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Défi de vitesse des avions électriques : pourquoi Rolls-Royce a choisi d'utiliser des moteurs à flux axial pour battre le record ?
Alors que la technologie du vol électrique continue de progresser, les principales compagnies aériennes et entreprises technologiques étudient comment battre des records de vitesse de vol grâce à des conceptions innovantes. Le projet ACCEL de Rolls-Royce est l'un des meilleurs. Le succès de cet avion électrique repose non seulement sur une technologie d'ingénierie avancée, mais également sur son système d'alimentation unique - le moteur à flux axial, dont la conception lui confère des avantages uniques en termes de puissance élevée et de légèreté.
Avantages du moteur à flux axial
La conception du moteur à flux axial lui permet de fournir une densité de puissance supérieure à celle des moteurs à flux radial traditionnels dans le même volume. La distance entre le rotor et le stator de ce moteur est disposée axialement, ce qui rend le flux magnétique plus direct et permet l'utilisation de matériaux plus légers dans la conception, réduisant ainsi le poids global.
En mode flux axial, le couple produit augmente comme une fonction cubique à mesure que le diamètre du rotor augmente, tandis que pour les machines à flux radial, il n'augmente que comme une fonction carrée.
Par conséquent, pour les avions électriques qui nécessitent un couple extrêmement élevé et une bonne gestion de la chaleur, les moteurs à flux axial peuvent sans aucun doute mieux répondre aux besoins. Sa nature légère lui permet de fournir la poussée requise tout en réduisant la demande en batteries et en prolongeant le temps de vol.
Combinaison de haute performance et de développement durable
Avec les tendances actuelles en matière de protection de l’environnement, l’industrie aéronautique est soumise à une forte pression pour trouver de nouveaux moyens de réduire son empreinte carbone. C'est dans ce but qu'est né le programme ACCEL de Rolls-Royce, qui vise non seulement la vitesse, mais également des solutions de développement durable. Le rendement élevé de ces moteurs à flux axial rend les avions électriques bien meilleurs que les moteurs à carburant traditionnels en termes de consommation d'énergie électrique.
Les recherches de YASA dans ce domaine ont démontré une fois de plus le potentiel des moteurs à flux axial. L'entreprise a atteint une puissance de 220 kW dans sa conception tout en maintenant le poids à 7 kg.
Une densité de puissance aussi élevée démontre le potentiel illimité des moteurs à flux axial dans le domaine de l'aviation et prouve pleinement qu'il s'agit d'un élément indispensable de la science aéronautique du futur.
Défi technique : Comment dépasser la limitation de vitesse ?
Bien que les moteurs à flux axial offrent de nombreux avantages, ils présentent également un certain nombre de défis techniques. Par exemple, une augmentation de la vitesse de rotation entraîne une augmentation de la force centrifuge, ce qui peut affecter la stabilité et les performances du rotor. De plus, un champ magnétique irrégulier empêche le moteur de fonctionner de manière optimale.
Les recherches futures doivent se concentrer sur l’amélioration de l’uniformité du champ magnétique et l’optimisation de la conception afin de résoudre fondamentalement ces goulots d’étranglement des performances.
En outre, le développement rapide des avions électriques signifie que la demande du marché pour des systèmes de propulsion électrique plus intelligents et plus efficaces augmente. La stratégie de Rolls-Royce ne consiste pas seulement à battre des records de vitesse, mais également à orienter l’ensemble de l’industrie vers une direction plus respectueuse de l’environnement et plus efficace.
Perspectives d'avenir
Alors que le monde accorde de plus en plus d’attention à la technologie du vol électrique, de nombreuses sociétés d’aviation et institutions de R&D ont commencé à réaliser des investissements et des recherches dans ce domaine. Avec l'application de divers nouveaux matériaux et de nouvelles technologies, les performances des moteurs à flux axial devraient faire un bond en avant dans un avenir proche. Cela modifiera non seulement le paysage du secteur de l’aviation, mais aura également un impact profond sur l’ensemble du système de transport.
L'avenir des avions électriques est plein d'opportunités et de défis. Avec le développement de la technologie, peut-il réellement répondre aux attentes humaines en matière de vols neutres en carbone ?
