EMALS

EMALS (acronyme de l'anglais Electromagnetic Aircraft Launch System) est un système développé par la marine des États-Unis qui permet le catapultage des aéronefs à bord d'un porte-avions à l'aide d'un moteur linéaire à induction électromagnétique.

Cet article concerne la catapulte électromagnétique d'aide au décollage d'avions. Pour la méthode de lancement spatial sans fusée, voir Catapulte électromagnétique.

EMALS

Schéma d'une catapulte EMALS.
Domaine d'application Catapultage
Carburant Électricité
Puissance maximale 122 MW
Masse 225 000 kg
Dimensions 425 m3

Cette technologie permet de réduire les efforts subis par le fuselage de l'appareil lors du catapultage car l'accélération se fait graduellement contrairement aux catapultes traditionnelles, utilisant la vapeur comme énergie et dont l'accélération est plus irrégulière.

Les avantages sont nombreux : une masse réduite, un coût moins important et une maintenance plus facile. Ce système est capable de propulser des avions qu'ils soient lourds ou légers et permet une économie d'eau et donc d'énergie (désalinisation, vaporisation de l'eau…)

Design et développement

Le système EMALS est développé par l'entreprise General Atomics pour le compte de l'U.S. Navy et de ses porte-avions de nouvelle génération de la classe Gerald R. Ford.

Moteur linéaire à induction

Le dispositif utilise un moteur linéaire à induction électromagnétique (LIM), qui se sert de courants électriques pour générer des champs magnétiques propulsant un chariot posé sur un rail[1]. Le système consiste en quatre éléments[2]. Le moteur linéaire dispose d'une rangée de stators munis de bobines et qui fonctionne comme un induit de moteur normal. Quand le moteur est alimenté, il accélère le chariot situé sur le rail. À tout moment, seule la partie du stator où est présent le chariot de poussée est alimentée. Le dispositif peut accélérer un avion de 45 000 kg jusqu'à 240 km/h sur un rail de 91 mètres[1].

Stockage de l'énergie

Le moteur consomme une importante quantité d'énergie électrique en quelques secondes, plus que ce que le navire peut fournir. Pour résoudre ce problème, le système puise de l'énergie au bateau et la stocke à l'aide de quatre volants d'inertie[3]. Chaque volant peut stocker jusqu'à 100 mégajoules et peut être rechargé en 45 secondes, plus rapidement qu'avec un système à vapeur[1].

Conversion de l'énergie

Au déclenchement du système, l'énergie emmagasinée par les volants d'inertie est convertie en électricité par des alternateurs et passe par un cycloconvertisseur[1]. Le cycloconvertisseur fournit une fréquence et une tension contrôlées au moteur. Ce faisant, seule la partie du stator où est présent le chariot de poussée est alimentée et ce tout le long de sa course[3].

Commandes de contrôle

Des capteurs à effet Hall sont placés sur toute la longueur de course du chariot pour s'assurer de l'accélération désirée. Le système EMALS maintient une force de remorquage constante ce qui réduit les contraintes subies par la structure de l'avion[1].

Dates de développement
Un F-A-18E Super Hornet propulsé par le système EMALS lors d'un test au Naval Air Systems Command à Lakehurst le 18 décembre 2010.

Avantages

Comparé aux traditionnelles catapultes à vapeur des porte-avions de type CATOBAR, le système pèse moins lourd, occupe moins d'espace, requiert moins de maintenance, est plus fiable, se recharge plus rapidement et consomme moins d'énergie. Les catapultes à vapeur utilisent près de 614 kg de vapeur par lancement et disposent de nombreux sous-systèmes mécaniques, hydrauliques et pneumatiques[3]. Le dispositif EMALS n'utilise pas de vapeur, ce qui le rend intéressant pour les projets de navires tout électriques[12]. Le système peut être configuré avec précision selon le type d'appareil, que ce soit le catapultage d'un avion de chasse lourd ou d'un drone[12].

Porte-avions utilisant EMALS

Les porte-avions de nouvelle génération de classe Gerald R. Ford seront équipés du système EMALS[13].

Le vice-amiral Yin Zhuo de la marine chinoise a annoncé en 2013 que les futurs porte-avions chinois du Type 003 seront pourvus d'un système de catapultage électromagnétique[14]. La Chine a lancé un programme de ce type fin 2011 et réussi son premier catapultage d'un avion de combat fin 2016[15].

Le porte-avions de nouvelle génération français, appelé à succéder au Charles de Gaulle en 2038[16], sera équipé d'un système EMALS[16].

Caractéristiques
  • Vitesse fin de course : 28–103 m/s
  • Énergie libérée : 122 MJ
  • Temps de cycle : 45 secondes
  • Masse : < 225 000 kg
  • Volume : < 425 m3

Notes et références
(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Electromagnetic Aircraft Launch System » (voir la liste des auteurs).
  1. (en) Bill Schweber, « How It Works » [PDF], .
  2. (en) System EMALS, General Atomics.
  3. (en) Doyle, Samuel, Conway, et Klimowski, « Electromagnetic Aircraft Launch System - EMALS » [PDF], .
  4. (en) « Navy launches first aircraft using EMALS », navair.navy.mil, 20 décembre 2010.
  5. (en) « USN undertakes first EMALS Hornet launch », Air Forces Monthly,‎ , page 18 (ISSN 0955-7091).
  6. (en) « EMALS launches first Goshawk », navair.navy.mil, 15 juin 2011.
  7. (en) « EMALS successfully launches first Greyhound », navair.navy.mil, 16 juin 2011.
  8. (en) « Navy's new electromagnetic catapult 'real smooth' », .
  9. (en) « New carrier launch system tested », .
  10. (en) « F-35C launches from emals ».
  11. (en-US) Mark D. Faram, « EMALS works! Carrier Ford completes first flight operations », Navy Times,‎ july 29 at 8:45 am (lire en ligne, consulté le ).
  12. (en) Christian Lowe, « Defense Tech: EMALS: Next Gen Catapult ».
  13. AVIATIONWEEK.COM Carrier Launch System Passes Initial Tests.
  14. (en) « Chinese aircraft carrier should narrow the gap with its U.S. counterpart », .
  15. Henri Kenhmann, « L’armée chinoise confirme le catapultage réussi d’un J-15 sur EMALS », sur www.eastpendulum.com, (consulté le ).
  16. « Discours de Florence Parly, ministre des Armées, Euronaval 2018 - Le Bourget », sur Ministère des Armées, (consulté le ).

Annexes

Articles connexes

Liens externes

(en) « Electromagnetic Aircraft Launch System - EMALS », GlobalSecurity.org.

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