Programme de recherche de Joby Aviation et la Nasa pour une nouvelle génération d’avions à multiples motorisations électriques ou hybrides.
Depuis quelques années, on compte plusieurs projets d’avions à motorisations électriques en cours de développement dans le monde. Parmi eux, le projet LEAPTech de la société Joby Aviation, en partenariat avec le Langley Research Center (LRC) de la Nasa. Cette étude porte sur la « réduction de la traînée via la répartition de la propulsion électrique », c’est-à-dire le soufflage de la voilure par une multitudes d’hélices tractives entraînées par des moteurs électriques. D’où le programme LEAPTech pour Leading Edge Asynchronous Propellers Technology.
L’objectif est d’augmenter le coefficient maximum de portance (Cz) en augmentant de façon importante la pression dynamique (vent relatif) autour de la voilure, à basses vitesses. Ceci doit permettre une réduction de la surface alaire afin de diminuer la traînée et obtenir un meilleur confort en zones turbulences grâce à l’accroissement de la charge alaire. Le tout sans perdre en performances de décollage et d’atterrissage.
Une comparaison théorique a pu ainsi être faite entre un Cirrus SR-22 et le futur Sceptor, un prototype en cours de construction sur la base d’un Tecnam P2006T, modifié au niveau de la voilure. Les deux appareils, quadriplaces, à la masse maximale similaire, se différencient par la voilure : plus de 11 m pour le SR-22 et 9 m pour le LEAPTech. L’allongement de la voilure du premier atteint le chiffre de 10, inférieur au 17,4 du second. Ce dernier dispose d’une charge alaire double pour une vitesse de croisière identique, aux alentours de 320/330 km/h.
Côté Nasa, à Langley, le programme d’études se poursuit donc sous le nom de Sceptor pour Scalable Convergent Electric Propulsion Technology and Operations Research. L’objectif est de développer des avions à propulsion électrique, plus silencieux, plus efficaces et polluant moins. Le prototype de faisabilité sera donc issu d’un bimoteur Tecnam P2006T, appareil évalué en vol courant septembre 2015, avec sa voilure standard et ses deux Rotax 912S, afin de le comparer par la suite au Sceptor.
L’an passé, des essais ont porté sur la future voilure accueillant une série de moteurs électriques placés au bord d’attaque. Ainsi, en modifiant un avion déjà connu, les ingénieurs pourront comparer les performances atteintes par les deux versions. Les essais de « soufflerie terrestre » ont porté sur la voilure « sans » puis « avec » les hélices, grâce à un montage d’essai mis à la bonne vitesse (jusqu’à 130 km/h environ) via à un poids-lourd. Ont ainsi pu être mesurés la portance, la traînée, les moments en tangage et roulis.
L’aile d’essai réalisée en fibres de carbone a ainsi reçu 18 moteurs électriques, alimentés par des batteries lithium-ion phosphate. Les résultats préliminaires ont révélé que toutes les motorisations permettent de doubler le coefficient de portance à basses vitesses par rapport à la voilure standard, soufflée localement par les bipales accouplées aux Rotax. Ces essais sur le terrain seront confrontés aux simulations numériques déjà réalisées auparavant.
Le premier vol du Sceptor est programmé pour 2018. Pour les ingénieurs de la Nasa, ce sera une première étape car ils envisagent déjà par la suite un avion de 9 places avec une motorisation électrique (500 kW soit environ 700 ch). Ce prototype pourrait voir le jour dès 2019. ♦♦♦
Photos © Nasa