Lien hyperloop avec la catapulte électromagnétique

On m’a récemment posé la question du lien entre ce projet d’hyperloop miniature et le spatial. Au-delà de répondre que c’est un très bon moyen de transport potentiel sur la Lune ou sur Mars, il me semble que ça peut être une excellente brique de base pour un projet plus large de catapulte électromagnétique, comme le projet StarTram.

Nous allons implémenter sur la plateforme dans une prochaine itération la notion de sous-projet, que pensez-vous de créer un projet de catapulte électromagnétique dont cet hyperloop miniature deviendrait un sous-projet ?

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J’adore :heart_eyes: , j’ai plein de concepts à pour réaliser une catapulte électromagnétique pour CubeSats.

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Hello !

du point de vue technique, il y a masse de concepts discutés dans le livre blanc Hyperloop.

ça répond même à des problématiques qu’on n’image pas forcément !

  • Nico

Je viens de voir cette news qui date de début 2018 à propos de Spinlaunch, une startup qui travaille sur une catapulte magnétique avec accélération dans une boucle. Peu d’informations publiées pour le moment, mais ça montre qu’on n’est pas seuls à avoir ça derrière la tête, et à travailler sur le sujet. Certains estiment donc que ça peut devenir un système de lancement viable !

Salut Damien,

Le choix de la boucle dans le cas de Spinlaunch est surprenant.
Lorsqu’on s’intéresse au sujet, on arrive assez rapidement à la conclusion qu’une difficulté majeur de ce projet vient de la force centrifuge et que la configuration la plus performante consiste en un arc de cercle orienté vers le haut.

Si je reprends les paramètres du projet StarTram Generation 1 du premier message, soit 30g et 8780m/s, j’arrive aux paramètres suivants:
Soit la force centrifuge a=v^2/r
Pour a = 300m/s^2 (30g), on a:
a*r=v^2
r=v^2/a
r=8780^2/300
r=256961m
Soit un rayon d’environ 257km, ou encore 1614km de circonférence.

Avec un tunnel linéaire pour une même accélération on a:
d=a/2 * t^2 et v=a*t
Soit t = 8780/300 = 29.266s
et d = 300/2 * 29.266^2 = 128480m
Soit une longueur de tunnel de 128km vs 1614km
La configuration linéaire présente une économie d’un facteur 12!

Reste le problème de l’angle d’élévation. Il faut courber le tunnel vers le haut, mais avec un rayon suffisamment élevé, toujours à cause de la force centrifuge, donc creuser profond.

La longueur du tunnel est inversement proportionnelle à l’accélération supportée par le satellite. On a donc intérêt à augmenter les g. Si on passe à 100g ce qui reste supportable mécaniquement, on réduit la longueur à 38km.

Les trois autres points difficiles sont: la décélération dans l’atmosphère, l’échauffement du projectile et l’interface entre le tube sous vide et la sortie.

Les deux premières difficultés sont inversement proportionnelles à l’échelle du projectile et à l’angle d’élévation, la durée de passage dans l’air étant inversement proportionnel à celui-ci.

L’échauffement est un problème majeur. Wikipédia donne 30kw/cm^2 à dissiper ce qui est déjà énorme, alors que le coefficient de traînée (Cx) indiqué est de 0,09, ce qui me semble très optimiste en supersonique. Il me semble sauf erreur que le Cx du Concorde passe autour de 1 lors du passage en mode supersonique, l’écoulement de l’air passant du mode laminaire à turbulent. Quelqu’un du CNES pourrait peut-être confirmer? :slight_smile:

Hello Cédric, comme nous en avions discuté, est-ce que tu as pu te pencher un peu plus sur les grandes étapes qui permettront de passer de l’hyperloop miniature à la catapulte miniature ?
En les documentant sur la plateforme, ça permettra de poser les bases pour soumettre le projet au support financier de Fédération.

Bonjour @damien.hartmann,

Tout d’abord, voici comment j’imagine le système de la catapulte électromagnétique: 3 sections distinctes pour séparer les différentes phases de l’envoi du chariot dans l’espace.

  • Une gare de chargement pour pouvoir monter facilement le chariot dans le circuit
  • Un anneau d’accélération pour rendre le système compact et optimisé
  • Une section de lancement, dont la principale difficulté va être de s’assurer que le chariot passe du vide à la pression ambiante sans dommage

Ainsi, on peut rapidement constater que la catapulte EM fait intervenir tous les éléments nécessaires à la fabrication d’un miniloop train à lévitation magnétique miniature. De là découle naturellement la roadmap qui devrait s’étaler sur cinq ans au rythme où vont les choses:

Enfin, si tu peux excuser mon temps de réponse j’ai eu de nombreuses choses à gérer ces derniers temps.

@christophe.juillet: Tes calculs sont super intéressants, et ils (dé)montrent que la catapulte EM ne fonctionnera pas en version “full lanceur”. Quitte à concrétiser nos rêves, on peut imaginer:

  1. Une version aéroportées de la catapulte EM. (Un avion stratosphérique en guise de premier étage et Envoi uniquement du juste minimal en orbite)
  2. Une section de lancement greffée à une montagne (dont le sommet du canon est sur le Mont Blanc ou l’Everest): A nous les sommets !
  3. La catapulte EM joue le rôle uniquement de 1er étage de la fusée: Le chariot dispose d’un moteur-fusée pour mettre la charge utile en orbite.

Je rêve beaucoup à la 1 et la 2, mais la réalité sera certainement la 3…

Génial, exactement ce qu’il fallait ;o)
Est-ce que tu peux publier cela sur la page dédiée au projet sur la plateforme ?

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C’est fait, en revanche c’est dommage qu’on ne puisse pas mettre d’illustration sur la page de description des projets.

C’est parce que tu as édité le résumé plutôt que le contenu de la page. Je te recommande de ne laisser qu’une phrase en résumé, puis d’éditer le contenu, tu pourras ajouter des illustrations.

La principale difficulté dans ce type de projets vient du frottement de l’air et du mur de la chaleur qui en résulte.
Ce problème n’existerait pas avec une installation lunaire. Il deviendrait alors inutile de construire un tunnel sous vide. Un simple rail en surface suffirait.

La réponse à ce problème est la MHD gaz:

https://fr.wikipedia.org/wiki/Magn%C3%A9toa%C3%A9rodynamique

Le principe consiste à envelopper le projectile d’un plasma qui va se comporter comme un superfluide qui ne lui opposera pas de résistance, contrairement à l’air.
Le tunnel serait alors remplacé par un rail de surface qui propulserait un lanceur MHD réutilisable en lui transmettant l’énergie cinétique nécessaire.
La MHD est une technologie militaire de pointe, domaine de prédilection des Russes.
C’est un peu ambitieux pour un projet amateur, mais ça a le mérite du possible. :slight_smile:

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