la manière dont tu approches le problème.

Comme il est dit, nous ne ferons pas ton TPE à ta place, mais on t'aidera à orienter au mieux ta reflexion.

Je crois que tu vas être forcé de nous montrer ce que tu sais faire avec les premier echanges sur ce forum et les recherches que tu peux faire sur le net. il existe de nombreux renseignements. ( ( Arerodynamique, mecanique du vol, profif aile, resistance de l'air.... mot clefs pour google)

[Gilgamesh]

S'il faut supplémenter (ou permettre simplement un décollage 'tout temps'), y'a les batterie Li-Ion pour vélos électriques qui doivent être optimisée niveau poids/puissance.

Par exemple : http://www.velys.fr/6.html

0,7 kg pour 370 W (37V 10Ah) soit 1,4 kg/Cv.


a+

[invite0c93e422]

Serait-il possible d'avoir un tableau indiquant l’ordre de grandeur de la vitesse de vol suivant le type d’avion. Merci