Les meilleurs avions à réaction à ventilateur électrique (Electric Duct Fan Jets)

Bien que les modèles d'avions puissent aller et venir, le concept de propulsion forme le cœur de l'histoire de l'aviation. Les avions à ventilateur canalisé (duct fan) propulsés par génération électrique fonctionnent non seulement bien pour les avions modèles, mais pourraient être un modèle pour l'avenir du transport aérien. Si les amateurs débattent des meilleurs avions, gouvernements, chercheurs et ingénieurs étudient la conversion de l'aviation des réacteurs à carburant fossile vers l'énergie électrique.

Examen

En 2007, l'Université de recherche en ingénierie et technologie (URETI) et la NASA se sont associées pour étudier comment les schémas de propulsion électrique pourraient un jour propulser des véhicules aériens tout-électriques. Dans un turboréacteur traditionnel, couple et vitesse sont couplés pour le contrôle de la vitesse. Cela limite la propulsion. Les participants ont découvert que la propulsion électrique peut être réalisée en concevant plusieurs « propulseurs », en l'occurrence des hélices, qui se connectent à distance à un générateur électrique. Placez plusieurs ventilateurs dans le fuselage, et vous augmentez la contribution combinée de chacun à la puissance totale de l'avion tout-électrique. L'idée commence au stade de la conception.

Découverte

Les résultats de l'URETI ont montré que les avions tout-électriques, utilisant moteurs et générateurs supraconducteurs, pourraient non seulement égaler la densité de puissance des turboréacteurs, mais atteindre des densités de puissance plus élevées à des niveaux de puissance relativement bas, selon Cesar Luongo, senior fellow de l'IEEE. Cela dit, la NASA et l'URETI concèdent que les composants électriques dans le supraconducteur ont besoin d'une densité de puissance accrue. Naturellement, le potentiel nécessite plus de recherche avec des résultats probants avant qu'un transporteur ne puisse viablement et commercialement convertir. Au moment de la publication, le projet de recherche quinquennal de la NASA continuait d'étudier ces possibilités.

Application

Comment tout cela s'appliquerait-il ? Les chercheurs ont testé le concept de propulsion électrique dans le pire scénario pour un Cessna 172 : panne de puissance. Selon l'étude de Luongo sur les supraconducteurs, une « cage d'écureuil  » (rotor d'un moteur asynchrone) pourrait fournir assez de puissance (35 %) pour qu'un avion électrique surchauffé atteigne l'aéroport le plus proche. Pendant ce temps, la NASA et Georgia Tech ont développé un modèle électromagnétique-thermique intégré qui pourrait intégrer les designs de systèmes électriques et aéropulsifs. En effet, les chercheurs ont découvert comment combler le fossé entre turboréacteur et moteur électrique.

Usages commerciaux

Pour faciliter l'impact environnemental le plus positif, Luongo et d'autres chercheurs ont suggéré d'appliquer les modèles de moteurs supraconducteurs à deux types d'avions : petits avions de transport régional, et gros porteurs transcontinentaux ou intercontinentaux. Pour ce faire, les turboréacteurs existants entraîneraient des générateurs supraconducteurs, et la propulsion serait distribuée à plusieurs moteurs électriques sur chaque aile. Cependant, les chercheurs reconnaissent des défis de configuration. Par exemple, les avions existants auraient besoin d'un design aile-corps hybride et de capacités de décollage/atterrissage courts.