NEWS --- Un hélicoptère 100% électrique va tenter un vol de 30 minutes !

[buiatti]

Bonjour,

Dans les 2 cas, tout dépend du diamètre qui sert de référence
Celui de l'hélice ou le diamètre extérieur du carénage

[AQUINEA]

Une réponse à yellow_submarin: les super-capacités ne devraient pas être indispensables pour plusieurs raisons:
1. il n'y a aucun cas de vol qui nécessite en pratique des variations élevées de cadence: les corrections de lacet portent généralement sur quelques daN de poussée autour du point d'équilibre pour un hélico de la classe des 500kg, ce qui correspond à un range de quelques quelques centaines de RPM pour une hélice à pas fixe.
2. l'expérience du NOTAR est édifiante: sa constante de temps est élevée mais ça ne dégrade pas de manière significative la maniabilité de l'appareil (dixit ses pilotes...)
3. De base, la stabilisation RPM du rotor principal nécessite des élements de batterie dotés d'une faible résistance interne, donc capables de puissances instantanées élevées. Pas aussi élevées certes que des condensateurs mais suffisantes pour pouvoir atteindre jusqu'à 8C-peak sans dommage, ce qui équivaut à environ 3x l'intensité nominale en stationnaire.
4. Rappel: le couple moteur maxi est immédiatement disponible, quel que soit le régime RAC...

[yellow_submarin]

Bonjour Aquinea

Oui oui, je suis bien conscient du couple max disponible à tous les régimes D'où la question des éléments capables de fournir ce couple max nécessaire à l'accélération !

Tu comptais passer sur un AC NOTAR ? Ou bien tu faisais référence au fenestron ? Effectivement, le NOTAR semble être doté d'une autorité très intéressante notamment en vol latéral ... Par contre c'est autrement plus gourmand en énergie. J'évoquais le fenestron justement parce que si bien calculé, il permet un gain considérable en rendement notamment en statique, c'est intéressant pour une machine électrique.

[AQUINEA]

Y a t'il vraiment un intérêt au fenestron en poussée statique?
Le fenestron est gagnant en translation rapide par l'effet de dérive procuré par le carénage profilé mais il est handicapé par ce même carénage par vent de travers à basse vitesse.

Il y a clairement un net avantage au diamètre rotor tant qu'on reste dans la plage de linéarité de la polaire. Celui du fenestron est forcément plus faible qu'un RAC ouvert toute chose égale par ailleurs. Pour une machine lente comme l'ELECOPTER (disons Vmc = 60kt-70kt), le meilleur compromis me semble donc être un grand RAC, mais je me trompe peut-être. Je fait volontairement l'impasse sur les bénéfices évidents d'un fesnestron bien conçu en termes de sécurité et de bruit, quoiqu'un RAC électrique peut être activé sur demande, juste avant la prise de collectif et la mise en stationnaire.

[yellow_submarin]

Si tu considères que le stationnaire est la phase la plus gourmande en puissance, ça a un intérêt d'augmenter le rendement de l'AC, donc par un fenestron par exemple. Après, si tu considères que c'est une phase peu significative, c'est une autre histoire. Mais imaginons que cette machine soit destinée à faire de l'écolage, augmenter le rendement de l'AC, c'est sauver de précieux Wh à chaque vol où l'élève va s'exercer au stationnaire ...

Et si l'encombrement de l'AC est un problème, là encore, le fenestron permet de compenser un diamètre qu'on aurait aimé supérieur, en fournissant un rendement identique.

A ce sujet, un très gros avantage de l'anticouple électrique est, il faut bien l'avouer, une liberté totale de placement et donc la possibilité de le mettre en hauteur pour augmenter son diamètre sans courir de risque ...

[AQUINEA]

AMHA il me semble que c'est l'inverse: un fenestron est plutôt mauvais en stationnaire compte-tenu de son petit disque rapide: la vitesse de Froude et la puissance de trainée seront plus élevées qu'avec un RAC "conventionnel" qui occupera un plus grand diamètre. La situation est inversée en translation rapide grâce à la compensation de dérive intégrée au fenestron.

Bref, selon moi, une application d'écolage devrait privilégier le RAC ouvert.

Sur-diamétrer un RAC électrique est une bonne idée mais nécessite une poutre de queue plus longue, donc plus lourde pour maintenir la garde au rotor principal. Avec plusieurs problématiques complémentaires à investiguer: centrage, couplage/downwash, modes vibratoires...

Quitte à évaluer une technologie de rupture pour le RAC, j'opterais davantage pour un concept de compensation totale par effet Coanda. C'est possible si on considère que 70% de la compensation statio du MD500 est à mettre au crédit des fentes Coanda. Reste 30 petits % à trouver. J'ai quelques idées sur la question...
Mais là, c'est pas pour tout de suite.

[Jarnicoton]

AMHA il me semble que c'est l'inverse: un fenestron est plutôt mauvais en stationnaire compte-tenu de son petit disque rapide: la vitesse de Froude et la puissance de trainée seront plus élevées qu'avec un RAC "conventionnel" qui occupera un plus grand diamètre.

Ben oui !

[yellow_submarin]

C'est un amalgame qui est fait bien trop souvent. Je parle de comparaison a ISO-diamètre, sinon ça n'a aucun sens ! Et a ISO diamètre, un rotor caréné a un rendement meilleur.

[AQUINEA]

Toutes choses égales par ailleurs (charge au disque et diamètre RP, longueur du mat anticouple...) un rotor caréné est toujours plus petit qu'un rotor ouvert, la limitation venant de la garde au rotor principal.
Je répète: le fenestron n'apporte aucun avantage en stationnaire et à faible vitesse de translation, c'est d'autant plus incontestable que même Eurocopter ne "vend" pas la performance du concept mais sa sécurité et son niveau sonore.

Autre limitation du fenestron, rarement abordée: les performances en altitude et/ou par temps chaud sont catastrophiques compte-tenu des incidences des lames du RAC: l'incidence des lames varie d'une paire à l'autre pour étaler le bruit sur une large bande de spectre, ce qui se traduit par des décrochages rapides sur les paires les plus "calées". Bref, le RAC ouvert est incontournable pour des missions de haute altitude: le RAC du Lama n'a jamais été caréné !

On peut facilement faire le parallèle avec le double-flux d'un réacteur d'avion commercial: caréner une soufflante n'apporte qu'une amélioration du niveau de bruit et la sécurité d'un anneau de confinement. A telle enseigne que les derniers développements tournent autour de soufflantes non-carénées contra-rotatives pour améliorer l'efficacité, donc la consommation des avions de ligne.

Bref l'hélico électrique, forcément lent et de moindre endurance devrait privilégier le RAC ouvert "conventionnel", par ailleurs beaucoup plus léger, plus simple et moins cher.

PA

[yellow_submarin]

Hello

Oui, il sera plus petit pour les contraintes que tu as cité. Mais aérodynamiquement, il est plus intéressant à iso-diamètre. Pour les diamètres auxquels il est employé par Eurocopter, je ne nie pas du tout que sa poussée statique est moindre. Mais je tâche d'élargir au contraire une possibilité d'utiliser un fenestron de la taille d'un AC classique, pour utiliser moins de puissance en statio. Il faut différencier l'architecture "fenestron" d'Eurocopter qui passe par une réduction de diamètre, et un rotor d'architecture classique, mais caréné, qui n'a pas, par exemple, les soucis de décrochage que tu as mentionnés. Au passage, je ne parle pas d'un carénage visant juste à limiter les pertes marginales du rotor, mais à utiliser la dépression du flux amont pour créer une traction supplémentaire sur les lèvres du carénage. Donc, certes, EC choisit de faire des rotors AC de plus petit diamètre mais carénés; il n'est pas moins possible de faire un rotor de diamètre classique caréné.

Pour les turbofan, désolé mais c'est encore une comparaison à diamètre totalement différent. La technologie CROR se passe de carénage parce que son utilisation serait beaucoup trop impactante sur la masse. Le gain en termes de sécurité est négligeable, les ensembles tournants des turbofans sont considérés à énergie cinétique quasi infinie et peuvent transpercer l'avion de part en part si le fuselage est sur leur trajet. En revanche la réduction d'empreinte sonore est aussi très importante : c'est pour l'instant le bruit monstrueux des CROR qui les empêche de percer (l'idée a plus de 30 ans).

Le rendement d'un rotor caréné est toujours supérieur au rendement d'un rotor libre. Mais c'est comme si on parlait de caréner le rotor principal d'un hélico, le diamètre est tel que la masse serait trop importante, on devrait donc diminuer le diamètre, et finir avec un diamètre tel que les avantages du carénage ne suffiraient pas à compenser la dégradation de l'efficacité propulsive.

[AQUINEA]

Yellow submarin, je crois qu'on est d'accord: à diamètre égal, un fenestron et un RAC ouvert se valent. En pratique si Eurocopter (et les autres) avait pu faire des disques plus grands, je pense qu'ils ne se seraient pas gênés. Je ne vois pas de configuration permettant d'être à iso-diamètre en caréné sauf à prolonger la poutre de queue avec impacts masse et CG. Mais si tu as des idées, je suis preneur !

[yellow_submarin]

Bien, ça dépend de la façon dont tu conçois le carénage ... si tu le conçois pour la poussée statique (ce qui n'est pas le cas des constructeurs actuels évidemment), tu peux te contenter de l'épaisseur d'un profil en plus du rayon du rotor. Donc cela n'implique pas de rallonger la queue. C'est s'il est conçu pour un gain d'efficacité en croisière qu'il doit être intégré dans une dérivé et donc alourdit l'ensemble, surtout si l'on doit rallonger pour agrandir le diamètre.

[AQUINEA]

Etat du développement:
- Assemblage mécanique en cours: BTP, RAC, moteurs...
- Assemblage du pack de batteries en cours

ELECOPTER devrait être totalement assemblé et câblé d'ici à mi-décembre pour des essais au sol à partir de mi-janvier et un premier vol fin février 2014.
Le planning est donc toujours sur les rails.

A ce stade aucune difficulté majeure n'a été rencontrée même si des ajustements de configuration ont été nécessaires. Le plus difficile reste cependant à venir avec l'intégration des systèmes.

Côté masses, tous les composants ont été pesé individuellement et on constate un écart d'environ 10kg par rapport à nos estimations initiales (510kg au lieu de 500kg). Cette augmentation ne remet pas en cause les performances annoncées même si son impact est estimé à environ 30 secondes de vol de croisière.

PA

[AQUINEA]

Quelques news du prototype:

L'hélicoptère est entièrement assemblé et le câblage de la batterie est en voie de finalisation. Reste le câblage de la cellule.
Les essais fonctionnels sont prévus début janvier et les essais au sol fin janvier.
La pesée est conforme aux attentes et les performances calculées sont donc confirmées: 22min de stationnaire HES ou 30minutes en vitesse de croisière.

Sauf aléas les premiers vols devraient avoir lieu début mars.

Nous avons engagé les études d'une version biplace, capable de 30 minutes de stationnaire HES sur des principes similaires mais avec quelques innovations marquantes dont on reparlera.

PA

[Pimprenelle]

et on peut avoir des photos, pour nous mettre l'eau à la bouche ?