POURRAIT ON FAIRE VOLER UN ULM AVEC UN MOTEUR À AIR COMPRIME ?

, par Interaction

Pourrait on faire voler un ULM avec un moteur à air comprimé ? La societe MDI propose un moteur de 26 kgs qui fait tourner une voiture de 5 places a 110 km/h pendant 50 km et plus loin encore en bi energie. Sachant qu’il est facile de trouver des réservoirs résistant a 300 bars et plus en composite, serait il fou de penser qu’un ulm pourrait voler a l’air comprimé ?

Un projet gonflé assurément :-)

Plus prosaïquement : Quel est le cahier des charge de l’avion ? Faire un démonstrateur, un avion de vol local ? Quelle autonomie, quelle vitesse ? Quelle masse à emporter ???

Vous l’aurez compris, tout dépend de ce que l’on veut faire.

L’air comprimé stocke de l’énergie sous forme d’énergie POTENTIELLE " élastique ".
Récupérer avec un bon rendement cette énergie " élastique " est difficile. On essaye de convertir la pression de l’air en augmentation de volume pour récupérer une force de pression (force de Pascal F=PxS) sur un piston qui translate sur sa course en entrainant un embiellage.

Pour cela, l’idéal est de faire une détente isotherme (à température constante). En effet, si l’on détend trop rapidement de l’air comprimé (détente adiabatique), il se refroidi fortement, ce qui limite automatiquement son expansion et donc le travail mécanique que l’on peut récupérer (décapsuler une cannette de boisson gazeuse et vous verrez les effets d’une détente rapide : refroidissement et condensation de l’eau).

En supposant que la détente est une isotherme parfaite, on atteint une énergie massique de 0,5 MJ/kg (détente isotherme parfaite d’air comprimé de P1=350 bars à P2=1bar) , autant que des accumulateurs électrique haut de gamme avec les problèmes des recyclages en moins, des recharges plus rapides, une grande durée de vie des réservoirs -20 ans-, une capacité du réservoir qui reste constante durant la durée de vie de ce dernier, une mesure aisée de l’état de charge : manomètre).

Mais la réalité est beaucoup moins performante Si l’on tient compte : - des rendements de compression de l’air (50 à 60% dans le meilleur des cas),

 du rendement de " stockage " (masse de réservoir de 70 kg pour 230 litres d’air à 350 bars (84 kg d’air), soit une masse spécifique de réservoir de 70/84=0.8 kg/kg (0,3 kg/Litre) et une "efficacité massique de réservoir" = 1/ (1 + masse réservoir spécifique) = 0.55

 et du rendement de conversion en énergie mécanique (le rendement de conversion en énergie mécanique est calculé sur la base d’une détente adiabatique parfaite d’air comprimé de P1=350 bars à P2=1bar corrigé du rendement de cycle et du rendement mécanique),

Alors, l’énergie massique restituée est 200 à 300 fois plus faible que le pétrole. Autrement dit, la où il vous faut 1kg de pétrole, il vous faudra 250 kg d’air comprimé.

Cela limite automatiquement les missions " possibles " à de très courts vols.