de Luc Lion le Vendredi 23 Novembre 2018 19:58
C'est bizarre, il ne parlent pas du rendement propulsif. ???
Tout comme pour un moyen de propulsion classique, le rendement propulsif est lié au rapport de la masse de l'aéronef à la masse d'air déplacé, ou au rapport des vitesses.
On peut aussi supposer que, ici, le rendement est en plus dégradé par l'énergie d'ionisation.
A priori, on pourrait penser que cet effet est négligeable :
- l'énergie d'ionisation vaut +/- 1503 kJ/mole (pour l'azote moléculaire)
- l'énergie cinétique communiquée aux ions vaut Ec = 40000 eV/molecule * 1.60218 10^-19 J/eV * 6.02214179 10^23 molecules/mole = 3860 MJ/mole
(La valeur 40000 eV provient du schema des électrodes montré dans la vidéo)
Le rapport des deux énergies vaut 3860 MJ/1503 kJ = 2568
L'énergie d'ionisation vaut moins de 1/2000 de l'énergie cinétique ; cela semble négligeable.
En réalité, la différence de potentiel ne se contente pas d'accélérer un ion à la fois sur tout le parcours entre les électrode.
Dès que l'énergie cinétique d'un ion dépasse l'énergie d'ionisation, il ionise d'autres molécules (à condition que son parcours dépasse le parcours libre moyen, ce qui est bien le cas ici).
L'énergie disponible se répartit donc entre énergie d'ionisation et énergie cinétique et ce pour chaque ion libéré par l'effet avalanche.
On peut montrer que, pour un rapport élevé entre les 2 énergies, l'énergie cinétique moyenne vaut un peu plus que 50% de l'énergie d'ionisation.
Prenons un nombre rond, 70%. Chaque ion reçoit donc en moyenne 170% de l'énergie d'ionisation.
Donc le rapport 2568 donne un rapport d'avalanche de 2568 / 1.7 = 1510.
Chaque molécule ionisée de départ ionise en cascade environ 1510 autres molécules.
L'énergie "perdue" dans l'ionisation vaut donc 100%/170% = 0.588 ou 59% de l'énergie injectée dans le système.
Le rendement cinétique (pas encore propulsif) vaut à peu près 41%.
On peut aussi calculer (à peu près) la vitesse moyenne du flux ionique, sachant que l'énergie cinétique moyenne vaut à peu près 70% de l'énergie d'ionisation, soit 1052 kJ/mole.
La mole d'azote a une masse de 28.0134 g
Cela donne une vitesse moyenne de 8.67 km/s
Je vous laisse le soin de calculer le rendement propulsif selon la formule
Rp = 2 / (1 + v1/v0)
où v1 est la vitesse à laquelle l'air est propulsé vers l'arrière et v0 est la vitesse de déplacement de l'aéronef.
Bref, une curiosité technologique.
Luc
Ne confondez pas "dirigeant" et "dirigeable". Le dirigeant, c'est le plus gonflé !