Comment fonctionnent les avions électriques

Le pilote de l'avion habité à cellules sèches Oxyride vérifie 160 batteries Oxyride avant le premier vol de l'avion à l'aéroport de Honda le 16 juillet 2006 à Saitama, Japon. Le véhicule était le premier avion habité alimenté exclusivement par 160 piles AA. Koichi Kamoshida/Getty Images News/Getty Images

Alors que la voiture électrique n'a toujours pas réussi à surpasser son homologue énergivore, ses avantages continuent de trouver un écho auprès des conducteurs du monde entier. Imaginez-vous sillonner une route panoramique sans la culpabilité des émissions de carbone élevées ou l'aiguillon financier du dernier plein d'essence. À quel point le monde serait-il plus silencieux sans l'accélérateur et le gémissement d'innombrables moteurs crachant de la fumée ?

Inévitablement, ces innovations nous tournent les yeux vers le ciel. Plus que jamais, les traînées de condensation du trafic aérien tissent des motifs dans le ciel, mais où sont les avions électriques ? Bien que vous ne devriez pas vous attendre à trouver une option « volant électrique » à l'aéroport de si tôt, les aéronefs à propulsion électrique n'existent pas seulement, mais la technologie continue d'évoluer à un rythme encourageant.

Les avions électriques et les voitures électriques partagent certains des mêmes défis. Comment produire la quantité de puissance souhaitée sans moteur à combustion ? Comment éviter d'alourdir le véhicule avec trop de batteries ? Ensuite, il y a toute la question d'obtenir un kilométrage maximal sans traîner des kilomètres de cordon d'alimentation derrière vous. Emportez ces problèmes avec vous dans les nuages et les surmonter fait souvent toute la différence entre monter en flèche et s'effondrer.

Bien sûr, on peut très bien voler sans moteur motorisé. Les oiseaux le font depuis des millions d'années et les premiers succès de vols humains étaient tous non motorisés. Les Français Albert et Gaston Tissandier ont en fait effectué le premier vol au monde à propulsion électrique en 1883, à bord d'un dirigeable de leur propre conception.

Depuis, divers avions électriques ont honoré les plans des concepteurs – et beaucoup ont en fait pris leur envol. Dans cet article, nous examinerons les principales approches pour propulser un avion électrique et découvrirons où la technologie se dirige.

Comment piloter l'avion électrique

Évidemment, un avion électrique a besoin de jus s'il veut monter en flèche - et c'est le grand défi. Comment fournir à un avion suffisamment d'électricité pour l'alimenter sans trop l'alourdir ? C'est le véritable avantage du carburant :en gros, une batterie électrique ne peut tout simplement pas fournir autant d'énergie que son poids en essence peut en produire. Toujours, cela n'a pas empêché les concepteurs d'essayer. Voici les trois variétés de base d'avions électriques :

Alimenté par pile :Cette conception implique de raccorder l'avion à l'alimentation appropriée de la batterie à bord. En plus de jouer un rôle dans les premiers vols à propulsion électrique de la fin du XIXe siècle, les batteries continuent d'alimenter de nombreux avions radiocommandés utilisés par les amateurs aujourd'hui. Ces deux faits ne sont pas sans rapport :il est beaucoup plus facile d'utiliser des piles dans un avion sans pilote ou un dirigeable surélevé par air chaud. Comme les batteries ajoutent beaucoup de poids à un avion, la réalité d'un avion piloté à batterie a dû attendre que la technologie des piles à combustible avance suffisamment. Le premier vol habité à batterie a eu lieu le 16 juillet 2006, lorsque des étudiants de l'Institut de technologie de Tokyo ont lancé un avion léger alimenté par 160 piles AA [source :BBC News].

Énergie solaire :Pour faire face au problème du poids de la batterie, les designers des années 1970 ont pris leur envol avec l'énergie solaire. Ces avions ne reposaient pas uniquement sur l'alimentation par batterie, mais au lieu de cela, il l'a utilisé en conjonction avec la ressource indéfiniment renouvelable du soleil. Cependant, la quantité d'énergie du rayonnement solaire est encore assez faible par rapport à un gallon de carburéacteur, rendant les avions solaires à la fois lents et légers. Le principal avantage est qu'ils peuvent, en théorie, rester dans les airs pendant des années - soit comme sans pilote, satellites volant à basse altitude ou attachés au sol comme des cerfs-volants. Pour plus d'informations, lire Comment fonctionnent les avions solaires.

Transmission de puissance sans fil :Une autre méthode pour fournir de l'énergie à un avion électrique est puissance rayonnante ou transmission de puissance sans fil (WPT) Cette technologie implique l'utilisation d'un laser au sol ou d'un émetteur de micro-ondes pour envoyer de l'énergie dans l'air à un avion équipé d'un récepteur. La transmission de puissance par micro-ondes (MPT) a été utilisée pour la première fois en 1964 pour propulser un hélicoptère miniature – et pendant 10 heures [source :Dickinson]. En 2002, Des chercheurs de la NASA ont démontré avec succès l'utilisation de projecteurs et de faisceaux laser pour fournir de petits, engin solaire sans pilote avec l'énergie nécessaire. Alors que la recherche sur cette technologie se poursuit, les scientifiques pensent qu'il pourrait un jour permettre à des avions équipés d'énergie solaire de voler la nuit dans certaines zones. Pour plus d'informations, lire Comment fonctionne l'alimentation sans fil.

Théorie de l'envolée régénérative

Alors que l'idée d'utiliser l'énergie éolienne pour charger les batteries d'un avion électrique peut sembler un peu idiote au premier abord, il existe en fait des théories solides concernant envolée régénérative . Par ça, un électrique, Un avion à hélice dépendrait des courants ascendants et de l'élan de la descente finale de l'avion pour faire tourner ses pales et produire de l'électricité de la même manière qu'une éolienne.