Hybride d'helicoptère et d'avion

[J_M]

Le 20/01/2020 à 23:17, HK a dit :

Le V-280 sera certainement plus cher que les propositions d’Airbus, qui envisageait un successeur au Super Puma en 2 versions, l’une classique et l’autre avec la technologie X3.

Le « H3 » aurait les mêmes capacités d’emport qu’un V-280 (voir meilleures) pour une masse plus faible (11-13 tonnes contre 15-17 tonnes), signe que le rapport coût/performance du V-280 n’est pas idéal. Mais bien sûr la vitesse serait plus faible, 220+ noeuds plutôt que 280+ noeuds.

 

https://www.aix-planetarium.fr/ficimages/Conf_Peiresc/14-02-13_X3_Roesch.pdf

C'est un raisonnement un peu court...

Qui dit vitesse nettement supérieure, dit rayon d'action plus grand.

Vitesse et rayon d'action sont 2 aspects clés pour les voilures tournantes et en particulier pour les hybrides (hors marché de mobilité urbaine "city-airbus" & co)

[HK]

13 hours ago, J_M said:

Qui dit vitesse nettement supérieure, dit rayon d'action plus grand.

Vitesse et rayon d'action sont 2 aspects clés pour les voilures tournantes et en particulier pour les hybrides

Je ne suis pas sûr de suivre. La vitesse optimale en croisière est typiquement bien inférieure à la vitesse maximale, qui engendre trop de traînée (E=mc2).

Pax exemple pour un V-22 la vitesse optîmale est de 215-245 noeuds alors que la vitesse maximale est de 280 noeuds. La configuration X3 de Airbus elle est optimisée pour 220 noeuds, sans tout le surpoids nécessaire pour atteindre des vitesses ultra élevées car la vitesse max n’est que de 240-250 noeuds.

Le V-22 peut voler loin certes mais pas tout le monde peut se payer un hélico de 25 tonnes pour transporter seulement 24 guesses. Et il est loin d’être efficace dans d’autres domaines comme le vol stationnaire ou lent, ce qui est important pour se nombreuses missions.

[J_M]

il y a une heure, HK a dit :

Je ne suis pas sûr de suivre. La vitesse optimale en croisière est typiquement bien inférieure à la vitesse maximale, qui engendre trop de traînée (E=mc2).

Pax exemple pour un V-22 la vitesse optîmale est de 215-245 noeuds alors que la vitesse maximale est de 280 noeuds. La configuration X3 de Airbus elle est optimisée pour 220 noeuds, sans tout le surpoids nécessaire pour atteindre des vitesses ultra élevées car la vitesse max n’est que de 240-250 noeuds.

Le V-22 peut voler loin certes mais pas tout le monde peut se payer un hélico de 25 tonnes pour transporter seulement 24 guesses. Et il est loin d’être efficace dans d’autres domaines comme le vol stationnaire ou lent, ce qui est important pour se nombreuses missions.

Le V-280 aura une vitesse de croisière bien plus importante (justement de l'ordre des 280 noeuds), avec un rayon d'action très important.

Et c'est typiquement ce que souhaite par exemple l'US Navy ou l'US Marines : le rayon d'action !

 

Je suis très critique sur les tilt-rotor, sur-vendus à tort comme un hélicoptère pouvant voler comme un avion, alors que c'est bien plus un avion avec décollage vertical (il ne switche pas entre un mode et l'autre en un claquement de doigts ; par ailleurs, sa phase de descente est très sensible et cadrée, alors même que c'est une phase où l'appareil est le plus exposé et vulnérable).

Mais dire que la technologie H3 est une meilleure solution est un peu court. Ce ne sont pas du tout les mêmes cas d'emploi. En termes logistiques, le tiltrotor est assurément un excellent compromis. En terme de vols dynamique, c'est 0.

[g4lly]

On 2/20/2020 at 11:50 AM, kalligator said:

Je disais cela car on a des vidéos terribles ou l'engins alors en cours de test se balançais gauche droite de plus en plus jusqu'au crash final

Il y a eu des tres gros travaux sur les commandes de vol ... encore aujourd'hui il y a des updates réguliers sur le matériel notamment les commandes de vol pour amélioré la navigabilité de l'engin ... rendre plus rapide le transition horizontale -> verticale tout en conservant le niveau de sécurité obtenu.

En gros l'USMC le kiffe à mort et il y a de gros investissement dessus qui semblent ravirent tout le monde.

[BPCs]

Il y a 6 heures, g4lly a dit :

Il y a eu des tres gros travaux sur les commandes de vol ...

Et pas seulement pour le V-22 :

on voit que c'est le fly-by-wire qui permettrait au Bell 360 invictus de voler à une vitesse de croisière de 180 kts et des poussées à 205 kts qui ne sont atteintes par un HLO conventionnel qu'en essai ou condition de record.

Ou encore au Boeing FARA de sortir de la naphtaline le concept de l'AH-56 Cheyenne qui avait eu le plus grand mal à stabiliser son vol (avec plusieurs crashs à la clé...)

Modifié le 5 mars 2020 par BPCs

[kalligator]

Pourquoi cette difficulté à stabiliser son vol ? (Cheyenne)

En tout cas ces engins malgré souvent un prix élevés sont très intéressant avec leur vitesse/autonomie

[rodac]

Bonjour, que pensez-vous d'un hybride à base de rotors engrenants comme le Kaman K-Max ? n'y connaissant encore moins sur ce sujet que sur ceux que j'ai osé aborder, cette formule me plait par son coté apparemment simple et qui satisfait mon goût pour la symétrie (par rapport à un plan).

[g4lly]

On 3/8/2020 at 9:28 AM, rodac said:

Bonjour, que pensez-vous d'un hybride à base de rotors engrenants comme le Kaman K-Max ? n'y connaissant encore moins sur ce sujet que sur ceux que j'ai osé aborder, cette formule me plait par son coté apparemment simple et qui satisfait mon goût pour la symétrie (par rapport à un plan).

C'est une alternative élégante aux solutions contrarotatives coaxiales ... solutions qui sont souvent explorées dans les hélicoptères avec pousseurs.

Donc c'est pas complètement déconnant ... à supposer que ça simplifie vraiment le mécanisme par rapport à un contrarotatif coax.

[J_M]

Le rotors engrenants sont plutôt une aberration :

Leurs rotors inclinés font que vous n'exploitez pas tout le potentiel de l'énergie fournie (et surtout de l'énergie consommée).

A l'heure où un des critères clés est l'endurance, gaspiller de la puissance moteur n'est pas vraiment une bonne solution :

Ca veut dire que, techniquement, il vous faut un moteur plus puissant que si les rotors étaient dans le plan horizontal.

[rodac]

Le 12 mars 2020 à 10:01, J_M a dit :

Le rotors engrenants sont plutôt une aberration :

Leurs rotors inclinés font que vous n'exploitez pas tout le potentiel de l'énergie fournie (et surtout de l'énergie consommée).

A l'heure où un des critères clés est l'endurance, gaspiller de la puissance moteur n'est pas vraiment une bonne solution :

Ca veut dire que, techniquement, il vous faut un moteur plus puissant que si les rotors étaient dans le plan horizontal.

Sur le K-Max ils ont l'air inclinés et sur l'énorme Mil V-12 Homer ils ont l'air horizontaux . Sur le Platt LePage XR-1 ils ne sont peut-être pas engrenants en tous cas il n'y a pas interférence. Est-ce vraiment une formule aberrante ? et pourquoi sont ils inclinés sur le K-Max ?

[Eau tarie]

Le 12/03/2020 à 10:01, J_M a dit :

Le rotors engrenants sont plutôt une aberration :

Leurs rotors inclinés font que vous n'exploitez pas tout le potentiel de l'énergie fournie (et surtout de l'énergie consommée).

A l'heure où un des critères clés est l'endurance, gaspiller de la puissance moteur n'est pas vraiment une bonne solution :

Ca veut dire que, techniquement, il vous faut un moteur plus puissant que si les rotors étaient dans le plan horizontal.

Oui, tout ça c''est vrai. MAIS, le cosinus d'un petit angle est proche de 1.  De ce fait la perte me parait pas dingue. à l'oeil sûrement 10/15% max.

 

Sur les navires léger on place souvent la ligne d'arbre inclinée entre 10 et 15° (avec un V drive ou non). Biensur on perd un peu, mais ce n'est pas catastrophique loin de là...

 

 

[TarpTent]

A priori, Leonardo verrait (enfin !) le bout du tunnel avec son AW609, avec un (gros) bémol cependant : la période ne serait plus forcement propice, d’abord du fait de la prochaine concurrence des taxis volants électriques, ensuite parce que le choc frontal avec les hélicoptères sur certains secteurs fortement rémunérateurs ne lui est semble-t-il pas favorable.

 

« […] l’AW609, longtemps retardé et basé sur une conception des années 1990, devrait arriver en premier sur le marché.

Leonardo […] a commencé à assembler les deux premières versions de production dans son usine à Philadelphie. Ils s’attendent à finir la première production cette année. La date des premières livraisons dépendra de l’obtention du certificat de sécurité de l’administration fédérale américaine de l’aviation. […]
Alors que le décollage est imminent, les perspectives de ventes de l’AW609 sont moins claires. Au début de la décennie, l’entreprise a déclaré à plusieurs reprises la possibilité d’avoir 70 commandes. Désormais, la société confirme seulement deux de ses clients de lancement, Era Group, un opérateur de plate-forme pétrolière en mer et de SAMU de la région de Houston. Le groupe prendra un AW609 configuré pour le transport de neuf passagers et un second configuré pour le transport médical. 

Sunick a déclaré que Leonardo constate un « énorme intérêt » de la part des particuliers et des entreprises fortunées. Le milliardaire Michael Bloomberg, un pilote d’hélicoptère, aurait été sur la liste d’attente pour l’acheter en 2012. […]
Leonardo n’a pas encore fixé un prix de vente définitif, mais affirme que l’avion se situera entre 20 et 30 millions de dollars, en fonction de la configuration et des options. Cela pourrait être difficile à vendre aux compagnies d’hélicoptères sensibles aux coûts, qui peinent déjà à dépenser 11 millions de dollars pour un giravion de taille similaire. « En gros, vous payez une prime 2,5 fois plus élevée que pour un hélicoptère de même taille », d’après Richard Aboulafia, un consultant en aérospatiale du groupe Teal. « Il faut vraiment vouloir et avoir besoin de la vitesse et de la portée. »

[…]

Aboulafia, le consultant en aérospatiale, est le plus optimiste sur les perspectives : « Le mieux, pour l’instant, est qu’il s’agit d’un programme de niche, mais qui peut survivre ». »

 

=> autre éclairage sur l’impact du rachat d’Agusta par Leonardo :

 

« Au-delà de la difficulté de perfectionner la technologie, les progrès de l’AW609 ont été ralentis par la priorité plus élevée que Leonardo a accordée au développement de variantes de son hélicoptère le plus vendu, le modèle de taille moyenne AW139, et le tout nouveau AW169. 

Sunick ne manque pas de vanter les améliorations que Leonardo a apportées à la conception de l’AW609 depuis qu’il a pris en main le programme. Cette progression se remarque notamment au niveau des moteurs plus puissants, une traînée réduite, une porte à clapet plus large pour permettre aux opérateurs du SAMU de mieux faire passer une civière, et un cockpit redessiné avec un système d’écran tactile numérique Collins Pro Line Fusion qui comporte des cartes mobiles et une vision synthétique.»

 

=> je n’ai repris que quelques extraits de l’article, mais il est nettement plus long et aussi très intéressant sur les caractéristiques de l'appareil, la démarche formation. N’hésitez pas a le lire en totalité.

https://www.forbes.fr/business/lavion-helicoptere-pret-pour-le-decollage/

Modifié le 16 mars 2020 par TarpTent

[g4lly]

22 hours ago, Eau tarie said:

Oui, tout ça c''est vrai. MAIS, le cosinus d'un petit angle est proche de 1.  De ce fait la perte me parait pas dingue. à l’œil sûrement 10/15% max.

C'est surtout que les deux rotors opposés composent leur poussée dont la résultante est strictement verticale ... résultat il n'y a pas de "perte" particulière lié a l'inclinaison latérale.

[Boule75]

Il y a 2 heures, g4lly a dit :

C'est surtout que les deux rotors opposés composent leur poussée dont la résultante est strictement verticale ... résultat il n'y a pas de "perte" particulière lié a l'inclinaison latérale.

Euh... pas d'accord votre honneur. Met les inclinés à 45° ou même à 85° : "les deux rotors opposés" continueront à composer "leur poussée dont la résultante est strictement verticale, mais ça ne va beaucoup décoller, oh non !

[g4lly]

6 hours ago, Boule75 said:

Euh... pas d'accord votre honneur. Met les inclinés à 45° ou même à 85° : "les deux rotors opposés" continueront à composer "leur poussée dont la résultante est strictement verticale, mais ça ne va beaucoup décoller, oh non !

Parce que tu fini par induire des écoulement différents ... voir plus d'écoulement du tout.

Mais ce n'est pas ce qui se produit avec des angles raisonnable.

Accessoirement en contre partie tu gagnes pas mal en efficacité sur les contra rotatif ... grâce a petit taille des rotor ... a la récupération de l'énergie de rotation par le rotor du dessous - comme s'il y avait un stator -... par l'absence de consommation anti couple - 10 à 15% de la puissance sur un hélico classique-

[TarpTent]

 

Dans le cadre de la compétition Future Long Range Assault Aircraft (FLRAA), ce sont donc le Bell V-280 et le Sikorsky/Boeing SB-1 Defiant qui sont retenus.

« les deux hélicoptéristes réaliseront des études de risques, ce qui mènera au lancement d’un programme complet, suivi d'une sélection définitive en 2022. La conception gagnante FLRAA, dont l'entrée en service est prévue vers 2030.»

https://www.air-cosmos.com/article/sikorsky-boeing-slectionn-aux-cts-de-bell-pour-remplacer-luh-60-black-hawk-22768

[J_M]

Le 14/03/2020 à 20:38, rodac a dit :

Sur le K-Max ils ont l'air inclinés et sur l'énorme Mil V-12 Homer ils ont l'air horizontaux . Sur le Platt LePage XR-1 ils ne sont peut-être pas engrenants en tous cas il n'y a pas interférence. Est-ce vraiment une formule aberrante ? et pourquoi sont ils inclinés sur le K-Max ?

Ca permet d'avoir les 2 rotors très rapprochés et donc :

- une cellule petite

- une surface d'emprise au sol très réduite.

 

Quant à avoir 2 rotor engrenants horizontaux, autant avoir 2 rotors en tandem : l'emprise au sol est plus faible, en tout cas plus intéressante.

Le 15/03/2020 à 20:59, Eau tarie a dit :

Oui, tout ça c''est vrai. MAIS, le cosinus d'un petit angle est proche de 1.  De ce fait la perte me parait pas dingue. à l'oeil sûrement 10/15% max.

10/15% ... C'est à peu près l'angle d'un rotor par rapport au plan horizontal en vol de croisière...

Donc, non, ce n'est pas négligeable du tout !

Le 15/03/2020 à 20:59, Eau tarie a dit :

Sur les navires léger on place souvent la ligne d'arbre inclinée entre 10 et 15° (avec un V drive ou non). Biensur on perd un peu, mais ce n'est pas catastrophique loin de là...

 

Je pense que l'arbre incliné permet surtout une poussée en partie vers le haut et ainsi réduire le tirant d'eau...

Le 16/03/2020 à 19:02, g4lly a dit :

C'est surtout que les deux rotors opposés composent leur poussée dont la résultante est strictement verticale ... résultat il n'y a pas de "perte" particulière lié a l'inclinaison latérale.

Ah si, tu as une perte ! ... Bête question de vecteurs :

Tu émets une force (et donc tu dimensionne un système générant cette force) dont 15% sont inexploités.

Rotor plus important, moteurs plus puissants/gourmands...

Modifié le 23 mars 2020 par J_M

[J_M]

Histoire d'être complet :

L'avantage des engrenants est que, comme tu as une symétrie, tu n'as pas d'effets de roulis :

- lié au RAC

- lié à la pale reculante, et donc pas de de risque de perte de basculement lié à une perte de portance sur la pale reculante.

[Eau tarie]

Il y a 15 heures, J_M a dit :

Je pense que l'arbre incliné permet surtout une poussée en partie vers le haut et ainsi réduire le tirant d'eau...

 

Négatif. Jamais entendu parler de cela. Mais on pourrait demander à   @ARMEN56

Premièrement pour moi ça n'aurait d’intérêt que pour des navires rapides et "léger" (la fraction de la poussée par rapport à la masse à un sens, l'image que je montre pourrait aller dans ce sens). Et principalement pour contrer le "cabrage" naturel vers un Froude de 0.4/0.5

Mais ça se retrouve aussi sur des navires lourd.

Et sur les Rhib ou tu pourrais le faire sans problème tu le fais pas (alors que c'est léger et rapide)

 

 

 

[ARMEN56]

Il y a 2 heures, Eau tarie a dit :

Négatif. Jamais entendu parler de cela. Mais on pourrait demander à   @ARMEN56

C'est lié à plusieurs paramètre ; arrivée d'eau à l'hélice ( cavitation) ,  jeu de coque , diam hélice, position du moteur ... en plaçant le bourrin derrière le vdrive permet de libérer de la place aménagement vie , en revanche c'est plus chiant à ligner

extrait guide couach.... en bleu dslé

Modifié le 24 mars 2020 par ARMEN56

[Eau tarie]

il y a 58 minutes, ARMEN56 a dit :

C'est lié à plusieurs paramètre ; arrivée d'eau à l'hélice ( cavitation) ,  jeu de coque , diam hélice, position du moteur ... en plaçant le bourrin derrière le vdrive permet de libérer de la place aménagement vie , en revanche c'est plus chiant à ligner

extrait guide couach.... en bleu dslé

Ok avec toi, ma question était plus, as tu déjà entendu qu'on se servait de cet angle d'hélice pour "délester" l’arrière navire via l'angle de poussé ?

A ma connaissance, on utilise des dispositifs hydro (flaps etc.) ou alors c'est carrément un dispositif dédié (air souflé) et c'est les navires très spécifiques (genre Surface Effect Ship).

Et quid de la prise en compte de la perte du rendement propulsif global du fait de l'angle d'hélice ?

[ARMEN56]

Il y a 15 heures, Eau tarie a dit :

Ok avec toi, ma question était plus, as tu déjà entendu qu'on se servait de cet angle d'hélice pour "délester" l’arrière navire via l'angle de poussé ?

A ma connaissance, on utilise des dispositifs hydro (flaps etc.) ou alors c'est carrément un dispositif dédié (air souflé) et c'est les navires très spécifiques (genre Surface Effect Ship).

Et quid de la prise en compte de la perte du rendement propulsif global du fait de l'angle d'hélice ?

HS on

J’ai peu de littérature sur ce sujet, sachant qu’en navires mili  on reste sur des pentes LA < à 7 °  avec des convergences < à 3.5 ° .

On a un rendement global coque/propulseur qui est  le produit ;

-  du rendement d’hélice en eau libre

-  du rendement de coque intégrant la succion et le sillage

-  du rendement d’adaptation qui correspond à la différence du comportement poussée/couple entre hélice eau libre et hélice derrière une carène

ET la pente LA doit impacter les deux derniers rendements.

Les appendices  ( wedge, flap , interceptor) ,   limitent l’enfoncement  par création d’une surpression de la voute arrière . Tout ceci contrôle le cabrage dynamique en contribuant à  réduire la résistance de vague très contributrice d’énergie à degré de vitesse élevé.

alors tout ceci en raisonnement archimédien ( coque à déplacement ),  pour du planant ou semi planant le comportement dynamique diffère

HS off

Modifié le 25 mars 2020 par ARMEN56

[g4lly]

On 3/24/2020 at 12:25 AM, J_M said:

Ah si, tu as une perte ! ... Bête question de vecteurs : Tu émets une force (et donc tu dimensionne un système générant cette force) dont 15% sont inexploités.Rotor plus important, moteurs plus puissants/gourmands...

Justement ici ... ce n'est bas un bete probleme de vecteur ... les rotor sont associé au niveau des écoulement avec la cellule ...

Ce qui importe c'est la résultante des écoulant du triptyque helice1 hélice 2 cellule ... et la il n'y a pas de raison fondamentale pour que les écoulant soit infiniment plus en "cone" que si les hélice était coaxiale.

L'écoulement qui lèche a l'intérieure la cellule est redressé vers bas par la cellule ... celui qui lèche la cellule vers l'extérieur est redressé vers le base pas le flux de l'autre hélice.

A noter que les rotor engrenant on un avantage sur les coax ... c'est qu'il n'y a pas d'hélice du dessous ... et que donc cette hélice ne se retrouve pas alimenter en air déjà dynamisé ... réduisant sont efficacité. Ici ce sont les moitié des deux qui sont dessous ... et souvent avec des synchronisation qui font qu'on ne retouve qu'une pale a chaque passe du dessous ... donc un air pas trop dynamisé par l'hélice du dessus.

Le gros souci des engrenant "coax" - par opposition au cote a cote - c'est la vitesse ... a priori il y des problème quand la vitesse augmente ... mais j'ai pas bien compris pourquoi ...

En gros leur incapacité a prendre de la vitesse ET la limitation a des rotor bipale ou tripale - lié a la synchronisation - ... les cantonne a des petits hélicoptère servant de grue. Mais ca ils le font super bien ... Le K-Max fait le bonheur des forestier par exemple.

[J_M]

il y a 14 minutes, g4lly a dit :

Justement ici ... ce n'est bas un bete probleme de vecteur ... les rotor sont associé au niveau des écoulement avec la cellule ...

Ce qui importe c'est la résultante des écoulant du tryptique helice1 helice 2 cellule ... et la il n'y a pas de raison fondementale pour que les écoulant soit infiniment plus en "cone" que si les hélice était coaxiale.

L'écoulement qui lèche a l'intérieure la cellule est redressé vers bas par la cellule ... celui qui lèche la cellule vers l'extérieur est redressé vers le base pas le flux de l'autre hélice.

Hmm... Sauf que tu crées des turbulences sous tes 2 rotors du fait que les 2 flux se croisent.

(Mais vu comment la dynamique de fluides est tjrs complexe sur les hélicos, je me garderai bien de conclusions catégoriques)

Au passage : turturbulences = consommation de carburant.

 

A l'inverse, l'inclinaison permet d'agrandir la surface d'aspiration (au-dessus du rotor) et d'éviter un effet de cavité dépressive entre les 2 axes, donc d'avoir une dépression mieux répartie / plus homogène.

[MH]

Le SB-1 à atteint les 205kts avec 50% de la puissance, ils visent 250kts en pointe avec une vitesse de croisière de 230kts (426km/h).

https://www.flightglobal.com/helicopters/sikorsky-boeing-sb-1-defiant-tops-200kt-for-the-first-time/138860.article

Modifié le 17 juin 2020 par MH