Fin 2016, l’avion de voltige à propulsion électrique – Extra 330LE – conçu par la société Extra Aircraft a battu le record du monde pour un vol vertical en atteignant l’altitude des 3 000 mètres en seulement quatre minutes et 22 secondes, battant le record précédent de plus d’une minute.
Plus récemment, ce même avion a atteint une vitesse maximale d’environ 337,50 kilomètres par heure (km/h) sur une distance de trois kilomètres. La World Air Sports Federation (FAI) a officiellement reconnu ce record dans la catégorie “Avions électriques avec un poids au décollage inférieur à 1 000 kilogrammes.”
Alors que le monomoteur à hélice exécute des figures circulaires dans l’air quasi silencieusement, la quantité de puissance délivrée sous le capot du petit avion électrique demeure pour le moins impressionnant.
Cinq kilowatts par kilogramme
Ce chiffre exprime le rapport puissance / poids du nouveau moteur électrique de l’avion électrique Siemens. “Avec un poids de 50 kilos, il est capable de délivrer environ 260 kilowatts de courant en continue” a expliqué le Dr Frank Anton, responsable de l’équipe electric aircraft chez Siemens. “C’est un record du monde à ce stade. Les puissants moteurs électriques utilisés dans l’industrie ont un rapport puissance / poids d’au plus un kilowatt par kilogramme, et dans l’industrie automobile, ils atteignent au mieux 2 kilowatts par kilogramme.”
Pour rendre possible ce record du monde, les experts de Siemens ont perfectionné le moteur en tenant compte aussi bien de ses composants que ses limites techniques. Par exemple, ils ont pu réduire le poids du bouclier avant – un composant plutôt massif et lourd, absolument critique pour la sécurité et qui est exposé à des forces extrêmes – de plus de la moitié. Pour atteindre cet objectif, les experts ont développé un algorithme spécifique** qui a pratiquement désassemblé le bouclier avant en plus de 100.000 composants avant de simuler les forces agissant sur chacun d’eux.
Les ingénieurs de Siemens ont optimisé le moteur de à l’aide d’un logiciel de simulation mécanique (CAE). Ils ont également réussit à agir simultanément à la baisse sur plusieurs facteurs comme les émissions sonores, les émissions carbones (CO2) et le coût du cycle de vie.
“Nous sommes convaincus que l’entraînement électrique deviendra irremplaçable dans l’aviation” a expliqué Frank Anton du département central de recherche et de développement de Siemens et conforté par la décision de la Commission européenne de réduire les émissions totales de CO2 dans l’aviation jusqu’à 75% d’ici 2050. Pour Siemens, la seule façon d’atteindre ce taux face à l’augmentation constante du volume de trafic aérien reste la mise en oeuvre de nouvelles technologies.
Siemens et Airbus poursuivent un projet de coopération à plus grande échelle. Les deux entreprises veulent prouver la faisabilité technique des systèmes d’entraînement hybrides-électriques pour les vols régionaux, allant jusqu’à 100 passagers, d’ici 2020 – un développement qui nécessitera des puissances électriques de l’ordre de 10 mégawatts.
** à l’aide du logiciel de simulation NX Nastran CAE
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