Le projet Lifter - JL Naudin Vers un transport aérien "Tout électrique" 1 [email protected] http://www.jlnlabs.org Propulsion Electrocinétique Le Projet Lifter Vers un transport aérien « tout électrique » par Jean-Louis Naudin
Jul 13, 2015
Le projet Lifter - JL Naudin
Vers un transport aérien "Tout électrique" 1
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Propulsion Electrocinétique
Le Projet Lifter
Vers un transport aérien
« tout électrique »
par Jean-Louis Naudin
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Propulsion Electrocinétique Sommaire
• 1960 - Le brevet Historique de Townsend Brown
• 1999 - Le projet ARDA ( Advanced Reduced Drag Aircraft )
- Reproduction des expériences de Townsend Brown
- Les recherches de la Northrop Corporation et les brevets
- Le prototype ARDA : Vidéo et résultats expérimentaux
• 2001 - Le projet Lifter, un engin VTOL à propulsion électrocinétique
- La genèse du projet
• Les prototypes : Vidéo et résultats expérimentaux
• Tests sur les effets du « vent ionique »
• Les Brevets NASA et les tests de l’US Army
• Points faibles, points forts, barrières techonologiques
• 2004 – Vers un transport aérien « tout électrique »
• Démonstration : L’Hexa-Lifter en action
• Questions et Réponses
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Historique
1960 : Le Brevet T.Townsend Brown
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1997 : Reproduction de l ’expérience de
Thomas Townsend Brown
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2002 : Reproduction de l ’expérience de
Thomas Townsend Brown
Expérience électrocinétique dans l’AIR :
Tension : 18.4 KV DC
Courant : 750 µA - Rotation 760 RPM
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2002 : Reproduction de l ’expérience de
Thomas Townsend Brown
Expérience électrocinétique dans de l’HUILE MINERALE :
Tension : 37.7 KV DC
Courant : 810 µA - Rotation 2 RPM à 25°C
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Le projet ARDA
Advanced Reduced Drag Aircraft
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Advanced Reduced Drag Aircraft
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Le projet ARDA
Advanced Reduced Drag Aircraft
ARDA Mk3 "POB" Tests - Data sheet
Envergure : 1460 mm
Longueur : 1255 mm
Surface : 70 dm2
Profil : Eppler 338 with special EHD features
Puissance alimentation THT : 35.60 Watts ( 17.12V DC / 2.08 A )
High Voltage output : +30 kV
Courant THT : 307 µA
Puissance THT en sortie : 9.21 Watts
Poids total de l’aile : 3.7 kg
Poids de la suspension : 3 kg
Rayon de rotation : 1.3 m
Poids Total : 6.7 kg
Vitesse de rotation : 74 secondes par tour
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Les recherches de la Northrop Corporation
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- AIAA 6th Aerospace Sciences Meeting " Electroaerodynamics in supersonic flow"
by M.S.Cahn and G.M.Andrew from Northrop Coporation - N°68-24 January 22-24, 1968.
- AIAA 3rd Fluid and Plasma Dynamics conference" Recent experiments in supersonic regime with electrostatic charges"
by M.S.Cahn and G.M.Andrew from Northrop Coporation - N°70-759 June 29-July, 1970.
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Les brevets…
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Le projet LIFTER
Genèse du projet - Juin 2001
Le Lifter1 est un condensateur asymétrique avec une électrode constituée par un fil fin de cuivre et placée à 30 mm de l'électrode principale en aluminium construite à la manière de Townsend Brown.
Poids : 2.3 g
Dimensions du Triangle : Triangle équilatéral, chaque côté faisant 200 mm de large et 40 mm de haut, réalisé avec une feuille d'aluminium de 12/100 mm.
Train d'atterrissage : hauteur de 30 mm en balsa 15/10 mm.
Structure principale : balsa 15/10 mm et de 2 mm de large.
Puissance requise pour compenser le poids : 18 Watts (40 KV @ 450 µA)
Puissance requise pour un vol stationnaire avec une charge utile de 1 g : 23.9 Watts (41.9 KV @ 570µA)
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Le projet LIFTER
Une structure géodésique
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Le projet LIFTER
Réplications du Lifter à travers le monde
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Le projet LIFTER
Diversité des géométries possibles...
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Le projet LIFTER
Réplications du Lifter à travers le monde
Janvier 2003 : Un Lifter de 5 mètres de large a été construit et testé par le Profeseur Saburo Yokokura et une équipe d'étudiants (Takayuki Muroi, Takanori Haraguchi) de l'Université de Meisei ( Japon ). Ce Lifter s'est maintenu en stationnaire à une hauteur de 15 mètres au dessus du sol. La tension utilisée lors de cette expérience était de 41 KV DC et le courant de 10.7 mA.
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Le projet LIFTER
Lifter Maximus ][
Nombre de condensateurs : 336 Largeur : 1200 mm Poids de la cellule : 190 g Charge utile : 60 g Poids total : 250 g Tension : 19.5 kV continue, non pulsée, Courant 20 mA Puissance HT : 390 Watts
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4 fois moins de puissance à 70 Hz qu’en DC
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Le projet LIFTER
Résultats des tests - Tableau comparatif
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Graphe des performances
400 W/kg 0.55 cv/kg
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Mesures d’accéleration
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Le projet LIFTER
Poussée accrue avec une géométrie adaptée
Pour un poids total de 7 g, ce Lifter utilise l’effet Venturi au centre du triangle pour accroître sa force de sustentation
Le rapport poussée/poids est 2.7 fois celui du Lifter v1.0.. Un Lifter à 3 étages, d’un poids à vide de 24 g, permet de
soulever une charge utile supplémentaire de 20 g.
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Le projet LIFTER
Tests sur les effets du « vent ionique »
Le principe de l’âne et de la carotte…
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Tests sur les effets du « vent ionique »
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Les Brevets NASA et les tests US Army
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Le projet LIFTER
Développement d ’un appareil VTOL
Le Lifter-Craft VTOL : Vol silencieux, aucune pièces mobiles, grande enveloppe de vol, furtivité...
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Le LIFTER-Craft
Un propulseur électrocinétique modulaire
400 W/kg 0.55 cv/kg
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Le LIFTER-Craft Un véhicule électrocinétique à propulsion électrique
400 W/kg 0.55 cv/kg
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Projet LIFTER
Points forts, Points faibles, Barrières Technologiques
• Points faibles : • Présence de Haute-Tension, • Parasites électromagnétiques, • Communication radio-difficiles, • Production d’ozone.
• Points forts : • Capacité de décollage et d’atterrissage vertical ( VTOL ), • Traînée aérodynamique réduite, • Suppression des gouvernes mobiles ( ailerons, profondeur, direction ) n'offrant ainsi aucune surface mobile réfléchissante aux ondes radars, • Grande manœuvrabilité ( enveloppe de vol évolutive ) grâce à une gestion intelligente du contrôle du laminaire, • Vol totalement silencieux, • Signature thermique quasi nulle, • Source d’énergie électrique donc pas de carburant, • Furtivité et dispersion des ondes radar...
• Barrières technologiques : • Miniaturisation du générateur THT embarqué, • Utilisation d’une source d’énergie électrique légère et de forte puissance, • Mise au point de diélectriques spécifiques.
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Projet LIFTER
Vers un transport aérien « Tout électrique »
• Plateformes d’observation et de surveillance (UAV) silencieuses et furtives, • Nouvelle génération de transport de personnes en milieu urbain, • Transport de matériel automatisé, • Relais hertziens aéroportés, • Dispositifs de secours et d’assistance au freinage aérodynamique, • Dispositifs de ré-entrée atmosphérique, • Nouvelle génération de véhicules sub-orbitaux.