Drone solaire Zéphyr Airbus

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filomat
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Drone solaire Zéphyr Airbus

Message par filomat » ven. 10 08 , 2018 7:03

https://www.lesechos.fr/industrie-servi ... 193225.php

25 jours à 30 km d'altitude, poids total 75 kg.

A ces altitudes l'atmosphère est raréfié, l'avion ressemble au solar impulse suisse de Bertrand Picard ... Le pilote en moins ...C'est à dire une aile de grand allongement couverte de cellules photovoltaïques et deux hélices qui probablement tournent très vite avec des batteries pour conserver la propulsion pendant la nuit.

Reste à savoir ce qui limite l'autonomie ? Usure des moteurs, des batteries ?

https://fr.wikipedia.org/wiki/Zephyr_(avion)

charge utile 5 kg

Par comparaison les satellites galileo par exemple tournent dix fois plus haut (22000 km d'altitude)

http://www.apps-drones.com/le-drone-zep ... ord-113815 (air et cosmos)

Curieux que cela n'ait pas avancé plus vite (essai semblable dès 2010) ?

Questions de gros sous avec l'industrie spatiale :?:

Si la société qui l'a inventé n'avait pas été rachetée par airbus cela aurait peut-être été plus vite :?:

http://www.apps-drones.com/le-drone-zep ... ord-113815
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Re: drone solaire zephyr airbus

Message par filomat » ven. 10 08 , 2018 7:27

Les satellites ne sont pas dix fois plus haut que le drone , mais mille fois plus haut (22000 km contre 20 km) :(
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moulino51
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Re: drone solaire zephyr airbus

Message par moulino51 » ven. 10 08 , 2018 7:57

30 heures pour redescendre, ça laisse une belle marge de sécurité en cas de panne moteurs



"On ne vient pas de nulle part et serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !"

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Re: Drone solaire Zéphyr Airbus

Message par filomat » sam. 11 08 , 2018 15:09

L'air est environ 16 fois plus léger à 20 km d'altitude qu'au sol : Pour tenir le même poids de 75 kg il suffit donc de voler (et de faire tourner les hélices) 4 fois plus vite qu'au sol, mais il y fait froid (-50 degrés C) ... quid des batteries à cette température :?:

S'il descend les 30 km en 30 h cela nous fait du 1km/h de vitesse de descente, si la finesse de l'aile est de 10 (elle peut être nettement plus élevée vu son allongement) cela nous ferait du 10 km/h au sol et du 40 km/h à 20 km d'altitude en vitesse horizontale.

Je suppose que les batteries sont bien isolées thermiquement et qu'on se sert du soleil pour les réchauffer pendant la journée :idea:

Il est vrai que si elles débitent pendant la nuit cela aide à les tenir en température.
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Re: Drone solaire Zéphyr Airbus

Message par filomat » sam. 11 08 , 2018 15:27

Le probléme était le même pour le solar impulse, mais les batteries étaient tellement bien isolées thermiquement qu'elles ont surchauffé pendant la montée.

To maintain optimal temperatures, they treat their batteries like NASA does and heat them. Scientists found that the optimal temperature for their batteries was a constant 25°C. This temperature is maintained throughout the entire motor gondola with a heating system. The efficiency from running lithium-ion at their proper temperature is critical to keeping the craft airborne all night.

Sous les ailes sont fixées quatre nacelles, contenant chacune un moteur électrique conçu par la société ETEL, une batterie de 70 accumulateurs, un système de gestion de la charge/décharge (BMS) et de la température. L'isolation thermique a été conçue pour conserver la chaleur produite par les batteries et garantir leur fonctionnement malgré les températures de l'ordre de −40 °C rencontrées à 8 500 m. Chaque moteur a une puissance maximale de 7,35 kW (10 ch). Les hélices bipales, de 3,50 m de diamètre, tournent à une vitesse de 200 à 400 tr/min.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Solar_Impulse
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Re: Drone solaire Zéphyr Airbus

Message par filomat » sam. 11 08 , 2018 15:30

Il se servent aussi de la chaleur dégagée par les moteurs pour réchauffer les batteries.

(rien ne se perd :D )
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Re: drone solaire zephyr airbus

Message par triphase » sam. 11 08 , 2018 18:51

filomat a écrit :Les satellites ne sont pas dix fois plus haut que le drone , mais mille fois plus haut (22000 km contre 20 km) :(
Tout dépend de quels satellites on parle, les géostationnaires ou ceux en orbite "basse" qui ne défilent qu'à 250-500 km d'altitude.
i-MiEV (surtout pour Mme) déjà 43kkm, (4 roues)
Quest (bolide à pédales sans moteur), (3 roues)
et une Zero S, (2 roues)
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Re: Drone solaire Zéphyr Airbus

Message par ncaar » dim. 12 08 , 2018 8:26

filomat a écrit : ... Si la société qui l'a inventé n'avait pas été rachetée par airbus cela aurait peut-être été plus vite ?
Sans doute ! Et si ça se termine comme l'e-fan, ce sera un enterrement de première classe ... :mrgreen:
mieux vaut avoir raison tout seul que tort avec les autres.

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Re: Drone solaire Zéphyr Airbus

Message par filomat » dim. 12 08 , 2018 8:28

J'avais consulté les orbites "moyennes" de galileo :
wikipedia a écrit : Chaque satellite, d'une masse d'environ 700 kg, circule sur une orbite moyenne (23 222 kilomètres) dans trois plans orbitaux distincts ayant une inclinaison de 56°.
Il a effectivement de orbites basses
techno-science.net a écrit :L'orbite terrestre basse (Low Earth orbit, LEO, en anglais) est un type d'orbite terrestre situé entre 350 et 1 400 kilomètres d'altitude.
et les geostationnaires
wikipedia a écrit :L'orbite géostationnaire autour de la Terre se situe à une altitude de 35 786 km au-dessus du géoïde terrestre ; on parle couramment de satellites à 36 000 km.
Le satellite en orbite basse qui n'est que dix fois plus haut que le zephyr est peut-être plus économique

La différence entre le drone et le satellite (orbite basse) est la vitesse : Si je calcule un ordre de grandeur de la force centrifuge du satellite équilibrant son poids il faut une vitesse de V(m/s)²=350*1000*9.81 soit V=1852 m/s = 514 km/h par rapport à la vitesse de rotation de la terre 2*3.14*350/24 = 91 km/h à l'équateur pour 350 km d'altitude.

Le drone solaire va certainement beaucoup moins vite et il peut choisir sa trajectoire.

S'il descend de 30 km en 30 heures donc avec une vitesse verticale de 1 km/h et comme la finesse de l'aile doit être supérieure à 10 sa vitesse doit être un peu supérieure à 10 km/h :?:

Il concurrencerait donc plus le satellite géostationnaire (très cher) que le satellite en orbite basse (qui doit se déplacer très vite et ne reste donc pas longtemps au même endroit (par rapport à la terre).

Il doit donc bien y avoir des "histoires de gros sous" derrière tout cela :D

Selon cette thèse :
https://fr.scribd.com/document/26943253 ... -Solar-UAV
les batteries sont indispensables pour la montée...

Donc on ne peut pas faire de drones solaires "perpetuels" sans batterie, puisque, même si on ne perdait que 10 km d'altitude dans la nuit on ne pourrait pas les rattraper le lendemain le jour venu ... Et si l'on a les batteries autant rester à 30 km d'altitude la nuit en se propulsant avec l'énergie des batteries que l'on recharge pendant le jour.

Il y aura peut-être un jour le "the suntrip" des drones solaires, ou une "route de la soie" des drones solaires entre Paris et Pékin :D
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Re: Drone solaire Zéphyr Airbus

Message par filomat » dim. 12 08 , 2018 8:40

A 30 km d'altitude la vitesse nécessaire pour suivre la rotation de la terre au niveau de l'équateur est de 2*3.14*30/24= 7.8 km/h

L'ordre de grandeur est bien cohérent avec celui de l'estimation de la vitesse du drone (par rapport à l'air) de l'ordre de la dizaine de km/h à 30 km d'altitude.
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Re: Drone solaire Zéphyr Airbus

Message par rover17 » dim. 12 08 , 2018 8:47

Intéressant
Le VE , j'y viendrais ...

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Re: Drone solaire Zéphyr Airbus

Message par Yankee76 » dim. 12 08 , 2018 9:27

A mon avis,le drone doit pouvoir se déplacer très vite car a 30km d'altitude,les vents doivent être très rapide. :?:
Image

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Re: Drone solaire Zéphyr Airbus

Message par filomat » dim. 12 08 , 2018 10:58

Oui cela pose beaucoup de questions : L'atmosphère suit elle la rotation de la Terre, quels sont les vents stratosphèriques.

Et je m'aperçois que mes calculs précédents sont tous faux (j'avais oublié d'ajouter le rayon de la Terre de 6000 km environ à l'altitude) : Pour suivre la terre à altitude zéro à l'équateur on va à une vitesse (par rapport aux étoiles) de 2*pi*6000/24= 1570 km/h, à altitude 30 km 2*pi*6030/24=1578 km/h, à 36000 km 2*pi*42000/24=10990 km/h

Si l'atmosphère tourne avec la Terre , du moment qu'on est fixe par rapport à l'atmosphère on est fixe par rapport à la Terre et le drone pourrait se contenter de tourner en rond pour observer un point fixe de la Terre, et à n'importe quelle vitesse.

Si je prends une molécule d'air toute seule à 36000 km d'altitude elle ne peut y rester que si elle est à la vitesse geostationnaire, donc elle "tourne avec la Terre" ... :?:

Si la molécule va moins vite elle descend et continue de tourner avec la Terre à une altitude un peu plus basse etc... etc...

Donc l'atmosphère tourne bien avec la Terre :D
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Re: Drone solaire Zéphyr Airbus

Message par filomat » dim. 12 08 , 2018 11:03

cnrs a écrit :Dans la stratosphère moyenne (30 à 80 km), la circulation est marquée par 2 forts jets (plus de 200 km/h) situés vers 65 km d'altitude. Celui de l'hémisphère d'hiver est d'Ouest (vers l'Est) alors que celui de l'hémisphère d'été est d'Est.
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Re: Drone solaire Zéphyr Airbus

Message par filomat » dim. 12 08 , 2018 11:04

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