Tecnam hybride

[gma]

https://www.vwvortex.com/threads/fastest-engines-by-piston-speed.1529173/

Font chier avec les unités impériales, mais puisque mon ancienne intégra pointe en 3em place, ca fait quand meme 24,4 m/s pour la vitesse de ses pistons....

TBO 2000 hrs ? (je suppose qu'à 8400 tr/min tu es à vitesse moyenne de 130 Km/h (lol), 2000 hrs = 260000 Kms)

La perf se compare en considérant le régime continu d'exploitation. Sinon soyez juste aussi avec le Napier Sabre qui, en 1948, sortait au banc 5500 cv à 4000 tr/min avec une suralimentation à 3 bars et 36 litres de cylindrée (152 cv/L-16.3 m/s).

[robur]

Il est sceptique... Mais il est presque convaincu, car il sous entend tout de même que le petit monomoteur thermique n'est pas utilisé en croisière au meilleur rendement et que ce serait la solution pour qu'il le devienne...

Avec l’exemple d’un avion qui demande 100 ch pour décoller et 60 ch en croisière :
Soit le moteur thermique dimensionné pour la croisière (> 95% du temps) fournit 60 ch à l’hélice, et fonctionne donc toujours à son meilleur rendement. Un moteur électrique de 40 ch apporte l’appoint nécessaire au décollage.

Quel est le cout en essence de la fabrication des 40 ch " électriques" ? ( En supposant un rendement global de la transformation thermique-électrique de 0.6 par exemple et le moteur thermique fonctionnant à sa puissance de conso spécifique minimale ) .
Ne serait-il  pas plus économique de générer comme d'hbitude ces 40 ch  avec le moteur thermique , meme au prix d'un conso spécifique maxi.....

Et puis 40 cv électrique pendant 30 min c'est pas mal en cas de panne moteur thermique... Peut-être mieux qu'un parachute      .

Surtout en cas de casse structurale...
De plus 40 ch" électrique" durant 30 mn, c'est au moins 100 kg de batterie plus la masse des organes associés.

.

[gma]

Quel est le cout en essence de la fabrication des 40 ch " électriques" ? ( En supposant un rendement global de la transformation thermique-électrique de 0.6 par exemple et le moteur thermique fonctionnant à sa puissance de conso spécifique minimale ) .
Ne serait-il  pas plus économique de générer comme d'hbitude ces 40 ch  avec le moteur thermique , meme au prix d'un conso spécifique maxi.....

Dans l'idéal, non ! Il n'y a pas directement fabrication des 40 cv électrique avec de l'essence. Il y a une batterie, elle est chargée en amont. A la mise en route et au roulage, c'est le moteur électrique qui est utilisé, sur sa batterie. Celui thermique, après sa mise en chauffe, fonctionne au régime du couple maxi, mais avec une pression d'admission minimale, celle nécessaire à la propulsion de l'alternateur qui recharge la batterie. La consommation d'essence est donc minimale, elle est transformée en énergie électrique par une génératrice.
Mais on pourrait laisser ce moteur thermique à l'arrêt pendant le roulage, ne le démarrer qu'au point d'arrêt et attendre sa mise en température sans exploiter ce qu'il consomme.
Le régime de l'hélice n'est pas celui du moteur thermique. il est la conjonction des deux moteurs et régulé par celui électrique... On peut donc avoir une hélice à l'arrêt et 2 moteurs en fonctionnement.

Au décollage, vous avez 40 cv électriques au rendement de la machine électrique, puis les 100 cv du moteur thermique à son rendement de la meilleure puissance (donc pas à sa puissance maxi). Evidemment qu'il fonctionne au pic EGT (sa meilleure richesse), qu'une partie de la puissance est toujours utilisée pour l'alternateur chargeant la batterie.
Il n'y a aucun intérêt énergétique à exploiter ce moteur à sa puissance maxi, donc on conçoit pour changer cette façon de faire. Le bénéfice est moins de bruit, moins de pertes en chaleur, moins de contraintes mécaniques donc de risques de casse. Le régime hélice est toujours la conjonction des régimes des deux moteurs.

Pendant la montée, c'est toujours le moteur électrique qui est exploité pour la totalité de sa fourniture, le thermique fournit le différentiel nécessaire, mais cette fois au régime de couple maxi (l'hélice ne tourne pas au régime du moteur thermique) et à la pression d'admission requise.

[Manu]

Quelle belle usine à gaz.

Si on tentait plutôt les carburants non pétroliers, ça résoud pas mal de problèmes environnementaux ? Et avec un bon silencieux et une bonne hélice, le problème du bruit est parfaitement gérable (je suis bluffé par le silenceiux de notre nouvel avion, on entend plus l'hélice que le moteur).

Manu

[gma]

Quelle belle usine à gaz.

Si on tentait plutôt les carburants non pétroliers, ça résoud pas mal de problèmes environnementaux ? Et avec un bon silencieux et une bonne hélice, le problème du bruit est parfaitement gérable (je suis bluffé par le silenceiux de notre nouvel avion, on entend plus l'hélice que le moteur).

Manu

Vous avez dû remarquer que depuis que l'on ajoute de l'alcool au pétrole, le prix à la pompe ne diminue pas, la combustion n'est pas plus propre.
Passer d'un Hc fossile à un Hc végétal ne règle pas la question du résidu de combustion, juste celle de l'origine du rejet avant combustion.
Donc le problème n'est pas que l'origine du carburant, mais son prix, ses rejets à la combustion, l'impact sur une filière de production.

[Manu]

Aucune idée du prix du carburant y'a 3 ans que je suis pas passé à une pompe à essence.

De toutes manières les carburants non pétroliers on devra bien y venir à un moment ou à un autre. A terme ça va devenir difficile de maintenir un écosystème complet de production pour un volume aussi faible quand le transport routier et l'aviation commerciale seront passés à autre chose que le jus de dino.

Et politiquement on y a tout intérêt bien plus tôt que ça, les " riches " qui polluent avec leurs avions ça va devenir de plus en plus difficile à défendre devant l'opinion publique. Avec du méthanol on pourra déjà démontré des actes pour réduire (supprimer en fait) les émissions de particules fines, de monoxyde de carbone et d'oxydes d'azote (les pluies acides).

C'est complètement débile vu les quantités en jeu mais c'est de la comm et c'est indispensable. Je suis tombé sur le site d'une asso du côté de Narbonne qui a fait tout un pataquès parce que l'activité annuelle de l'aérodrome émet autant que 360 000 km en voiture... Avec la moyenne française de 13 000 km par an c'est l'équivalent de 27 (vingt sept, y'a pas de fautes de frappe) voitures (c'est 4 fois moins que ce qu'il y a dans ma seule résidence). Pourtant c'est mis en avant et de manière à masque l'importance réelle du " problème ".

Mais on n'a pas le choix, on doit couper l'herbe sous le pied de ce genre d'argumentation. Le traiter par le mépris, même si ça le mérite, ça se retournera contre nous.

Manu

[gma]

Ben voilà...

Donc tu mets 2 tecknamm hybridoelectro en service en France... Tu fais venir tf1 et fr3 quand les zincs se posent sur ta piste, la presse locale...

Et oh bizarre le lendemain tu découvres dans la presse que ton club a acheté deux avions hybrides avec une option sur deux autres ceci pour répondre aux besoins de la mobilité collective du club en prenant en compte les exigences environnementales...

Bon t'étais pas au courant... Mais bon !

[Delépine]

C'est complètement débile vu les quantités en jeu mais c'est de la comm et c'est indispensable. Je suis tombé sur le site d'une asso du côté de Narbonne qui a fait tout un pataquès parce que l'activité annuelle de l'aérodrome émet autant que 360 000 km en voiture... Avec la moyenne française de 13 000 km par an c'est l'équivalent de 27 (vingt sept, y'a pas de fautes de frappe) voitures (c'est 4 fois moins que ce qu'il y a dans ma seule résidence). Pourtant c'est mis en avant et de manière à masque l'importance réelle du " problème ".

Mais on n'a pas le choix, on doit couper l'herbe sous le pied de ce genre d'argumentation. Le traiter par le mépris, même si ça le mérite, ça se retournera contre nous.

Manu

38 millions de voitures en France et 450 aéro-clubs : 85 000 voitures en moyenne par zone de chalandise d'aéroclub.

[robur]

Dans l'idéal, non ! Il n'y a pas directement fabrication des 40 cv électrique avec de l'essence. Il y a une batterie, elle est chargée en amont.

Donc , environ 100 kg embarqués pour disposer de 40 ch durant 30 mn.
( batterie : 0.3 kWh /kg ; moteur : 4.5 kW /kg

A la mise en route et au roulage, c'est le moteur électrique qui est utilisé, sur sa batterie. Celui thermique, après sa mise en chauffe, fonctionne au régime du couple maxi, mais avec une pression d'admission minimale, celle nécessaire à la propulsion de l'alternateur qui recharge la batterie. La consommation d'essence est donc minimale, elle est transformée en énergie électrique par une génératrice..

Cette transformation a un rendement.
En utilisant une classique conso spécifique minimale d'un moteur thermique de 0.37 l/kWh, le kWh stocké dans la batterie "coute" environ 0.5 l d'essence
A comparer avec les 0.39 l/kWh que réclame ce meme moteur à puissance maximale.

Pour obtenir 80 ch, il est possible d'utiliser :

a- un moteur thermique de 80 ch à pleine puissance conso : 22.7 l/h

b- le meme moteur à sa puissance de rendement maximal ( conso. spécifique minimale )  + complément électrique, conso totale : 24.8 l/h

( 16.2 l/h  + 8.6 L/h de conversion thermique-électrique )

...Mais on pourrait laisser ce moteur thermique à l'arrêt pendant le roulage, ne le démarrer qu'au point d'arrêt et attendre sa mise en température sans exploiter ce qu'il consomme.
Le régime de l'hélice n'est pas celui du moteur thermique. il est la conjonction des deux moteurs et régulé par celui électrique... On peut donc avoir une hélice à l'arrêt et 2 moteurs en fonctionnement.

Au décollage, vous avez 40 cv électriques au rendement de la machine électrique, puis les 100 cv du moteur thermique à son rendement de la meilleure puissance (donc pas à sa puissance maxi). Evidemment qu'il fonctionne au pic EGT (sa meilleure richesse), qu'une partie de la puissance est toujours utilisée pour l'alternateur chargeant la batterie.
Il n'y a aucun intérêt énergétique à exploiter ce moteur à sa puissance maxi, donc on conçoit pour changer cette façon de faire. Le bénéfice est moins de bruit, moins de pertes en chaleur, moins de contraintes mécaniques donc de risques de casse. Le régime hélice est toujours la conjonction des régimes des deux moteurs.

Pendant la montée, c'est toujours le moteur électrique qui est exploité pour la totalité de sa fourniture, le thermique fournit le différentiel nécessaire, mais cette fois au régime de couple maxi (l'hélice ne tourne pas au régime du moteur thermique) et à la pression d'admission requise.

     Peut-on avoir un schéma de la diabolique chaine cinématique nécessaire ??

[Delépine]

Coupures de gaz à prévoir....
Va falloir de force gratter sur toutes les énergies...

[gma]

Dans l'idéal, non ! Il n'y a pas directement fabrication des 40 cv électrique avec de l'essence. Il y a une batterie, elle est chargée en amont.

Donc , environ 100 kg embarqués pour disposer de 40 ch durant 30 mn.
( batterie : 0.3 kWh /kg ; moteur : 4.5 kW /kg

A la mise en route et au roulage, c'est le moteur électrique qui est utilisé, sur sa batterie. Celui thermique, après sa mise en chauffe, fonctionne au régime du couple maxi, mais avec une pression d'admission minimale, celle nécessaire à la propulsion de l'alternateur qui recharge la batterie. La consommation d'essence est donc minimale, elle est transformée en énergie électrique par une génératrice..

Cette transformation a un rendement.
En utilisant une classique conso spécifique minimale d'un moteur thermique de 0.37 l/kWh, le kWh stocké dans la batterie "coute" environ 0.5 l d'essence
A comparer avec les 0.39 l/kWh que réclame ce meme moteur à puissance maximale.

Pour obtenir 80 ch, il est possible d'utiliser :

a- un moteur thermique de 80 ch à pleine puissance conso : 22.7 l/h

b- le meme moteur à sa puissance de rendement maximal ( conso. spécifique minimale )  + complément électrique, conso totale : 24.8 l/h

( 16.2 l/h  + 8.6 L/h de conversion thermique-électrique )

...Mais on pourrait laisser ce moteur thermique à l'arrêt pendant le roulage, ne le démarrer qu'au point d'arrêt et attendre sa mise en température sans exploiter ce qu'il consomme.
Le régime de l'hélice n'est pas celui du moteur thermique. il est la conjonction des deux moteurs et régulé par celui électrique... On peut donc avoir une hélice à l'arrêt et 2 moteurs en fonctionnement.

Au décollage, vous avez 40 cv électriques au rendement de la machine électrique, puis les 100 cv du moteur thermique à son rendement de la meilleure puissance (donc pas à sa puissance maxi). Evidemment qu'il fonctionne au pic EGT (sa meilleure richesse), qu'une partie de la puissance est toujours utilisée pour l'alternateur chargeant la batterie.
Il n'y a aucun intérêt énergétique à exploiter ce moteur à sa puissance maxi, donc on conçoit pour changer cette façon de faire. Le bénéfice est moins de bruit, moins de pertes en chaleur, moins de contraintes mécaniques donc de risques de casse. Le régime hélice est toujours la conjonction des régimes des deux moteurs.

Pendant la montée, c'est toujours le moteur électrique qui est exploité pour la totalité de sa fourniture, le thermique fournit le différentiel nécessaire, mais cette fois au régime de couple maxi (l'hélice ne tourne pas au régime du moteur thermique) et à la pression d'admission requise.

     Peut-on avoir un schéma de la diabolique chaine cinématique nécessaire ??

La chaîne cinématique c'est un vulgaire train épicycloïdal. Le pignon primaire est lié au moteur thermique (le moteur le moins rapide), le porte satellites est lié à l'hélice et la couronne ext est liée au moteur électrique.

[robur]

La chaîne cinématique c'est un vulgaire train épicycloïdal. Le pignon primaire est lié au moteur thermique (le moteur le moins rapide), le porte satellites est lié à l'hélice et la couronne ext est liée au moteur électrique.

Avec une telle  architecture :

a-Comment obtenir le meme vitesse angulaire de l'hélice avec et sans puissance électrique.

b -L'équilibrage des couples au niveau des pignons satellites semble bien délicat avec des puissances imposées

c- Peut on accepter de consommer en permanence de l'électricité pour bloquer la couronne lorsque le moteur thermique est le seul en fonctionement

d- L'utilisation en génératrice du moteur électrique semble difficile.

c- Une réduction de 0.5 ( 2500 tr/mn à l'hélice pour 5000 tr/mn moteur ) n'est pas facile à obtenir...

[gma]

La chaîne cinématique c'est un vulgaire train épicycloïdal. Le pignon primaire est lié au moteur thermique (le moteur le moins rapide), le porte satellites est lié à l'hélice et la couronne ext est liée au moteur électrique.

Avec une telle  architecture :

a-Comment obtenir la même vitesse angulaire de l'hélice avec et sans puissance électrique.

b -L'équilibrage des couples au niveau des pignons satellites semble bien délicat avec des puissances imposées

c- Peut on accepter de consommer en permanence de l'électricité pour bloquer la couronne lorsque le moteur thermique est le seul en fonctionement

d- L'utilisation en génératrice du moteur électrique semble difficile.

c- Une réduction de 0.5 ( 2500 tr/mn à l'hélice pour 5000 tr/mn moteur ) n'est pas facile à obtenir...

Il y a beaucoup de solutions possible autour d'un train épicycloïdale, voici la proposition d'une architecture parmi toutes celles possibles.


L'hélice est liée au porte satellites, sur lequel vous pouvez coupler une génératrice. La génératrice régule le régime hélice. Pour ce faire vous modulez le courant de charge sollicité à la génératrice. Cette génératrice est ce que l'on nomme aujourd'hui un "HSG" (High Speed Générator). Vous avez cette technologie dans les véhicules hybrides. Sur la boîte DB de Re...lt-Ni..n (par exemple), c'est ce petit moteur qui tourne jusque 30 000 tr/min, il fourni la charge ou propulse le véhicule depuis 0 et jusque vers 30 Km/h. C'est aussi lui qui régule le régime de boîte pour le passage des rapports et fait le frein moteur (freinage régénératif).

a) Le moteur CC électrique est lié à la couronne. Couronne figée, le régime hélice vaut 1/2 du régime moteur thermique (Hélice 2000 tr/min, Mth 4000 tr/min). La régulation de ce régime hélice se fait par la demande courant à la génératrice liée au porte satellites ( HSG 5000 à 10000 tr/min). Vous pouvez imaginez sans croquis je pense que l'hélice peut évoluer à 2000 tr/min (HSG à 10 000 tr/min), avec un moteur thermique à moins de 4000 tr/min et un moteur électrique CC à 8000 tr/min au plus. Notez également qu'avec un moteur thermique tournant à 4000 tr/min dans un sens et un moteur CC tournant à 4000 tr/min dans l'autre sens, l'hélice est à l'arrêt (HSG aussi).

b) L'équilibrage des couples est réglé par la demande en courant de charge à la génératrice et par le courant envoyé au moteur électrique lié à la couronne. Un tout petit train épicycloïdal dans une BVA classique tient entre 450 et 650 Nm (module 2,5 corrigé), soit 130 cv à 2000 tr/min. Avec un damper d'entrée et une conception en 2 étages, vous avez une BT de la longueur du réducteur rotax et du diamètre du moteur éléctrique CC (env 350 mm).

c) Il n'y aurait aucun intérêt à faire fonctionner seul le moteur thermique, au contraire, si un moteur doit être à l'arrêt, c'est lui. La configuration intéressante est la descente de l'altitude de croisière pour celle d'approche. Dans ce cas on maintien un régime et une charge au moteur thermique pour maintenir sa température. Ce qu'il délivre est converti en charge de courant par le HSG (qui tourne n x régime hélice). Le moteur CC fourni la puissance à l'hélice pour le besoin du vol.

d) La génératrice est spécifique, elle remplace l'alternateur de votre moteur thermique actuel sauf liée au régime hélice (R = 5 à 10), le HSG est capable d'être aussi moteur en charge complète (décollage).

e) Non, 4000 au thermique, 2000 à l'hélice, jusque 8000 au CC (2 sens de marche), de 5000 à 10000 à HSG.



Au décollage, 80 cv thermique + 30 cv CC + 10 cv HSG.
Montée, 80 cv thermique + 30 cv CC.
Croisière, 50 cv thermique + 30 cv CC.
Descente, 30 cv CC.

Exemple pour un triplace type "Lion".

[Delépine]

Oui, enfin pour finir on gagne quoi ?

[gma]

Oui, enfin pour finir on gagne quoi ?

Le droit de continuer.