Electrifier le vol : les pionniers de la simulation en temps réel dans l'aviation
L'aviation commerciale, un secteur connu pour ses normes de sécurité strictes et son innovation prudente, connaît un changement transformateur avec la propulsion électrique. Une étape importante a été franchie le 10 décembre 2019, lorsque magniX, en collaboration avec Harbour Air Seaplanes, a effectué le premier vol commercial d'avion électrique au monde. Propulsé par le système de propulsion électrique de 560 kW de magniX, cet événement a marqué une nouvelle ère dans l'aviation où convergent durabilité et avancées technologiques.
Relever les défis de l'électrification
Malgré ses promesses, l'électrification des vols présente des défis importants. La densité Énergie du kérosène est plus de 40 fois supérieure à celle des batteries lithium-ion, ce qui crée des obstacles pour l'aviation électrique. Toutefois, magniX s'est attaqué à ces problèmes grâce à une électronique de puissance à haut rendement, à des moteurs électriques à forte densité de puissance et à des solutions de gestion thermique. Les liaisons régionales courtes, telles que celles exploitées par Harbour Air, constituent le banc d'essai idéal pour les aéronefs électriques. Ces vols permettent de valider les systèmes de propulsion électrique tels que le moteur magni500 dans des conditions réelles, prouvant ainsi la viabilité de l'aviation alimentée par batterie dans des applications pratiques.
La simulation en temps réel change la donne
La clé des progrès rapides de magniX est son utilisation des systèmes de simulation en temps réel d'OPAL-RT, qui rationalisent le développement et la validation des logiciels de contrôle de la propulsion électrique. Comme l'explique Akshat Yadav, ingénieur en électronique de puissance chez magniX :
L'objectif était de tester le logiciel de contrôle pour le vol dans un délai très court. Les systèmes OPAL-RT ont permis de modéliser et d'émuler rapidement le matériel pour la vérification et la validation.
Akshat Yadav
Ingénieur en électronique de puissance chez magniX
Cette capacité de simulation permet aux ingénieurs d'analyser virtuellement le matériel avant son intégration, ce qui accélère le développement tout en minimisant les risques et les coûts.
Une ingénierie innovante au service de l'efficacité
MagniX a utilisé le simulateur OP5707 d'OPAL-RT avec Power Electronics Toolbox (eHS) basé sur un FPGA pour intégrer et tester ses onduleurs magniDrive et ses moteurs magni-Series. En utilisant une approche itérative, l'équipe a d'abord émulé un simple modèle de charge R-L avant de passer à un modèle de moteur complet. Les mesures en temps réel et l'automatisation API basée sur Python ont permis d'améliorer l'efficacité, de réduire les erreurs et d'améliorer la validation du logiciel.
Pendant l'installation, l'équipe d'OPAL-RT nous a beaucoup aidés. Les connecteurs et les périphériques se sont parfaitement intégrés à notre module de contrôle et à nos unités de mesure.
Akshat Yadav
Ingénieur en électronique de puissance chez magniX
Ces outils de simulation avancés ont joué un rôle déterminant dans le développement de l'onduleur magniDrive, qui alimente l'eBeaver et l'eCaravan, les plus grands avions commerciaux entièrement électriques du monde.
La voie de l'aviation durable
L'aviation électrique présente un intérêt économique indéniable. Le vol d'essai de 30 minutes de l'eBeaver n'a coûté que 8,20 dollars en électricité, contre 135 dollars pour un appareil équivalent fonctionnant au carburant. Avec zéro émission en fonctionnement et des coûts nettement inférieurs, les avions électriques sont sur le point de révolutionner le transport aérien régional.
Les avancées de MagniX démontrent que le vol électrique n'est pas un rêve lointain mais une réalité imminente. En intégrant des outils de simulation en temps réel, l'entreprise a fait avancer l'électrification de l'aviation, prouvant que la durabilité et l'efficacité peuvent coexister dans le ciel.
Perspectives d'avenir
La technologie des batteries et l'électronique de puissance continuant à progresser, l'aviation électrique se développera au-delà des vols régionaux. Les succès des vols eBeaver et eCaravan de magniX indiquent une nouvelle trajectoire pour l'industrie. La simulation en temps réel restera une pierre angulaire, permettant aux ingénieurs de repousser les limites de l'innovation et de redéfinir le transport mondial. Avec des pionniers comme magniX, la convergence de l'Énergie et de l'électrification est prête à remodeler non seulement l'aviation, mais aussi l'avenir de la mobilité dans le monde entier.
Nous avons décidé d'utiliser OPAL-RT parmi d'autres choix de systèmes HIL en raison de leur utilisation répandue dans la recherche et l'industrie, de l'émulation rapide et précise du matériel complexe de l'électronique de puissance et de l'excellente assistance à la clientèle.
Akshat Yadav
Ingénieur en électronique de puissance chez magniX
