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Bilan énergétique par passager

Messagede GEORGES70 » 09 Mar 2007, 21:47

Bonsoir,

Je me permet d'intervenir sur le volet "énergétique" de l'aérotrain en vous présentant les calculs suivants :

TGV

Puissance motrice..........9 500,00 Kilowatts
Masse totale en charge..... 450,00 Tonnes en Charge
Capacité max............... 400,00 Passagers
Vitesse de service......... 320,00 Km/h
Bilan masse / Passager..... 1,13 Tonnes
Bilan Puissance / Passager. 23,75 kilowatts


ROHR
Puissance motrice..........2 700,00 Kilowatts
Masse totale en charge..... 35,00 Tonnes
Capacité max............... 60,00 Passagers
Vitesse de service......... 240,00 Km/h
Bilan masse / Passager..... 0,58 Tonnes
Bilan Puissance / Passager. 45,00 Kilowatts


I 80 - ORLEANS
Puissance motrice..........1 700,00 Kilowatts
Masse totale en charge..... 32,00 Tonnes
Capacité max............... 80,00 Passagers
Vitesse de service......... 240,00 Km/h
Bilan masse / Passager..... 0,40 Tonnes
Bilan Puissance / Passager. 21,25 Kilowatts


I - 80 HV
Puissance motrice.........11 000,00 Kilowatts (Info PW)
Masse totale en charge.... 35,00 Tonnes
Capacité max.............. 80,00 Passagers
Vitesse de service........ 400,00 Km/h
Bilan masse / Passager.... 0,44 Tonnes
Bilan Puissance / Passager. 137,50 Kilowatts


Mon calcul affecte une norme de 120 Kg par passager pour parvenir a la masse totale en charge (lorsque celle ci n'est pas indiquée par le constructeur).

Le Bilan Puissance / passager divise la puissance motrice par la masse totale en charge et le multiplie par le bilan masse / passager.

Sous réserve que je ne me sois pas planté, on doit admettre que le TGV présente le meilleur ratio / passager transporter et donne une assez bonne idée de l'objectif que le windrider doit atteindre et dépasser... Je dirais : 400 Km / H de vitesse commerciale pour un rendement de 20 Kw par passager transporté soit... 2 MW max pour 80/100 Passagers...!?

J'ajoute une dernière chose. La grande force de l'aérotrain réside dans le cout ridicule de construction de sa voie et dans sa rapidité de déploiement géographique. L'examen de la solution proposée par Rohr nécessite une voie lourdement équipée que je subodore coûteuse... Il faudrait définitivement que le windrider embarque sa propre énergie motrice et sustentatrice afin d'être certain de préserver le faible cout infrastructurel du système. Probablement que le delta entre le cout de maintenance et d'amortissement d'une voie TGV par rapport à celle d'un aérotrain nous permettrait d'allouer un peu plus de marge sur la puissance... Cependant je pense que dans le pire des cas 25 Kw devraient être un maximum.

Je vous livre cette réflexion non pas pour enfoncer le projet, mais pour souligner les enjeux techniques que ce formidable concept doit surmonter pour vaincre l'obscurantisme technologique du TGV.
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Messagede Fabrice » 10 Mar 2007, 00:14

Je ne connais pas les abaques de calcul pour obtenir un résultat concret.

Mais je me rappelle de certains calculs sur les bancs d'école ou pour obtenir une valeur énergétique pour propulser un objet, il fallait aussi calculer son coefficient de pénétration dans l'air entre autre (ainsi que sa dilations linéaire de mémoire).

Bon ceci dit, je ne suis absolument pas doué dans le maniement des chiffres..... :(

Par contre pour votre calcul sur quel modèle de TGV avez vous pris les informations ?(vu la vitesse annoncée de 320 km/h il est assez récent). Pour que le comparatif soit plus précis il faudrais prendre le TGV "sortis" dans le laps de temps le le plus proche de la fin de l'aérotrain.

Il a toujours été acquis que le I80 HV était un modèle de test et préfigurais seulement le modèle en exploitation commerciale, qui vraisemblablement aurait été d'une motorisation moins gourmande. Les efforts porté sur la motorisation du S44 (suburbain) auraient certainement pu déboucher sur une adaptation à l'I80.

Georges, pouvez vous refaire le même comparatif mais avec les valeurs du TGV de l'époque ?
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Messagede GEORGES70 » 10 Mar 2007, 15:29

Bonjour à tous,

Voici les résultats obtenus sur 1 TGV 1ère génération ainsi qu'un Duplex "standard".


TGV SUD EST 1ere generation

Puissance motrice...........6 400,00 Kilowatts
Masse totale en charge... 435,00 Tonnes en Charge
Capacité max................ 386,00 Passagers
Vitesse de service......... 270,00 Km/h
Bilan masse / Passager.. 1,13 Tonnes
Bilan Puissance / Passager 16,58 kilowatts


TGV duplex

Puissance motrice.......... 8 800,00 Kilowatts
Masse totale en charge.. 455,00 Tonnes en Charge
Capacité max............... 512,00 Passagers
Vitesse de service........ 320,00 Km/h
Bilan masse / Passager 0,89 Tonnes
Bilan Puissance / Passager 17,19 kilowatts


Je tiens à préciser ici que je considère un bilan de 120 Kilogrammes par passager, le total étant arrondi à quelques tonnes supérieurs pour intégrer la nourriture du restaurant et quelques passagers "lourds"...

Voici les sources utilisées :

http://www.jet-engine.net/civtsspec.html
http://www.jet-engine.net/civtfspec.html
http://www.train-rail.com/materiel/tgv/ ... index.html


Je pense que ces chiffres peuvent être une bonne aide pour définir les objectifs technologiques que nous devons surmonter.

Tout cela doit être pondéré et ne représente rien de plus qu'une base de réflexion stratégique.

Pour ce qui est du calcul de puissance, je ne fais que prendre celui annoncé sur les spécifications techniques. C'est la puissance de base nécessaire pour vaincre les paramètres tels que la résistance de l'air ou la force des frotements divers (rails, caténaires etc...).

A nous d'ajuster les paramètres de l'aérotrain "nouvelle version" afin d'obtenir un coefficient par passager transporté acceptable au regard des avantages proposés.
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Messagede GEORGES70 » 10 Mar 2007, 15:54

Ah, dernière chose, pour le I 80, j'ai utilisé le raisonnement suivant :

Turmo IIIC3 : 1480 Cv = environ 1 100 kW
Auxquel j'ai rajouté un budget "sustentation" de 600 Kw

Pour information.

La solution du I 80 semblait donc relativement compétitive en l'état si l'on se borne à considérer le seul facteur du budget "energétique" par passager transporté. Dans l'idéal il conviendrait de maintenir la même configuration (si ce n'est l'améliorer) tout en portant la vitesse à 300 KM/H...?
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Messagede Fabrice » 11 Mar 2007, 00:51

Merci Georges de cette nouvelle étude.

De mémoire, la calcul de la forme du TGV, prends en compte la possibilité de parcourir une certaine distance sur son ère, économisant un tant soit peu l'énergie nécessaire à garder sa vitesse, lors d'une phase à allure constant.

Notre I80 dans ses deux versions, n'avait pas l'aérodynamique du TGV, ni même, pour rester en famille de l'aérotrain 02, le Rohr en ce point précis était mieux logé que l'I80.

L'amélioration du bilan énergétique ne se fera pas sans repenser l'aérodynamique de la rame et il y a un point noir à repenser, c'est les ouies d'entrée d'air.
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Messagede GEORGES70 » 11 Mar 2007, 20:40

La faible capacité ne plume pas nécessairement les aérotrains.

Le TGV suppose de considérables coûts d'investissements. Pas question d'établir donc des liaisons sur des villes "secondaires". On se concentre sur de grandes métropoles et on massifie à fond...
Une faiblesse essentielle du TGV repose sur la croissance très lente de son maillage due à l'échelle économique "phénoménale" des infrastructures à créer et à maintenir.

Pour l'Aérotrain, en tout cas pour sa phase de redémarage, je verrais une stratégie toute différente. Par exemple on pourrait raisonner sur l'axe Lyon Grenoble ou tout axe pan regional qu'il conviendrait de valoriser. .. Disons une distance comprise entre 100 et 200 Km. J'ai récemment lu que la liaison grande vitesse Lyon Chambéry couteraît pas moins de 3 Milliards d'euro. Pourquoi ne pas lancer une étude comparative ?


Pour ce qui est de la capacité des rames, il convient de noter que nous ne sommes pas limités par aucun gabarit ferroviaire ou aérien. Une section Ovoïde ne permettrait elle pas d'augmenter sensiblement le nombre de passagers tout en augmentant un effet de sol dont l'engin pourrait bénéficier ?

Je pense que l'appareil devrait embarquer sa propre réserve énergétique et force motrice. Le "rail" doit rester passif. ... Et le coût infrastructurel ridiculeusement faible.

Je pense que nous devons concerver en ligne de mire les deux points faibles de notre adversaire. Enfin, si le bilan énergétique par passager s'entend de 17 ou 20 Kw.. La question de rames de 150 ou 80 personnes ne se pose pas vraiment.
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Messagede Damien D. » 12 Mar 2007, 20:53

suite un a soucis de chargement de la page, j'ai cru que j'avais posté deux fois ce message, mais en fait non, alors j'ai malencontreusement supprimé le doublon qui n'en était pas un.

Enfin bref, le message qui suit s'intercale entre celui de Fabrice (10-03-2007 - 23:51:19) et celui de Georges (11-03-2007 - 19:40:57)


"Ha, voila un comparatif interessant!

Remarquez que ce qui "plume" les Aérotrains, c'est bien sur leur faible capacité.
Les moyens de propulsion d'époque n'était pas très optimisés aussi, de même que, comme dit précédement, l'aérodynamique. M'enfin c'était des prototypes.

Il va de soit qu'avec un moteur linéaire actuel et une aérodynamique soignée (il y a eu d'immense progres dans le domaine depuis 30 ans), les performance énergétique vont tres probablement etre tres bonne.
Et, oui, les ouïes sont de véritables parachutes... De toute facon, pour faire une rame, je suppose il est exclu de placer les ouïes a l'avant des véhicules. Ca marcherait pour le premier véhicule, mais pour les remorques...?"

désolé d'avoir mis le bazard dans la discussion :/
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Messagede Fabrice » 12 Mar 2007, 22:47

Question vraisemblablement archi bête, mais tant pis je me lance :D

Dans l'absolu, comment pourrais se comporter une rame équipée d'une pile à combustible ?
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Messagede Damien D. » 13 Mar 2007, 11:05

Elle n'avancerait pas d'un milimetre.
Et pour cause, une pile de 3MW pèse (théoriquement) 250 tonnes.
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Messagede GEORGES70 » 13 Mar 2007, 13:01

Je crois qu'il ne faut pas hésiter à sortir de visions par trop dogmatiques.

Que reproche t on aux turbines et autres turbopropulseurs. Leur consommation ? Non, pas vraiment, on leur reprochait en 74 le fait qu'ils consommaient un sous produit du pétrole coûteux en plus d'être polluant. Rien empèche cependant de faire tourner un moteur quelqu'il soit avec un bio carburant convenablement choisi...

Le bruit ? J'avais lu quelque part que le bilan sonore du TGV était équivalent si ce n'est supérieur à ce lui du I 80. Pire avec l'évolution des dispositifs d'assourdissements et les progrès techniques réalisés je ne serais pas surpris qu'un I 80 ou "I 150" revisité soit au bilan moins bruyant que son cousin à roues.

Pour finir, en ce qui concerne la motorisation, ou la génération énergétique de bord, je me demande si nous ne pourrions pas nous intéresser à la solution suivante :

http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=3768

Car après tout, le but du jeu et de convertir une forme énergétique stockée "chimiquement" en une énergie mécanique non ? De là on a deux solutions, un stockage " a bord" avec une exploitation optimisée un maximum. Ou bien un apport énergétique externe, sachant que celui ci implique nécessairement un déperdition durant sa phase de transport...En plus d'un surcoût sur les frais d'infrastructure/maintenance.

Je ne pense qu'il faut se libérer des a prioris et ne rejeter aucune solution puisse elle être exotique ou inhabituelle... A ce sujet, pensez vous de faire avancer un aérotrain grâce à l'effet Biefield Brown ?
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Messagede Damien D. » 13 Mar 2007, 20:06

Pour le bruit du TGV, je suis d'accord... a pleine vitesse.
Mais qu'en est il d'un Aérotrain a turboréacteur circulant en pleine ville a petite vitesse, a l'aproche d'une gare?
Dans ces conditions, le TGV n'est pas plus bruyant qu'un train normal, autant dire qu'on entend que le bruit de roulement.
Reste a savoir si un turboréacteur au ralenti fait moins de bruit qu'un train a basse vitesse. J'en doute.

Ha, le générateur a piston libre.
Solution interessante de prime abord, sauf qu'il ne faut pas oublier qu'il s'agit plus ou moins de 2 temps diesel. Au bruit assourdissant et insuportable parcequ'il s'agit de pulsations. Le tout faisant subir des vibrations horrible a toute la structure.
Type de générateur testé de 1961 a 1963 par la SNCF sur les CC80001 et CC80002 (2 exemplaires uniquement). Infructueusement testé, pour etre préci.
Bon apres je suppose que les techniciens qui ont remis ce systeme au gout du jour on du l'optimiser un peu et enfin en faire quelquechose de mature.

Une propulsion par effet Biefeld–Brown? A ce que j'en sais, ca ne marche que pour quelques grammes, non?
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Messagede GEORGES70 » 13 Mar 2007, 23:45

Disons que je verrais plutôt une machine à turbopropulseur. Je ne suis pas sûr qu'il faille envisager l'intégration urbaine de l'aérotrain comme celle du TGV. Ce serait d'ailleurs le volet probablement le plus couteux du projet. On pourrait probablement considérer un parcour terminal effectué sur inertie en maintenant le seul coussin d'air. Ou pourquoi pas un "train d'atterissage" clampé sur le rail central tirant à vitesse raisonnable le véhicule pour son parcour terminal... A voir donc...

Pour ce qui est du générateur à piston libre, je pense que nos amis allemands peuvent avoir fait une percée majeure. Quoiqu'il en soit je ne vois aucune raison de se méfier de cette annonce. Les technologies des années 60 / 70 nous enseignent que le I 80 est très largement perfectible. Il en est très probablement de même pour ce concept... Et pourquoi pas ne pas y penser comme source énergique embarquée ???

Pour ce qui est de l'effet Biefeld-Brown, j'aurais le même raisonnement. Je ne sais si cet effet pourrait être suffisant pour mouvoir le véhicule. Ceci dit, les expériences actuelles se concentrent toute sur un système assurant le vol et le déplacement. J'avais pour mémoire un gars qui raisonnait sur l'utilisation d'un tel effet pour le déplacement de dirigeables.... Son argumentation ne semblait pas nécessairement déconnante, d'autant plus que l'effet était supposé permettre une suppression quasi totale de la trainée aérodynamique. Encore une fois, je ne suis ni ingénieur, ni technicien dans ces domaines. Seulement modeste témoin de mon temps et curieux de tout, je pose la question de savoir si la chose pourrait être imaginable, voire, là aussi, modelisable... Il nous faudrait un spécialiste dans ce domaine aussi...

Pourquoi ne pas lancer des appels sur diverses université de France et tenter de constituer un réseau de compétences qui raisonnerait tant sur des options "de ruptures" que sur des options "conventionnelles" ?
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Messagede Damien D. » 14 Mar 2007, 11:33

Par inertie, pourquoi pas? Mais ca manquerait de souplesse, imaginez plustot, la rame doit s'arreter ou une bourasque de vent la ralentie, elle repart comment?
Et je ne suis pas trop d'accord sur le fait que l'intégration urbaine d'un Aérotrain soit difficile, les voies étant sur piloti, elle peuvent probablement etre construites au dessus du réseau férroviaire existant. Ca serait évidement plus couteux que de construire en rase campagne, mais ca n'as rien d'impossible (contrairement a ce que pouvait dire les détracteurs de l'époque).

Je pense que pour des raison de sécurité évidente, une propulsion de secours, la plus simple possible, est nécessaire. Donc tres probablement des moteurs électriques sur des roues a pneumatique préssés sur le rail, qui assurerait un déplacement a 20km/h environ, afin, par exemple, de pouvoir dégager une voie en cas de panne de la propulsion principale. Et, pourquoi pas, d'assurez totalement les déplacement a petite vitesse (en quai de gare, en dépot..).

Si l'équipe Allemande a réussi a débarrasé le concept du générateur a piston libre de tout ses défauts (vibration, bruit, etc) il pourrait faire un tres bon générateur embarqué en effet.

C'est dommage qu'il n'y ai pas plus de scientifiques interessés par l'effet Biefeld-Brown. Apres tout, il n'est même pas expliqué théoriquement!
Par contre je ne vois pas trop comment suprimer la trainée aérodynamique de quoi que ce soit avec ce principe, vu qu'a ce que je comprend, c'est "juste" un propulseur électrique qui converti l'énergie électrique en déplacement d'air.
Si le rendement de cette curiosité pouvais etre amélioré, ce principe pourrait largement remplacer les turbopropulseurs/réacteurs d'avion, et, bien sur, propulser un Aérotrain.
Par contre il n'as pas l'air tres économique, il faut 20W pour soulever un objet de quelque grammes =)

Ca me parait nécéssaire que de "recruter" des persones compétente dans tout les domaines que le projet nécéssite. C'est un gros travail d'information et de médiatisation, mais nécessaire.

Par contre, même si tout peut etre envisagé, il vaut mieux éviter d'etre trop novateur, histoire de ne pas retomber sur les même problèmes psychologique auquel l'Aérotrain a été confronté a l'origine.
Je ne pense pas qu'un véhicule se déplacant a 600km/h par l'intermédiaire d'un mécanisme au fonctionement non-expliqué qui nécéssite un champ électrique de 30MV soit psychologiquement bien recu =)
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Messagede GEORGES70 » 14 Mar 2007, 14:44

A mon humble avis, l'aérotrain a peut être plus péché par un mauvais placement marketing que par un excès d'innovation. Je pense qu'à trop vouloir s'aventurer sur le terrain du chemin de fer, l'aérotrain a présenté un profil par trop vulnérable aux critiques. Je dirais qu'au contraire, il ne faut pas avoir peur d'innover et de valoriser "raisonnablement" des technologies de rupture.

Maintenant pour l'effet Biefeld Brown, faudrait il encore que le déplacement d'une rame de 60 / 70 tonnes soit faisable. Si tel était le cas... Ben faudra recruter un bon chargé de communication (ça tombe bien, j'en connais un...).
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Messagede GEORGES70 » 27 Avr 2007, 14:23

Un bail que je ne suis pas passé par là...

Quoi de neuf ?
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