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

[yellow_submarin]

Ben ... non, il n'y a pas que ça, il y a également des architectures plus efficaces, comme le synchropter.

[AQUINEA]

Bonjour sous-marinier jaune et Jarnicoton,

Oui, mille fois oui, nous pourrions sécuriser ces 30 minutes de vol et même aller jusqu'à environ 30 minutes de stationnaire HES en optimisant le concept, notamment en diminuant la charge au disque, et en réduisant les masses. Nous avons dans nos cartons les plans de cet appareil amélioré mais notre petite structure n’en a pas les moyens financiers. Sans compter que les délais auraient été incompatibles avec notre objectif de voler avant les Allemands d'e-volo.
Quoi qu’il en soit qui peut le plus peut le moins : nous savons que nous décollons « lourd » et que notre pilote est gavé au cassoulet (106kg sur la balance le bougre)…

Oui encore, l'avènement de l'hélico électrique réellement "praticable" (disons 1h de vol + réserve) nécessite une amélioration importante de l'énergie spécifique des batteries ou une pile à combustible à haute densité de puissance. Nous n'en sommes pas très loin. Des progrès notables sont attendus ces prochaines années avec le développement de la mobilité électrique (pas uniquement les voitures).

Amicalement

[yellow_submarin]

En tout cas, vrillage et profil asymétrique, c'est déjà nettement mieux qu'un NACA 0012 sans vrillage comme on le voit malheureusement trop ...

[Jarnicoton]

Les rotors engrenants (synchropter) on l'avantage comme tous les multirotors d'économiser la puissance d'anticouple. Sa valeur modeste en croisière est à comparer à la complexité/poids du birotor. Je ne saurai pas faire.
Veux-tu développer les considérations sur le profil ?

[Lochardet]

Bonjour sous-marinier jaune et Jarnicoton,

Oui encore, l'avènement de l'hélico électrique réellement "praticable" (disons 1h de vol + réserve) nécessite une amélioration importante de l'énergie spécifique des batteries ou une pile à combustible à haute densité de puissance. Nous n'en sommes pas très loin. Des progrès notables sont attendus ces prochaines années avec le développement de la mobilité électrique (pas uniquement les voitures).

Amicalement

ben oui on n'en a jamais été aussi près... comme de la fin du monde par exemple!

[yellow_submarin]

Les rotors engrenants (synchropter) on l'avantage comme tous les multirotors d'économiser la puissance d'anticouple. Sa valeur modeste en croisière est à comparer à la complexité/poids du birotor. Je ne saurai pas faire.
Veux-tu développer les considérations sur le profil ?

Mais le synchropter a également d'autres avantages. Sa stabilité est réellement bluffante, et théoriquement, les deux rotors n'accélérant pas exactement le même flux d'air, le rendement serait un poil supérieur à un coaxial classique. En revanche, un coaxial est extrêmement compliqué mécaniquement. Le synchropter n'a pas cet inconvénient. Je pense que c'est une erreur que de penser 2 rotors comme étant plus lourds qu'un seul rotor avec anticouple. Déjà, l'anticouple représente une masse importante du point de vue transmission. Mais c'est pire quand on parle de la masse structurelle engendrée sur la queue. Un synchropter a des rotors aussi simples qu'un rotor classique, et chacun ne prend que la moitié de la puissance du moteur. Donc on ne double pas la masse des rotors. Et bien entendu, ils se contentent d'une seule boîte de transmission.

Si le couple en croisière est effectivement moins présent, en stationnaire, c'est une hérésie, car c'est également là que le moteur crache ses tripes : on a besoin de toute la puissance, or, on en gaspille encore plus.

Pour le profil, ce n'est pas bien complique : un profil symétrique a une finesse franchement minable. Un profil dissymétrique s'en sort bien mieux, en revanche, il a un couple piqueur plus important (donc nécessité d'une plus grande raideur en torsion de la pale). Son comportement est également moins intéressant en incidence négative. Quant an vrillage, il permet à chaque section de travailler plus proche de la finesse maximale (le centre, comme sur une hélice, nécessite un calage plus fort car sa vitesse linéaire dans le plan de rotation est plus faible qu'à l'extrémité).

[bebe44]

ben oui on n'en a jamais été aussi près... comme de la fin du monde par exemple!

Beaucoup de nous avions snobé l'aire nouvelle aéronautique qu'était l'ULM en ses début et pourtant quelle réussite
Sachons accepter que l'avenir ne se lit pas dans ses propres expériences mais dans le pluralisme de celles des autres
Pour arriver à un but, il faut avant tout y croire, ensuite le temps avec les avancées technologiques fera le reste.

[Jarnicoton]

Aux petits angles ("Theory of wing sections"), les NACA 0012 et 23012 ne présentent pas de différence de Cx appréciable. La différence ne se creuse en faveur du 23012 qu'au-delà de Cz = 0,5.
Pour les laminaires de la série 64, elle se creuse un peu plus tôt.
J'ai le flemme de calculer ce que cela fait comme différence de puissance absorbée.

Sur un hélicoptère électrique, il faut considérer le poids du rotor anticouple et de son moteur propre intégré ; mais la transmission ne pèse presque rien.

[AQUINEA]

Effectivement, une des premières étapes du projet a été de construire le devis de masse: nous avons comparé le poids de la transmission de Microcopter (pistons) avec celui d'Electopter (électrique). Il n'y a pas photo comme on dit, -28kg et une moindre complexité: suppression d'une BTP primaire, d'embrayage centrifuge, de la roue libre (puisque les moteurs sont "brushless" = couple à vide quasi-nul), d'accouplements élastiques et d'un système de refroidissement d'huile... le gain a été considérable!

Concernant le rotor anti-couple vos remarques sont judicieuses mais cette technologie est dépassée: c'est lourd, compliqué, peu robuste et demande une maintenance soignée. Dans le cas d'un hélico électrique, pourquoi conserver un RAC mécanique et des commandes de pas alors qu'un moteur électrique équipé d'une hélice à vitesse variable suffit? C'est la phase 2 de notre projet, une fois les 30 minutes de vol acquises. Dans la réalité la configuration sera plus complexe: redondance moteur, alimentations croisées et ségréguées, double contrôleur sur alimentations séparées... mais au final le gain de masse est significatif puisqu'on supprime deux boîtes de transmission, un arbre long et son guidage, le système de pas variable et sa commande et on simplifie la poutre de queue.
A l'extrême on peut même imaginer de remplacer le palonnier par une rotative à poignée à main gauche, puisque la gestion RPM est entièrement électronique et installer un conservateur de cap pour ne pas avoir à coordonner le lacet en vol. C'est un cercle vertueux.

PA

[AQUINEA]

Remarque concernant le synchropter et de manière générale les bi-rotors: ce sont d'excellentes formules pour le stationnaire, le "stationnaire dérapant" ou le vol lent mais leur avantage en terme de rendement, entre 6% et 10% sur la formule monorotor, s'efface rapidement en translation (maître-couple des rotors). Au final, il n'y a aucun gain sur un profil de mission classique comportant pas loin de 90% de translation. C'est la raison pour laquelle ces formules sont surtout adaptées aux grues volantes, aux appareils très chargés et aux hélicos militaires "durcis", type Kamov, ou le RAC est vulnérable.

PA

[yellow_submarin]

Hello

Aux petits angles oui, mais l'angle dépend aussi du Cz dont on a besoin, et il se trouve qu'un profil à courbure nulle (symétrique) a besoin d'une incidence plus importante pour un même Cz qu'un profil avec courbure. Et là, ça fait quand même une belle différence, surtout pour un appareil dont la puissance est comptée.

Aquinea, oui, c'est vrai que la différence se fait particulièrement dans les phases de faible vitesse. Pour autant, il est largement possible de réduire la section frontale des rotors, en remaniant la boîte de vitesse par exemple. Le cas du Kmax est particulier, si Kaman a décidé d'en faire un hélico de levage, c'est aussi pour se positionner sur un marché où les concurrents de grosse taille comme Bell et Sikorsky n'étaient pas présents, et donc, où il pourrait vendre. Ça n'a pas empêché Kamov de faire des hélicos d'attaque remarquables en coaxial, ni Sikorsky d'exploser le record de vitesse avec la même architecture (différent ceci dit, car c'est pour obtenir une symétrie de portance à haute vitesse que le contrarotatif a été retenu).

Il y a quand même d'autres avantages, comme une réduction du bruit significative par exemple.

Débat mis à part, je suis avec intérêt les avancées de ta machine. Lorsque j'avais aperçu ton moteur en vente sur LBC, j'avais cherché des informations sur le Microcopter, mais rien à part les quelques vidéos d'essais de régulation
Pour l'anticouple électrique, ce serait en effet une avancée considérable ... En revanche, je ne suis pas du tout fan de l'idée d'un contrôle par vitesse de rotation : sur un rotor de cette masse, ça représente une certaine inertie ... Et par conséquent des forts pics de consommation à l'accélération, et éventuellement au freinage, qui serait probablement nécessaire. Ce serait dommage !

[AQUINEA]

Le contrarotatif X2 de sikorsky dont tu parles est très, très spécial: d'une part il est équipé d'une hélice propulsive (ce n'est donc plus à proprement parler un hélicoptère en vol de translation..), et d'autre part la configuration contra-rotative permet de lever la limitation de vitesse inhérente à la dissymétrie de vitesse pale reculante/pale avançante. C'est tricky mais ça a marché. Seulement, le bilan de puissance et les rendements en vol de translation doivent être catastrophiques. Sikorsky s'en moquait un peu s'agissant d'une bête de concours. Pour le reste, on peut se poser la question de l'utilité d'un tel appareil face aux convertibles capables d'une vitesse similaire voire supérieure tout en étant bcp plus efficaces...

Concernant le contrôle en lacet par variation de vitesse ce qu'il faut savoir c'est que le couple d'un BLDC est constant de 0 à sa vitesse maxi, donc que l'accélération angulaire est extrêmement rapide sur un disque de faible inertie. Considérant une diminution de vitesse, il n'y a quasiment aucune perte d'énergie puisque le freinage est REGENERATIF. On récupère donc environ 97% de la puissance de "freinage" du disque avec des valeurs similaires de décélération.
Seul doivent être considérés des effets gyroscopiques qui nécessitent une contra-rotation qui n'est pas un problème si on impose deux moteurs pour le RAC.

PA

[yellow_submarin]

Oui, pour le X2, je ne donne pas cher de son rendement ... Ce qui leur a aussi permis de limiter la traînée, c'est de disposer de rotors totalement rigides donc très rapprochés.

Pour le moteur d'AC, il va falloir du coup faire le tout avec une inertie très faible ... Tu souhaites faire du régénératif : je suppose que tu vas employer des SupCaps ? Au passage, as-tu pensé à faire un fenestron ?

Cyril

[offtaps]

Salut,

Etant du sud, pour moi un fenestron est dabord une petite fenêtre
J'ai donc googlé et je suis tombé sur ça : http://fr.wikipedia.org/wiki/NOTAR

Et sur la page du fenestron, on y lis que le rendement est moins bon qu'avec un rotor de queue classique

[yellow_submarin]

Hello

Oui ... et non.

Si c'est ce qui est stipulé, c'est parce que l'objet de comparaison est un fenestron de diamètre inférieur à un rotor libre ... Mais en réalité, à diamètre identique, le fenestron a un rendement supérieur.

Cyril