Le rôle de la propulsion hybride dans l’extension de l’endurance des missions des drones

Ce qui vient à l’esprit lorsque la plupart des gens pensent aux drones est probablement un drone, et en effet, de nombreux drones sont des véhicules plus petits et non pilotés. Cependant, tous les drones ne sont pas des drones au sens strict, car il peut s’agir d’équipements très complexes et très sensibles utilisés par les militaires dans le cadre d’un déploiement stratégique. 

L'un des plus célèbres et emblématique Les drones à ce jour sont les Prédateur General Atomics MQ-1, qui consommait jusqu'à 100 indice d'octane de carburant pour moteurs d'avions à pistons et a été utilisé avec beaucoup d'efficacité par l'armée américaine en Irak et en Afghanistan. Sa force cruciale était qu'il pouvait rester en vol pendant des heures, réduisant ainsi les risques pour les pilotes lors de la collecte d'informations et, dans certains cas, du lancement de missiles. 

Propulsion du drone

Propulsion hybride permet à un véhicule de combiner plusieurs sources de carburant ou d’énergie pour améliorer les performances. Tout comme une voiture hybride utilise l’énergie électrique et l’essence, un drone peut utiliser un moteur à combustion interne (ICE) et l’énergie électrique pour se propulser vers l’avant. 

Les avantages et les inconvénients de l’utilisation d’un ICE dans un drone comprennent : 

Avantages

• Les moteurs à combustion interne sont idéaux pour les situations où les drones ont besoin de puissance pendant une période ou une mission prolongée. 

• ICE permet un ravitaillement facile et rapide. Le réservoir peut être rempli immédiatement à leur retour et ils peuvent être renvoyés rapidement. 

• Les moteurs ICE fournissent beaucoup de puissance, ce qui permet aux drones de transporter des charges plus lourdes. 

Inconvénients

• Les moteurs ICE nécessitent un entretien et des réparations réguliers pour continuer à fonctionner. Ils peuvent également être plus difficiles à réparer car les systèmes ICE sont complexes. Ces deux éléments signifient qu’un drone fonctionnant sur alimentation ICE pourrait ne pas être disponible en cas de besoin. 

• Les moteurs ICE peuvent être bruyants, ce qui les rend impropres aux travaux d'espionnage et de couverture. 

• Les systèmes ICE peuvent être lourds, ce qui peut avoir un impact sur la vitesse et la portée du drone. 

Qu'est-ce qu'un moteur à combustion interne (ICE) ?

Dans le contexte des drones, ICE est l’abréviation de Internal Combustion Engine. Les moteurs à combustion interne fonctionnent en brûlant du carburant tel que l’essence ou le diesel. Pour pouvoir brûler ce carburant, un ICE doit d'abord mélanger le carburant avec de l'air puis enflammer ce mélange. C'est l'énergie issue de cette réaction de combustion qui génère la puissance nécessaire à la propulsion d'un véhicule. 

Le moteur à combustion interne est un type de moteur utilisé depuis les années 1800, ce n'est donc certainement pas une idée nouvelle en soi. En fait, jusqu’à très récemment, lorsque nous avons commencé à utiliser l’énergie électrique pour la propulsion des véhicules, c’était la seule option de carburant utilisée pour de nombreux véhicules, y compris les avions et les drones aériens. 

Qu'est-ce qu'un système de propulsion électrique (EPS) ?

Les EPS, également appelés systèmes de propulsion électrique, sont, dans leur forme la plus simple, des batteries. Les drones tirent l’énergie dont ils ont besoin pour se propulser de ces batteries, qui leur permettent de voler. 

Source d'énergie électrique pour les drones

Il existe plusieurs sources d’énergie électrique que les drones peuvent utiliser : 

Batterie : 

La première, comme une voiture électrique, est une batterie. Une batterie est conçue pour stocker l’énergie électrique et la libérer pour activer et entretenir le système de propulsion du drone. Les drones RQ-4 Global Hawk utilisés par l’armée américaine utilisent des batteries lithium-ion pour la propulsion. 

Bornes de recharge : 

Certaines batteries sont rechargeables, ce qui signifie qu'en les branchant, vous pouvez recharger la source d'énergie électrique d'un drone, plutôt que de devoir remplacer la batterie. Par exemple, le Faucheur MQ-9 doit être rechargé après une mission. 

Solaire : 

Il est logique qu’un véhicule qui passe la plupart du temps dans les airs utilise des panneaux solaires pour recharger sa batterie. C'est précisément ce que font certains drones comme celui-ci faire.

Générateurs : 

Certains drones, comme ceux disponibles chez epropelled.com, sont conçus pour utiliser un moteur à combustion interne réduit pour faire fonctionner un petit générateur. Ce générateur peut être utilisé pour produire de l'énergie afin de recharger les batteries du drone pendant le vol. 

Les avantages et les inconvénients de l’utilisation d’un EPS dans un drone comprennent : 

Avantages 

• Les drones alimentés par EPS contiennent moins de pièces mobiles. Cela signifie qu’ils sont plus faciles à réparer qu’un drone fonctionnant sur un système ICE. 

• Les EPS sont beaucoup plus silencieux que les drones alimentés par ICE, ce qui les rend bien adaptés aux travaux d'espionnage et de couverture. 

• Les drones avec EPS peuvent être plus faciles à contrôler avec précision pour des tâches délicates et subtiles. 

Inconvénients 

• Les drones alimentés par EPS fonctionneront aussi longtemps que ceux alimentés par ICE, car les batteries s'épuisent plus rapidement que celles à essence. Cela signifie que les drones EPS ne conviennent que pour des missions plus courtes. 

• Les drones alimentés par EPS ne peuvent pas soulever autant de poids qu'une version propulsée par ICE, ce qui signifie que leur utilisation dans les zones de guerre et les zones de secours peut être plus limitée. 

• Les drones ESP reposent sur une technologie plus complexe, ce qui signifie qu'il y a plus de chances que cela se passe mal. 

• Les drones EPS doivent également être chargés après chaque mission. Cela signifie que leur délai d’exécution est plus long et pourrait entraîner des retards avant qu’ils puissent être à nouveau utilisés. 

Propulsion hybride de drone

D’après les informations ci-dessus, vous pouvez voir que les systèmes ICE et EPS offrent d’excellents avantages lorsqu’ils sont appliqués à la propulsion des drones. Cependant, vous pourrez également constater qu'il existe des inconvénients distincts à choisir les options d'alimentation ICE ou EPS pour la propulsion des drones. 

Qu’est-ce que la propulsion hybride d’un drone ?

La propulsion hybride d'UAV se produit lorsque des véhicules aériens sans équipage utilisent une combinaison d'ICE et d'EPS comme carburant. Les principaux avantages de la propulsion hybride des drones sont qu’elle leur permet de voler sur de longues distances tout en pouvant passer en mode silencieux lorsqu’ils atteignent leur cible. 

La bonne nouvelle est que de nombreux drones commencent désormais à utiliser des systèmes de propulsion hybrides combinant des moteurs à combustion interne et l’utilisation de l’énergie électrique. De cette manière, ils peuvent bénéficier des avantages des deux types de systèmes électriques tout en annulant certains des inconvénients majeurs présents lorsqu’un seul système électrique est utilisé. 

Examinons plus en détail les avantages de l'utilisation de la propulsion hybride dans le domaine des drones.

Avantages de l'utilisation de systèmes de propulsion hybrides dans les drones pour les missions militaires

• Endurance de mission accrue 

Le premier et peut-être le plus important avantage de l’utilisation de systèmes de propulsion hybrides dans les drones est qu’ils prolongent l’endurance des missions. 

L'endurance prolongée des missions d'UAV consiste à garantir qu'un véhicule aérien sans équipage peut rester dans les airs le plus longtemps possible. L'endurance de mission prolongée via un système d'alimentation hybride signifie que le drone utilise un petit moteur à combustion interne pour générer de l'électricité, qui est ensuite utilisée pour propulser le véhicule vers l'avant ou pour recharger ses batteries pendant qu'il est en l'air. Cela permet aux drones non seulement de parcourir de plus longues distances, mais également de couvrir plus de terrain et d'accomplir la tâche à accomplir sans avoir besoin de faire le plein ou de se recharger. 

• Flexibilité opérationnelle accrue

La flexibilité opérationnelle des drones inclut la capacité de décoller et d’atterrir sur une variété de terrains, la capacité de transporter une gamme d’outils et la capacité de voler dans toutes sortes de conditions météorologiques. 

Ce type de flexibilité opérationnelle est important car cela signifie qu’un seul drone peut être utilisé dans un plus large éventail de missions, y compris la livraison et la recherche et le sauvetage. Cela permet aux militaires d'économiser du temps et de l'argent, car ils n'auront pas besoin d'attendre un drone spécialisé pour une tâche particulière. 

Cette flexibilité opérationnelle accrue est obtenue en passant du gaz à l’électricité lorsque cela est nécessaire. Par exemple, par mauvais temps, le gaz fournira plus de puissance pour un décollage plus sûr, tandis qu'un drone pourra alors passer à l'énergie électrique pour rester activé et permettre des manœuvres plus délicates et plus réactives. 

• Furtivité accrue 

La furtivité dans un drone consiste à minimiser le risque qu'il soit vu ou entendu. La furtivité est importante, en particulier dans les applications militaires, car elle signifie que l'ennemi n'est pas alerté de la présence du drone et que la mission n'est pas compromise. La propulsion hybride peut aider les drones à atteindre meilleure furtivité car cela leur permet de passer à l’électricité, beaucoup plus silencieuse que le gaz. Cela signifie que le gaz peut être utilisé pour garantir que le drone puisse parcourir une longue distance pour atteindre sa destination, puis que l'énergie électrique peut être utilisée une fois arrivée, garantissant ainsi le maintien de la furtivité pendant l'exécution de l'objectif de la mission. 

• Meilleure efficacité énergétique

Efficacité énergétique est la vitesse à laquelle un drone consomme du carburant. Les drones électriques consomment du carburant plus rapidement, ce qui peut limiter leur autonomie. Cependant, lorsque l’énergie électrique est combinée au gaz dans un système d’alimentation hybride, les drones peuvent toujours parcourir de longues distances et passer plus de temps dans les airs sans avoir besoin de faire le plein. Cela signifie que les missions ne devront pas être terminées avant d'être terminées.