Un nouveau moteur plein d'avenir?

par **Gabinger** » 19 Mar 2019, 10:01

L'injection, sur les 2 temps, fait des merveilles https://www.ski-doo.com/ca/fr/communaute/zone-ski-doo/E-TEC-Engine-Origins.html.
Mais le développement de ces technologies coûte des sommes folles, totalement hors de porté pour un micro marché comme l’aviation de loisir.

par **Daniel C** » 19 Mar 2019, 12:11

Halberg a écrit: le graal est chez turbotech aéro avec une mise sur le marché en 2020-2021.

Je suis allé voir les informations disponibles et en particulier l'article publié par SAFRAN. Je ne ferai pas de commentaire :roll:

https://www.safran-group.com/fr/media/developper-la-propulsion-hybride-aeronautique-20170622

Il est présenté comme soit comme un générateur électrique pour une propulsion hybride ou un truboprop avec un échangeur thermique.

http://www.turbotech-aero.com/turboprop.html

La présence de batteries est évoquée. En cas d'utilisation en propulsion hybride, il faudrait ajouter le moteur électrique et la tripaille qui va avec pour parler de masse propulsive et ne pas se contenter de la masse de la turbine seule. On peut se demander aussi à quoi servent les batteries. Comme la turbine produit l’énergie, autant l’utiliser directement et éliminer ce lest. :roll:
En utilisation comme turboprop, à quoi peut servir cet échangeur thermique. Dans les systèmes statiques de cogénération, il produit de la vapeur, ce qui permet de donner un bilan énergétique flatteur mais réel. Dans un avion, quelle peut être l'utilité ?

Toute cette communication manque de clarté....

par **jeromef** » 19 Mar 2019, 14:00

En utilisation comme turboprop, à quoi peut servir cet échangeur thermique

Tout simplement à améliorer le rendement en récupérant de l'énergie en sortie de turbine pour l'injecter en sortie de compresseur. C'est un principe bien connu, très utilisé dans les turbines statiques, peu en aviation à cause de la masse et de l'encombrement des échangeurs. L'innovation ici est l'échangeur compact en céramique.

On peut se demander aussi à quoi servent les batteries

A fournir ponctuellement de la puissance supplémentaire en cas de besoin (décollage, remise des gaz). Cela permet de dimensionner la turbine pour le vol de croisière, et donc de gagner de la masse et du rendement. (cf. KERS sur les formule 1)

Je ne ferai pas de commentaire

Effectivement , il vaut mieux savoir de quoi on parle avant.

par **Yankeeromeo** » 19 Mar 2019, 15:33

Je ne voudrais pas être un rabat-joie, mais... quelque soit la qualité technologique du projet (au sujet de la quelle je ne puis me prononcer), il y a un problème de rentabilité économique...
Le marché de l'aviation de loisir est petit et il le restera. Il suffit de comparer en France les 50 mille pilotes et 500 mille cavaliers, ou deux millions de chasseurs.

Vouloir fabriquer de toutes pièces et de façon rentable un petit moteur aéronautique est un beau rêve, mais est-ce raisonnable ?
Le bon exemple ce sont les diverses adaptations de VW. Limbach, Sauer, GPAS, ou Revmaster ont pu fonctionner, car ils utilisaient les pièces existantes, fabriquées en grande quantité pour l'automobile. Le JPX a eu un certain succès en faisant de même, mais par la suite les modifications et les fabrications spécifiques ont entraîné des investissements qui ont causé sa faillite et sa disparition. L'aventure malheureuse de Vija est aussi un exemple qui vaut l'avertissement.

Chez Vaxell, malgré plusieurs moteurs vendus, la société fonctionne, parce qu'elle ne vit pas (encore) de cette activité. La division moteurs aéronautiques peut continuer à se développer, parce qu'elle n'a pas pour l'instant la nécessité d'assurer la survie de la boîte. Mais ils fabriquent eux-mêmes seulement trois pièces du moteur, le reste étant le travail de recherche et de transformation, et les autres pièces étant disponibles sur le marché. La différence de prix entre ce moteur et d'autres (comme UL-Power, ou D-Motor), dont la plupart de pièces est spécifiquement fabriquée, provient pour une grande partie de cela.

par **Daniel C** » 19 Mar 2019, 17:00

@ jeromef

On récupère de l'énergie (thermique en l’occurrence) pour l'injecter en sortie de turbine. De quelle manière manière et sous quelle forme cette énergie thermique est elle convertie ?
Que l'échangeur soit en céramique ne change rien.
Les échangeurs sont utilisés en cogénération pour fabriquer de la vapeur....sur un avion on peut écarter cette solution. :roll:

Le KERS, permet de récupérer l’énergie de freinage et effectivement diminuer la consommation de carburant. Sur un avion les batteries embarquées sont chargées exclusivement par l'énergie produite par la turbine/moteur, il n'y a donc aucune économie à espérer. Cette énergie stockée, il faudra la restituer soit par un moteur électrique additionnel soit en faisant fonctionner l'alternateur couplé à la turbine en moteur.
La quantité de carburant consommée dépend de la puissance demandée. Si le fait de dimensionner la turbine pour la puissance de croisière augmente le rendement, il ne faudra pas que les ajouts viennent trop le détériorer.

Mettre des batteries sur un avion permet d'augmenter la masse à vide au détriment de la masse marchande.

Mais comme, modestement, tu sais de quoi tu parles, je ne doute pas un seul instant que tu trouveras une argumentation. :lol:

par **Daniel C** » 19 Mar 2019, 22:29

Yankeeromeo a écrit:Le bon exemple ce sont les diverses adaptations de VW. Limbach, Sauer, GPAS, ou Revmaster ont pu fonctionner, car ils utilisaient les pièces existantes, fabriquées en grande quantité pour l'automobile.

Le hic est que ce moteur est largement aussi antique que les Continental et Lycoming. Ces derniers étant encore produits avec des normes strictes sont des bases fiables.
La VW avec le 4 à plat a été arrêtée il y a plus de 20 ans. Certaines pièces seraient encore produites. On peut s'interroger sur le niveau de qualité, compte tenu que ces pièce sont destinées à un usage routier moins exigeant et que, très probablement, la maison mère s'est complètement désintéressée de ce produit
Vija adaptait un moteur de moto....dont la production est également arrêtée mais disponible dans les casses :roll:
Il faut saluer le courage de UL-Power et de D-Motor qui ont choisi une approche radicalement différente et infiniment plus risquée.

par **jplandez** » 19 Mar 2019, 22:51

Le problème il est là.
A l'époque des "flat" ou "boxers", les constructeurs de moteur automobile ont fabriqué des moteurs adaptés pour minimiser l'encombrement. C'est à mon avis la base des 2cV, etc, mais aussi des vW, et aussi des Porsche (il fallait gagner de la place en hauteur). Ceux la ont subi des "tentations" d'avionnage.
J'ai aussi mis de l'espoir dans le UL260Is, mais même problème : trop peu de ventes pour réellement industrialiser, une injection "bricolée".
Le DMotor est intéressant, car il permet de diminuer l'encombrement en largeur, mais avec ses soupapes latérales, c'est une techno des années 20, il doit être difficile d'avoir un bon rendement.

Actuellement, pour les bagnoles, il sort des moteurs intéressants, coupleux, assez économes, mais ils sont trop lourds, trop gros, et surtout pas adaptés à l'avion.
Un "boxer" a la mode actuelle ne serait pas mal, mais qui va le faire ?

Les "turbo-prop", de petite puissance, arriveront peut être un jour, mais seulement si les constructeurs de moteurs automobile investissent.

par **Marc B** » 19 Mar 2019, 22:57

Les seuls moteurs qui ont encore un avenir sont ceux qui consommeront 2 l/100 km. Pas si sûr qu'ils seront "avionnables".

par **jeromef** » 20 Mar 2019, 07:41

On récupère de l'énergie (thermique en l’occurrence) pour l'injecter en sortie de turbine. De quelle manière manière et sous quelle forme cette énergie thermique est elle convertie ?
Que l'échangeur soit en céramique ne change rien.
Les échangeurs sont utilisés en cogénération pour fabriquer de la vapeur....sur un avion on peut écarter cette solution.

Il s'agit de régénération , pas de cogénération. une explication ici: https://basicmechanicalengineering.com/gas-turbine-power-plant-with-regeneration-reheat-intercooling/.

Concernant la batterie, il s'agit d'une solution hybride (c'est à dire que l'hélice est entrainée par un moteur électrique). L'idée est que la turbine entraine un générateur qui produit la puissance moyenne nécessaire, le supplément pour les phases de décollage/remise des gaz étant fourni par une batterie tampon.
L'avantage est que la turbine tourne à régime constant à son point de meilleur rendement. et est plus petite, plus légère et moins chère. De plus on élimine le réducteur qui est lourd et fragile (le générateur est entrainé en direct par la turbine)
Je n'ai pas fait le bilan masse/énergie du dispositif, mais un des avantages est que la turbine peut être placée n'importe ou dans l'aéronef ce qui permet de mieux gérer le centrage et l'aérodynamique de l'appareil.

par **jeromef** » 20 Mar 2019, 07:48

Un "boxer" a la mode actuelle ne serait pas mal, mais qui va le faire ?

Le boxer Subaru est pas mal utilisé aux US.

par **Daniel C** » 20 Mar 2019, 08:48

@jeromef

Tu parlais d'injecter la puissance en sortie de turbine :o
En fait c'est dans l'air après le compresseur, donc en entrée de la chambre de combustion (comme Rolls Royce sur une turbine marine). C'est quand même une belle usine à gaz. Pour un générateur au sol ou sur un navire, cela ne pose pas trop de problème et l’augmentation du rendement est toujours bienvenue.
Sur un avion c'est plus discutable: turbine+ générateur électrique + échangeur + moteur électrique + convertisseur de fréquence...cela ne va pas dans le sens de la simplicité ni de la réduction de la masse. Comme l’énergie de la turbine est intégralement convertie en production électrique, l'alternateur devra être dimensionné pour la puissance maximale. Certes il tourne vite et il ne devrait pas être trop volumineux.
Il y a quelques problèmes électriques gratinés.

Bon courage. ;)

par **jeromef** » 20 Mar 2019, 09:04

Tu parlais d'injecter la puissance en sortie de turbine

Pas du tout, relis bien mon post:

Tout simplement à améliorer le rendement en récupérant de l'énergie en sortie de turbine pour l'injecter en sortie de compresseur.

Pour le reste, je n'ai pas les données chiffrées, mais si Safran soutient le projet, cela ne doit pas être totalement idiot!

par **JaÇum** » 20 Mar 2019, 10:07

jeromef a écrit:
mais si Safran soutient le projet, cela ne doit pas être totalement idiot!

Côté subventions ?
C'est pas cher, c'est l'état qui paye !

par **Daniel C** » 20 Mar 2019, 17:07

jplandez a écrit:....
Le DMotor est intéressant, car il permet de diminuer l'encombrement en largeur, mais avec ses soupapes latérales, c'est une techno des années 20, il doit être difficile d'avoir un bon rendement.

D-Motor annonce une consommation de 16 l/h@ 2800 tr/mn soit environ 65 cv. C'est à peu de chose près celle d'un Rotax à la même puissance.
A l'aéroclub de La Planche est un adhérent qui a assuré la mise au point de ce moteur. Il en a cassé 2 à l'époque ou les bielles étaient en alliage léger et par la site a aligné des heures de vols sans autre problème. Il le qualifie de bon moteur.

par **jplandez** » 20 Mar 2019, 19:48

Daniel C a écrit:... turbine+ générateur électrique + échangeur + moteur électrique + convertisseur de fréquence...

J'y pense de temps en temps.
Un moteur - génératrice (à turbine.. pourquoi pas ?) logé dans le fuselage
Pour un bi-moteur, deux nacelles d'hélice sur chaque aile, qui pourraient être "fines",
Un peu de batteries pour assurer la panne moteurs.
Un peu d'électronique (ça pèse pas bien lourd, et c'est pas trop cher).
On peut rêver :x , mais pourquoi pas ? :?: