Avion de transport électriqueElectric transport plane
Dans de nombreux pays des connexions ferroviaires à grande vitesse assurent les liaisons entre les plus grandes villes. Néanmoins, certaines liaisons transversales, exigeant la traversée de massifs montagneux, comme le trajet Lyon Toulouse par exemple, ne sont pas assurées à grande vitesse et sont plus économiquement réalisables par liaisons aériennes. Il est à noter qu'en France le gouvernement, pour des raisons écologiques, interdit des liaisons aériennes par des avions propulsés à l’aide d’énergies fossiles, là où le chemin de fer peut assurer le trajet en moins de 2h30. La présente invention a pour but de remédier à cette carence de liaisons aisées et rapides entre des villes petites ou moyennes ou de liaisons transversales mal desservies par la voie ferrée. L'avion selon l'invention est un court courrier. Il est à propulsion entièrement électrique et peut donc se poser à la proximité immédiate d'une agglomération car il ne développe aucunes nuisances sonores ni n'émet de gaz polluants. Il est muni d’ailes à grand allongement comme l'avait expérimenté le constructeur français Hurel Dubois ; ceci est indispensable car diminuant efficacement la traînée induite, ce qui est une obligation étant donné que l'énergie nécessaire à la propulsion est forcément limitée, provenant de batteries de stockage d'électricité, qui, même avec les meilleures technologies à base de lithium, ont une relativement faible capacité massique de stockage. Un grand allongement permet d'obtenir une finesse, en vol de croisière, d'environ 30. Si l'on envisage par exemple un avion de 8 tonnes (environ 22 passagers), la force propulsive devant être produites par les hélices est donc de 80000/30 = 2670 Newton. Si l'on veut que cet avion possède une vitesse de croisière de 200 nœuds (360 Km/h) soit environ100 m/s la puissance que doit développer les hélices et donc de 267 kW. Sachant que le rendement des hélices est d'environ 80 %, il est nécessaire que les batteries puissent délivrer environ 334 kW. Avec les meilleures batteries au lithium disponibles sur le marché, pour effectuer un vol d'environ 1h30, assorti d'une attente légale de 20 minutes, le poids de batteries à installer sur l'avion est d'environ 3 t. Mais la puissance nécessaire au décollage ne peut être fournie par ces batteries pour rester dans des distances de décollage raisonnables. Pour pallier cet inconvénient, selon l'invention, l'avion est muni d'un train d'atterrissage à stockage d'énergie inertielle tel que décrit dans le brevet FR 21 01 665. Cette énergie étant emmagasinée avant le décollage par un chargeur au sol. Ce train d’atterrissage étant quasiment monotrace, la stabilité au sol est assurée par des balancines placées vers le milieu des ailes. Selon l'invention tout le long du bord de fuite des ailes de l'avion, devant les volets de courbure hypersustentateurs, sont disposées des hélices propulsives. Cela présente l'avantage, lorsque les volets de courbure hypersustentateurs sont déployés, de provoquer un soufflage important de ces volets, augmentant ainsi leur portance ; la vitesse sur la piste au décollage peut alors être réduite à 80 km/h environ, ce qui avec une accélération de 0,5 g, obtenue grâce au train d’atterrissage à stockage d’énergie inertielle, est parfaitement supportable par les passagers et conduit à une distance de décollage d’environ 60 m. On peut ainsi envisager, par exemple non limitatif, de décoller d'une barge flottant sur un plan d'eau. L'avion selon l'invention devant posséder alors toutes ses ouvertures étanches à l’eau, ce qui lui permet de flotter en cas de nécessité. Les batteries au lithium citées plus haut, sont sujettes à des explosions, rares mais aléatoires. Selon l'invention, pour la sécurité des passagers, elles ne sont pas implantées dans leur cabine, mais elles sont portées par les ailes et réparties le long de celles-ci. Préférentiellement, selon l'invention, ces batteries sont disposées en dessous des ailes et enveloppées chacune dans un blindage ouvert vers le bas, de telle sorte qu'en cas d'explosion, les débris sont éjectés vers le bas, épargnant ainsi la cellule et les empennages, les batteries voisines et les hélices. De plus, le fait que les batteries soient portées par les ailes présente l'avantage de limiter le moment d'encastrement des ailes dans le fuselage aux seul couple nécessaire pour porter la cellule et sa charge qui ne représentent qu’un quart environ du poids total volant. L'avion selon l'invention étant un court-courrier économique, il peut-être non pressurisé. Il doit alors impérativement, pour le confort et la santé des passagers, voler à une altitude inférieure à 3000 m. Mais à cette altitude existent souvent des conditions de givrage très sévères. Selon l'invention, l'avion est alors muni du système de cavaliers de dégivrage mécanique des ailes décrit dans le brevet FR 21 01 734. Par ailleurs l'avion selon l'invention peut-être muni d'un parachute de cellule qui peut être multiple. En outre, il est à remarquer que l'avion possédant une très grande finesse est un excellent planeur. Étant donné son grand allongement qui conduit à une grande envergure, l'avion occupe une grande surface au sol, aussi, selon l'invention, les ailes peuvent-elles se replier totalement ou partiellement L'avion selon l'invention ne comportant aucun carburant ni matières inflammables, le chauffage de la cabine, pour le confort des passagers, peut être assuré, selon l’invention, par la circulation de fluide caloporteur transportant la chaleur des pertes électriques des moteurs de propulsion. Dans l'exemple exposé plus haut, avec un rendement des moteurs électriques de 98 %, environ 7 kW seraient disponibles pour le chauffage de la cabine des passagers. La et une vue par dessous de l'avion selon l'invention. La est une vue de face de l’avion selon l’invention. En référence à la , il est représenté en (1) le train d’atterrissage à stockage d’énergie inertielle, en (2) des nacelles emportant une part des batteries, avec en (3) leurs blindages à ouverture vers le bas. En (4) sont situées des nacelles de bout d’aile recevant le reste des batteries. En (5) sont représentés les cavaliers de dégivrage mécanique, en (6) les hélices propulsives et en (7) les volets de courbure hypersustentateurs. En référence à la on distingue : le train d'atterrissage (1) à stockage d'énergie inertielle, les nacelles (2) portant une part des batteries avec leurs blindages (3), les nacelles debout d’aile (4) portant le reste de batteries, les cavaliers (5) de dégivrage mécanique, la rangée d’ hélices propulsives (6), les volets de courbure hypersustentateurs (7) et les balancines (8).In many countries, high-speed rail connections provide connections between the largest cities. However, certain transverse connections, requiring the crossing of mountain ranges, such as the Lyon Toulouse route for example, are not provided at high speed and are more economically feasible by air connections. It should be noted that in France the government, for ecological reasons, prohibits air connections by planes powered by fossil fuels, where the railway can ensure the journey in less than 2h30. The present invention aims to remedy this lack of easy and rapid connections between small or medium-sized towns or cross-connections poorly served by the railway. The plane according to the invention is a short haul. It is fully electric powered and can therefore be landed in the immediate vicinity of a built-up area because it does not cause any noise pollution or emit polluting gases. It is equipped with wings with a large aspect ratio as the French manufacturer Hurel Dubois had experimented with; this is essential because it effectively reduces induced drag, which is an obligation given that the energy necessary for propulsion is necessarily limited, coming from electricity storage batteries, which, even with the best lithium-based technologies, have a relatively low mass storage capacity. A large aspect ratio makes it possible to obtain a finesse, in cruising flight, of approximately 30. If we consider, for example, an 8-ton airplane (approximately 22 passengers), the propulsive force to be produced by the propellers is therefore 80000/30 = 2670 Newtons. If we want this plane to have a cruising speed of 200 knots (360 km/h), that is approximately 100 m/s the power that the propellers must develop and therefore 267 kW. Knowing that the efficiency of the propellers is around 80%, it is necessary for the batteries to be able to deliver around 334 kW. With the best lithium batteries available on the market, to carry out a flight of approximately 1h30, with a legal wait of 20 minutes, the weight of batteries to be installed on the aircraft is approximately 3 t. But the power necessary for takeoff cannot be provided by these batteries to remain within reasonable takeoff distances. To overcome this drawback, according to the invention, the aircraft is provided with a landing gear with inertial energy storage as described in patent FR 21 01 665. This energy being stored before takeoff by a charger at ground. This landing gear being almost single-track, stability on the ground is ensured by balance wheels placed towards the middle of the wings. According to the invention, all along the trailing edge of the wings of the aircraft, in front of the high-lift curvature flaps, propulsive propellers are arranged. This has the advantage, when the high-lift curvature flaps are deployed, of causing significant blowing of these flaps, thus increasing their lift; the speed on the runway at takeoff can then be reduced to approximately 80 km/h, which with an acceleration of 0.5 g, obtained thanks to the landing gear with inertial energy storage, is perfectly bearable by the passengers and leads to a take-off distance of approximately 60 m. We can thus consider, for example non-limiting, taking off from a barge floating on a body of water. The aircraft according to the invention must then have all its openings watertight, which allows it to float if necessary. The lithium batteries mentioned above are subject to rare but random explosions. According to the invention, for the safety of passengers, they are not installed in their cabin, but they are carried by the wings and distributed along them. Preferably, according to the invention, these batteries are arranged below the wings and each enveloped in shielding open downwards, so that in the event of an explosion, the debris is ejected downwards, thus sparing the cell and the tailplanes, neighboring batteries and propellers. In addition, the fact that the batteries are carried by the wings has the advantage of limiting the moment of embedding of the wings in the fuselage to only the torque necessary to carry the cell and its load which only represents approximately a quarter of the weight. total flying. The aircraft according to the invention being an economical short-haul, it may not be pressurized. It must then imperatively, for the comfort and health of passengers, fly at an altitude below 3000 m. But at this altitude, very severe icing conditions often exist. According to the invention, the aircraft is then equipped with the system of mechanical wing de-icing jumpers described in patent FR 21 01 734. Furthermore, the aircraft according to the invention may be fitted with a cell parachute which can be multiple. In addition, it should be noted that the plane with very great finesse is an excellent glider. Given its great elongation which leads to a large wingspan, the aircraft occupies a large surface area, also, according to the invention, the wings can be folded totally or partially. The aircraft according to the invention does not include any fuel nor flammable materials, the heating of the cabin, for the comfort of the passengers, can be ensured, according to the invention, by the circulation of heat transfer fluid transporting the heat from the electrical losses of the propulsion motors. In the example presented above, with an efficiency of the electric motors of 98%, approximately 7 kW would be available for heating the passenger cabin. There and a view from below of the aircraft according to the invention. There is a front view of the aircraft according to the invention. In reference to the , it is represented in (1) the landing gear with inertial energy storage, in (2) nacelles carrying part of the batteries, with in (3) their shielding opening downwards. At (4) are located wingtip nacelles receiving the rest of the batteries. In (5) are represented the mechanical de-icing jumpers, in (6) the propulsive propellers and in (7) the high-lift curvature flaps. In reference to the we distinguish: the landing gear (1) with inertial energy storage, the nacelles (2) carrying part of the batteries with their shielding (3), the standing wing nacelles (4) carrying the rest of the batteries, the mechanical de-icing riders (5), the row of propulsive propellers (6), the high-lift curvature flaps (7) and the balancers (8).