Compléments d'informations sur les lifters:

Puisqu'un lifter produit un plasma léger, un plasma froid, un plasma dans lequel peu de molécules sont ionisées, il doit pouvoir trouver assez de molécules à ioniser jusqu'à des altitudes très importantes; dès lors pourquoi est-il si sensible à l'altitude comme il est dit à la page: une mise au point 3?

Reprenons la formule de la poussée d'un moteur fusée: F = Dm * V + (Ps - Pe) * S, avec:
Dm = débit massique.
V = vitesse d'éjection.
Ps = pression de sortie.
Pe = pression extérieure.
S = surface de la sortie de la tuyère.

L'efficacité maximale est atteinte lorsque toute la pression statique utilisable à été convertie en vitesse d'éjection, et que, par conséquent, Ps = Pe; dans ce cas,la formule de la poussée devient: F = Dm * V ( la poussée F est égale au débit massique Dm multiplié par la vitesse d'éjection V).

Si je veux augmenter la poussée de mon moteur, j'ai donc deux solutions:
Soit augmenter le débit massique, soit augmenter la vitesse d'éjection.

- Imaginons que je change de propergols; de telle manière que désormais les gaz éjectés aient une masse moléculaire double, tout en conservant la même vitesse d'éjection; le débit massique est donc lui aussi doublé, et la poussée de même.

Chaque molécule éjectée est deux fois plus massive, mais avec la même vitesse d'éjection; son énergie cinétique (1/2 mv²) est donc doublée.

L'énergie cinétique totale du jet de gaz du moteur fusée (qui est la somme des énergies cinétiques de chaque molécule qui le compose) a donc doublé.

On obtient donc, dans ce cas, une poussée double pour une énergie double.

- Imaginons encore un autre changement de propergols; avec cette fois pour conséquence un doublement de la vitesse d'éjection mais une conservation du débit massique (donc, encore une fois un doublement de la poussée).

Que devient l'énergie cinétique des gaz éjectés ?

La formule de l'énergie cinétique (E = 1/2 mv²) nous apprend qu'elle varie comme le carré de la vitesse (v²), donc si on double la vitesse, on quadruple (2² = 4), l'énergie cinétique.

Cette fois, pour une poussée double, on a une énergie quadruple.

En conséquence:

Pour doubler la poussée en doublant le débit, il faut deux fois plus d'énergie.
Pour doubler la poussée en doublant la vitesse d'éjection, il faut quatre fois plus d'énergie!!!.

Si l'on recherche, pour la propulsion spatiale, des moteurs capables de produire des vitesses d'éjection les plus grandes possible c'est par soucis d'économie de carburant. En effet, aucun voyage lointain n'est envisageable avec des fusées consommant tout leur propergol en quelques minutes. Il est donc incontournable, pour consommer moins de pouvoir diminuer très fortement le débit massique, et du coup d'augmenter le plus possible la vitesse d'éjection, mais cela se fait au détriment du rendement énergétique.

C'est la raison pour laquelle les turbofans, qui accélèrent une plus grande masse à vitesse plus modeste que les turboréacteurs, sont plus efficaces et donc préférés chaque fois que c'est possible.

C'est aussi (en partie) pour cette raison que les propulseurs ioniques montés sur certaines sondes spatiales ont un si faible rapport poussée/consommation d'énergie.

En conséquence, ceux qui veulent expliquer le fonctionnement des lifters sur base de l'accélération des seuls rares ions produits, sont incapables d'expliquer l'importance de la poussée obtenue par rapport à la consommation, et, de plus,se persuadent à tort que l'altitude n'a que peu d'importance.

La vérité est que les ions attirés par la "jupe", ou le cadre inférieur du lifter si vous préférez, n'ont pas le temps d'atteindre de grandes vitesses entre deux collisions avec des molécules neutres, au cours desquelles ils cèdent chaque fois une grande partie de leur énergie cinétique à ces mêmes molécules neutres.

Dans l'ensemble, et tant que la densité de l'air reste importante, le transfert de quantité de mouvement entre les ions et les molécules neutres a pour résultat une mise en mouvement d'une assez grande quantité d'air à vitesse plutôt faible; ce qui donne un rendement bien meilleur que l'accélération de quelques ions à haute vitesse, mais nécessite un milieu suffisamment dense.

Les lifters fonctionnent donc nettement mieux à basse altitude, là où l'air est plus dense.

Encore autre chose, et en m'excusant auprès des rêveurs qui seront sans doute déçus, IL N'EST TRÈS PROBABLEMENT PAS ENVISAGEABLE DE CONSTRUIRE UN ENGIN VOLANT, BASÉ SUR LE PRINCIPE DU LIFTER, ET CAPABLE D'EMPORTER DES PASSAGERS COMME LE FONT NOS AVIONS!

VOICI POURQUOI:

Les lifters ont un rendement propulsif qui peut sembler relativement bon, à savoir: entre 1/2gr/W (très souvent), et 1gr/W (parait-il).

Toutefois, ce rendement n'est valable que pour les engins dont les caractéristiques de taille et de performance sont très proches des actuels lifters.

Pour des engins plus lourds, et plus grands, il faut, bien sûr, beaucoup plus de poussée; et pour des engins fabriqués avec autre chose que du bois très fin et très léger, il faut un bien meilleur rapport poussée/poids, et donc aussi poussée/taille.

La poussée de tout système basé sur l'accélération d'un fluide (fusée, turboréacteur, ou lifter, peu importe) s'obtient en faisant le produit du débit de fluide éjecté par la vitesse d'éjection (plus spécifiquement pour les turboréacteurs, et les lifters, on fait le produit du débit de fluide éjecté par la différence de vitesse donnée au fluide en l'accélérant).

Il faut donc soit augmenter la quantité d'air partiellement ionisé (débit), soit augmenter la vitesse du mélange air/ions.

Sauf à imaginer pouvoir ioniser des volumes d'air colossaux (je ne sais comment), il faudra obligatoirement s'orienter vers une augmentation importante de la vitesse d'accélération de l'air partiellement ionisé.

Un engin de type lifter capable d'emporter des passagers devrait donc obligatoirement accélérer l'air partiellement ionisé à des vitesses bien supérieures à celles des lifters bricolés.
Et c'est cela qui pose problème!
En effet, au delà de la nécessité d'utiliser, dès lors, des tensions encore beaucoup, beaucoup plus élevées, avec les risques que cela comporte, on va se retrouver confronté à un grave problème de rendement.

Rappelez-vous ce qui a été dit plus haut: lorsque l'on veut obtenir plus de poussée en augmentant le débit (donc la masse), l'énergie requise est simplement augmentée dans les même proportions, MAIS LORSQUE L'ON VEUT OBTENIR PLUS DE POUSSÉE EN AUGMENTANT LA VITESSE D'ÉJECTION, L'ÉNERGIE REQUISE AUGMENTE AU CARRÉ!!!

Pour des vitesses d'éjection 10 fois plus grandes (ce qui n'aurait rien d'exceptionnel), l'énergie consommée serait 100 fois plus grande, et le rendement tomberait dans une fourchette 0,05 à 0,1 gramme par watt ce qui est beaucoup, beaucoup trop faible.
voilà.....

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