Prospectives pour les transports du futur

[Michel Kieffer]

Bernardd

Bien entendu, le ratio « masse à vide /sur masse en charge » est des plus important. Je prépare un papier à ce sujet. La charge étant variable, optimiser sous entend spécialiser les véhicules en fonction de l’usage. Exemple : un petit véhicule biplace très léger pour aller travailler, un véhicule 4 place (toujours très léger) pour le « WE ».

Merci pour ces remarques.

Michel

[Remundo]

Oiseutempete

Voir aussi le film sur le TU 95 au bas de rubrique « pantheon » du site http://inter.action.free.fr/ :

Brrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrr

Michel

Salut Michel,

je conseille ce site, il est extrêment riche scientifiquement et bien illustré.

Et oui, les Russes aiment les rotors contrarotatifs. Ils l'ont utilisé notamment sur les hélicoptère Kamov, permettant de supprimer tous les effets gyroscopiques du rotor, et en même temps d'annuler le contre-couple tendant à faire tourner le cockpit au lieu du rotor...

Ce sont des petites merveilles de mécanique. Les Russes ont généralement un pragmatisme technique très intense et ils font bien avec peu de moyens.

[Michel Kieffer]

Bien vu et merci !

[oiseautempete]

Et oui, les Russes aiment les rotors contrarotatifs. Ils l'ont utilisé notamment sur les hélicoptère Kamov, permettant de supprimer tous les effets gyroscopiques du rotor, et en même temps d'annuler le contre-couple tendant à faire tourner le cockpit au lieu du rotor...

Ce sont des petites merveilles de mécanique. Les Russes ont généralement un pragmatisme technique très intense et ils font bien avec peu de moyens.

En effet, les hélicoptères Kamov sont très réputés bien au delà des frontières de l'ex URSS: ils sont même utilisés au Canada et en Suisse (Héliswiss), et il me semble qu'une société Française en a acheté un récemment (dans tous les cas des Kamov Ka32 de 4500cv et 5 tonnes de capacité de charge à l'élingue), toujours pour du travail aérien: ces hélicos sont très appréciés des pilotes car beaucoup plus stables en stationnaire, beaucoup plus compacts et disposant d'une plus importante réserve de puissance que des hélicos classiques...
En réalité, le système de rotors contra-rotatifs est celui des débuts de l'hélico, d'ailleurs le tout premier à avoir volé de façon satisfaisante en étant pleinement contrôlable était le Bréguet Gyroplane Laboratoire en 1935 à rotors contra-rotatifs...Breguet a d'ailleurs travaillé dessus jusque dans les années 50 (avec une longue interruption du fait de la guerre) avant d'abandonner les hélicos...
L'invention du rotor anti couple a certes permis de réduire les coûts et la complexité des hélicos, mais a aussi diminué leur efficacité énergétique, ce rotor absorbant une part non négligeable de puissance (plusieures centaines de cv sur un gros hélico).

[bernardd]

@ Michel Kieffer :

J'avance dans la lecture de vos très intéressants documents.

Concernant "Carburant Fossile, alternatives et illusions" :

- dans le cadre de la comparaison faite, il semble que l'aspect dangereux de la concentration d'énergie ne soit abordé que pour l'air comprimé et l'hydrogène.

En plus, la réelle possibilité d'explosion de l'hydrogène est ignorée au profit de simples flammes.

A l'opposé, il est montré la possibilité d'explosion d'une réserve d'air comprimé, ce qui est pourtant complètement faux : il peut s'agir au maximum d'une décompression rapide, qui ne saurait créer de propagation plus rapide que le son, et les réservoirs sont étudiés pour ne pas créer de poussée mécanique orientée. En aucun cas possibilité de flammes ou de haute température comme le suggère la comparaison avec du TNT : au contraire, il y aura absorption de chaleur.

La comparaison avec le TNT serait beaucoup plus à sa place avec l'hydrogène, qui l'a déjà montré dans le passé, n'est-ce pas ?

Pour que cette comparaison soit objective, il faudrait aussi parler du danger d'incendie avec l'essence fossile ou cultivée, avec le gaz, et avec les batteries électriques.

Et il faudrait aussi parler du danger plus pernicieux des matériaux manipulés, que ce soit les composés carbonés cycliques hautement cancérigènes ou les métaux lourds de certaines batteries...

- concernant spécifiquement l'air comprimé, vous dites :

"Mais 300 litres comprimés à 300 bars équivalent à moins de 4 litres* de carburant fossile…"

mais vous venez d'expliquer de manière très efficace que cela représente environ 360 cyclistes pendant 1 heure ! Si l'air comprimé permet d'obtenir un véhicule simple, fiable, léger, efficace et peu cher, alors 360 cyclistes doivent bien pouvoir faire 150 ou 200km en se relayant : vous avez vous même cité la possibilité d'un véhicule consommant 2l/100km, c'est tout à fait cohérent, et largement suffisant pour un véhicule urbain qui va faire moins de 80km par jour dans 80% des cas ;

- vous ajoutez :

"…et représentent, en plus de la masse du
réservoir, environ 100 kg d’air à déplacer !"

. Certes, quand le réservoir est plein : en moyenne, on sera donc à moitié du réservoir. A comparer avec des batteries, dont la masse reste complète même quand elles sont vides voire usées. Il serait alors équilibré de parler de la durée de vie et du coût des réservoirs.

- l'affirmation suivante

"Et il a fallu bien plus de carburant pour comprimer l’air à 300 bars !"

me parait très subjective.

Les compresseurs industriels actuels à piston à 400bars recherchent le débit plus que l'efficacité, mais atteignent tout de même 60% d'efficacité selon le fabricant que j'ai consulté pour vérifier. En allant plus lentement, on peut faire mieux et utiliser la chaleur résultante pour chauffer un local. Et 60%, c'est déjà pas mal pour une solution immédiate existante, quand on voit le rendement de production de l'électricité.

Mais il faut bien comprendre que si l'usage de l'air comprimé devient plus répandu et stratégique, il y a beaucoup d'améliorations à mettre en oeuvre : compression par chauffage (c'est bien ce que l'on fait dans un moteur à combustion interne actuelle, mais avec un mauvais rendement) par combustion continue efficiente, intégration dans des cycles thermodynamiques...

- enfin :

"En clair, la consommation est moindre en mettant directement le carburant dans le réservoir de notre voiture !"

: ceci est tout à fait faux, car un rendement global meilleur peut être obtenu en ayant un système global optimisé. Par exemple, une combustion continue qui va pouvoir tripler la pression d'un gaz (300K à 900K) peut se faire aujourd'hui à 80-90% de rendement sans problème, à comparer avec la combustion interne discontinue...

Que l'air comprimé ne soit pas plus arrivé à maturité que les batteries électriques ou que l'hydrogène, c'est un fait. On peut aussi noter la différence de subventions publiques réparties sur cs filières.

On peut aussi noter que la quasi-totalité des véhicules actuels fonctionnent à l'air comprimé : leur problème provient de la mauvaise qualité de la phase de compression intégrée, ie la combustion interne au cylindre, que d'aucuns appellent à tort explosion.

Mais il est dommage de critiquer une démarche qui recherche, par une analyse d'optimisation globale, des véhicules légers, simples et pas chers, en utilisant des arguments... faux ou émotionnels.

[chatelot16]

la comparaison rotor contra rotatif ou rotor simple plus anti couple est compliqué

le rotor anti couple est bien une perte de puissance : le rotor contra rotatif devrait etre meilleur

j'ai peur qu'il ne soit meilleur qu'en vol stationnaire : en vol rapide le rotor anti couple devient presque inutile : le rotor simple devient le meilleur

[bernardd]

A propos d'avions modernes, connaissez vous ce bijou ?

http://www.lhaviation.com/index.php

Il est indiqué à 7l/100 pour 2 personnes à 300km/h... C'est plus que 2l/100, mais on n'est plus en ville ;-)

[oiseautempete]

la comparaison rotor contra rotatif ou rotor simple plus anti couple est compliqué

le rotor anti couple est bien une perte de puissance : le rotor contra rotatif devrait etre meilleur

j'ai peur qu'il ne soit meilleur qu'en vol stationnaire : en vol rapide le rotor anti couple devient presque inutile : le rotor simple devient le meilleur

En réalité, à grande vitesse, la poussée du rotor anti couple est reprise par une dérive de compensation (voir par exemple sur l'hélico Dauphin), mais la perte de puissance est juste remplacée par de la traînée supplémentaire avec il est vrai un bilan positif, d'ailleurs Kamov a également construit un hélico genre dauphin avec fenestron anti couple et monorotor pour les liaisons rapides "intercity"...
Mais la raison d'être de l'hélico n'est pas les déplacements à grande vitesse pour lesquels l'avion est bien plus efficace, mais bien le stationnaire et décollage et atterrissage verticaux en espace restreint ainsi que les déplacements à basse vitesse...
Pour en revenir au rotor contrarotatifs, ils ont certaines contraintes: il faut que les rotors soient suffisamment écartés pour que les pales ne risquent pas d'entrer en collision entre elles dans les manoeuvres brutales, incident qui s'est produit à l'époque sur les hélicos proto Breguet-Dorland et ayant entraîné un crash (sans victime)

[oiseautempete]

A propos d'avions modernes, connaissez vous ce bijou ?

http://www.lhaviation.com/index.php

Il est indiqué à 7l/100 pour 2 personnes à 300km/h... C'est plus que 2l/100, mais on n'est plus en ville ;-)

Oui, mais les 7L /heure c'est pas à 300km/h mais à vitesse économique, car à 300 (vitesse de croisière rapide), la consommation est de 18L/h (la consommation standard d'un Rotax 912s de 100cv à 75% de puissance), ce qui est toujours assez économique aux normes actuelles...

[oiseautempete]

On peut aussi noter que la quasi-totalité des véhicules actuels fonctionnent à l'air comprimé : leur problème provient de la mauvaise qualité de la phase de compression intégrée, ie la combustion interne au cylindre, que d'aucuns appellent à tort explosion.

Il faut arrêter de parler d'air comprimé: ça n'est pas valable pour propulser un véhicule et ça a été démontré maintes fois depuis plus d'1 siècle...Alors que l'électricité n'a jamais cessé d'être utilisée, elle...
Les moteurs à explosion sont bien à explosion, il ne faut pas confondre explosion et détonation: le rapport de vitesse d'onde de choc est de 1 à 10...une combustion est quand à elle un processus beaucoup plus lent...
Appeler un moteur à explosion un moteur à air comprimé est un abus de langage car dans un moteur à air comprimé l'on n'utilise pas la dilatation thermique de l'air mais juste sa pression de réserve, elle même créée par emprunt à une autre source d'énergie, le tout avec un rendement lamentable...