La propulsion des vtol

Hélicoptères, drones, evtol, ...

Christian Mercier

120 pages, parution le 15/04/2025

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Résumé

Cet ouvrage est accessible à un très large public possédant des connaissances scientifiques et techniques du niveau terminale et curieux d'aéronautique. Cours professé en écoles d'ingénieur, ses objectifs sont de montrer les paramètres principaux qui conditionnent le vol stationnaire et d'avancement d'un appareil à décollage et atterrissage vertical (VTOL) tel qu'un petit hélicoptère ou un drone et ses dérivés modernes destinés au transport de personnes ; également, de dégager une compréhension d'ensemble des projets actuels et de leur réponse aux différents enjeux. Le lecteur intéressé sera capable de prolonger la réflexion et bâtir ses propres modèles en utilisant les concepts exposés.
Il dégage les caractéristiques pertinentes des systèmes de propulsion thermiques ou électriques (hybrides ou autres), compare ces systèmes dans leur état actuel, dégage leurs conditions d'évolution pour faire progresser les performances dans les différentes phases de vol et partant, les différentes missions envisageables en termes de durée du vol et de distance franchissable.
Il s'appuie sur des modélisations simples des besoins de puissance dans ces phases de vol, à partir des caractéristiques physiques (massiques, volumétriques, énergétiques) globales des aéronefs et de leurs systèmes de propulsion (moteurs, propulseurs, stockage et transformation d'énergie). Des illustrations graphiques et des vidéos montrent les différentes architectures possibles de ces appareils et leurs propriétés et l'on découvre de manière pédagogique les différentes problématiques de ces nouvelles machines volantes passionnantes (chaîne de puissance, transition entre phases de vol, bruit, opérations...).

Sommaire
Préface
1 Préliminaire
2 Introduction aux notions utilisées dans les comparatifs
3 Pourquoi envisager une propulsion électrique ?
4 Les multirotors, une solution élégante ?
5 Hybridation de la 'formule aérodynamique'
6 Les challenges des eVTOL
7 Comparaison des systèmes de propulsion
8 Conclusion
9 Annexe 1 (TD) Froude (stationnaire) et Breguet (d'avancement)
10 Annexe 2 (TD) analyse de la « baignoire volante »
11 Annexe 3 (TD) besoin de puissance en stationnaire des multirotors
12 Annexe 4 (TD) Électrification d'un hélicoptère type Cabri,
13 Annexe 5 (TD) Comparaison des systèmes de propulsion :
14 Annexe 6 la motorisation HCE
15 Annexe 7 Hybridation électrique de l'hélicoptère
16 Annexe 8 Données de base
17 Annexe 9 vidéos eVTOL