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Waverider open space

SURLERING.COM - OUTREMONDE - par Judas - - le 30/05/2010 - 4 réactions - Facebook Twitter Wikio print.jpg, 760B

 

 

Dans les années 1960, le projet mythique d’avion spatial X-15 donnait une moisson de données sur le vol hypersonique et la rentrée atmosphérique d’un véhicule piloté. Le X-15 était un avion fusée largué par un avion porteur B-52 capable d’atteindre un peu plus de 100 km d’altitude et mach 6,7. Après 199 vols, les résultats de cette campagne d’essais allaient donner à la Nasa l’engin volant le plus fabuleux construit par l’homme : la navette spatiale. Cette histoire se termine cette année. Une autre vient de commencer avec le premier vol du X-51 Waverider.


Le mercredi 26 mai 2010 restera comme une date historique dans l’histoire de l’astronautique. A dix heures du matin, au dessus de l’Océan Pacifique, non loin des côtes californiennes, un B-52 larguait un petit engin expérimental doté d’une propulsion révolutionnaire : le Scramjet.

 

 


Pour obtenir une forte poussée capable d’accélérer une masse importante à de très hautes vitesses, la solution imaginée par Konstantin Tsiolkovski à la fin du XIXe siècle, et encore utilisée de nos jours dans les moteurs fusées, était de combiner deux ergols (l’hydrogène et l’oxygène à l’état liquide) dans une combustion contrôlée. Le gros désavantage de cette méthode est qu’il faut emporter une masse d’oxygène très importante à l’intérieur de l’engin à lancer. Le Scramjet utilise l’oxygène de l’atmosphère pour la réaction chimique nécessaire à la combustion du carburant, en l’occurrence du kérosène tout ce qu’il y a de plus ordinaire. C’est la grande vitesse de l’avion lui-même qui fourni la quantité d’oxygène suffisante pour atteindre une poussée proche d’un moteur fusée, mais sans le désavantage de la masse supplémentaire d’oxygène. Durant ce premier vol, le Waverider a été accéléré jusqu’à mach 4,5 par un missile auquel il était couplé au moment du largage à partir du B-52. Les deux engins se sont séparés et le X-51 a allumé son Scramjet pour un peu plus de 200 secondes pour atteindre une vitesse de mach 5 à une altitude de 70 000 pieds. « Nous sommes très excités d’avoir accompli la plupart de nos buts durant ce tout premier vol hypersonique du X-51 » rapporte Charlie Brink, responsable du programme X-51 au laboratoire de l’Air Force sur la base de Wright-Patterson dans l’Ohio. « Nous mettons sur le même plan ce pas en avant dans la technologie des propulseurs au saut de l’après guerre entre les avions à hélice et les jets. »

 

 


Ce premier vol et les trois autres qui doivent suivre cette année sont le résultat d’un travail d’équipe incluant L’US Air Force, la Darpa, la Nasa, Boeing Phantom Works (pour la construction de l’avion) et Pratt & Whitney Rocketdyne (pour la construction du Scramjet). La première application pour cette technologie est un concept appelé "Prompt Global Strike", soit la capacité de frapper rapidement n’importe où sur la planète dans un délai de 60 minutes maximum. A l’issue de ce premier vol réussit, Barack Obama devrait approuver le lancement de ce nouveau programme de missile conventionnel. Une illustration du besoin de ce nouveau concept d’arme post guerre froide rappelle un ordre de tir donné en aout 1998 par Bill Clinton où un missile Tomahawk était arrivé une poignée de minutes trop tard et manqué Oussama Ben Laden. Dans ce nouveau type d’armes, la destruction des cibles se fait moins avec une charge explosive qu’avec l’énorme énergie cinétique à l’impact. En gros, si un enfant frappe dans un ballon et que vous le prenez dans les tibias, ça ne fait pas le même effet que si c’est la frappe tendue d’un footballeur professionnel.

 

 


Mais au-delà de ce projet à court terme de "Prompt Global Strike", le Scramjet pourrait révolutionner le transport « aérien » commercial et mettre un avion utilisant cette technologie à 90 minutes de vol de n’importe quel point du globe. Au milieu des années 1980, Ronald Reagan avait appelé au développement du X-30 « National Aerospace Plane », un véhicule devant démontrer un vol entre New-York et Tokyo en trois heures. Le projet a été abandonné mais les recherches de l’époque ont été poursuivies durant les mandats présidentiels suivants. Grâce à la modélisation informatique des écoulements d’air très complexes aux vitesses hypersoniques, les concepteurs du Scramjet ont relevé le défi lancé par Reagan. Un réacteur conventionnel comprime l’air qui entre à l’avant à l’aide de parties mécaniques mobiles, du carburant est ensuite injecté et enflammé, l’air chaud se dilate et produit une poussée dirigée vers l’arrière du moteur. Dans un Scramjet, aucune partie mobile ne comprime l’air, c’est la forme du véhicule lui-même qui comprime l’air à l’entrée du moteur.

 

 


Le développement du X-51 devrait également mener à la définition d’un nouveau concept d’accès à l’espace, plus flexible et moins coûteux. De futurs engins pourraient très bien décoller d’une piste conventionnelle avec des turbos-réacteurs conventionnels, croiser en supersonique avant de passer en propulsion Scramjet et atteindre mach 15 à très haute altitude. Ils basculeraient vers une propulsion en moteur fusée pour accélérer jusqu’à mach 25, vitesse de mise en orbite. Ce nouveau moyen d’accès à l’espace est sans doute déjà en projet avancé. Dans son discours de politique spatiale en avril dernier, Barack Obama donnait 2020 comme horizon pour un nouveau concept de lanceur, et Boeing est en première ligne pour la définition de ce concept. « We want to see something new » disait le président américain lors de ce discours. Comment ne pas être d’accord avec lui ?



Toutes les réactions (4)

1. 30/05/2010 18:20 - Emily

EmilyMerci pour cette actualité non relayée en France

2. 31/05/2010 01:34 - Nico

NicoN'étant pas un grand ingénieur aéronotique mais un simple étudiant de 19ans, je me pose certaines questions (probablement naïve pour des experts mais bon, comme le dit mon prof de droit civil, mieux vaut être con cinq minutes que le rester toute sa vie.).

Tout d'abord, si j'ai bien compris, l'avantage se situe au niveau de la vitesse? C'est certes très pratiques je n'en doute pas mais n'ayant jamais pris l'avion pour voyager d'un pays à un autre je ne me rend pas bien compte du temps que l'on pourrait gagner, est-ce si rapide que ca?

Ensuite, toujours si j'ai bien suivi (je suis un litteraire, veuillez pardonner mon inculture dans ce domaine), bien que le Scramjet ait l'avantage de ne pas avoir de réserve d'oxygène puisqu'il se sert de celui de l'atmosphère, il a besoin d'atteindre une certaine vitesse pour comprimer l'air et donc être opérationnel? Je n'ai pas très bien saisi ce point, il faudrait un moteur normal au début jusqu'à atteindre une certaine vitesse qui activerait ensuite le Scramjet et hop, ca fonctionne? Si c'est cela je ne saisi pas vraiment en quoi cela ferait économiser quoi que ce soit.

Enfin, (ayez pitié ^^), je visualise mal comment on pourrait équiper les Airbus de ce genre de réacteur. Si ca va si vite que cela, il faudrait repenser un tas de choses sur les avions, enfin, je pense, je ne me rend pas trop compte, mais je suis très curieux alors j'aimerais bien comprendre =)

Je me demande aussi si ce genre de réacteur pouvait, "sans oser dire être respectueux de l'environnement" permettre d'économiser les énergies fossiles (puisque il faut voir sur le long terme, si au final ca consomme autant et que voyager devient alors hors de prix, on court à la catastrophe non?).
Merci d'avance de préter attention au commentaire d'un humble petit curieux.

3. 31/05/2010 12:30 - Iowan Thoraval

Iowan ThoravalBonjour Nico,
oui, c'est vraiment très rapide. Un avion de ligne croise à 1000 km/h au maximum (poussé par le jetstream lors d'un vol New York - Paris par exemple). Un avion équipé de Scramjet volerait 6 à 15 fois plus vite. Mais pas question d'équiper des avions de ligne actuels avec des Scramjets, ils brûleraient littéralement, leurs formes et les matériaux n'étant pas prévus pour soutenir des vitesses hypersoniques, pas même supersoniques. Si cette technologie étaient appliquée aux avions commerciaux, ils auraient des formes très effilés et seraient protégés par des boucliers thermiques. Mais, et vous avez raison, le problème est réel pour ce qui concerne le carburant. La Nasa et l'Air Force étudient des kérosènes synthétiques depuis quelques années. Des tests en vol ont eu lieu et qui valident en partie cette démarche, les réservoir des avions étant remplis d'un mélange de kérosène normal et de kérosène synthétique. Reste à voir si la production d'un tel carburant synthétique peut se faire à grande échelle.
L'économie dont vous parlez se ferait surtout dans le domaine spatial, en réduisant le cout des infrastructures. Prenez un appareil comme la navette spatiale au décollage, vous voyez que pour atteindre l'espace, elle a besoin de fusées d'appoint et d'un gros réservoir pour alimenter ses moteurs lors de l'ascension. Si les fusées d'appoint sont réutilisées, le réservoir est perdu, il en faut un nouveau à chaque lancement. Il est de plus nécessaire de préparer l'engin dans un bâtiment énorme qui puisse contenir le groupe navette-réservoir-fusées d'appoint. Un pas de tir est aussi nécessaire. Enfin, il faut toute une infrastructure pour récupérer la navette au sol, l'acheminer vers le bâtiment d'assemblage, l'assembler puis mener le tout au pas de tir. Sans compter le travail de contrôle de l'intégrité de la structure de l'engin et de son bouclier thermique. Ça coute très cher. Un engin tout-en-un, si j'ose dire, qui décolle comme un avion, va dans l'espace et revient se poser sur une piste couterai certes plus cher en développement qu'une simple fusée mais serait incomparablement moins cher à l'usage, et surtout utilisable beaucoup plus régulièrement avec des infrastructures beaucoup moins importantes.
J'espère avoir répondu à vos questions.

4. 31/05/2010 16:19 - Nico

NicoWouhou o/ , j'avais donc presque tout compris.

Merci bien pour ces quelques précisions, ca changera rien à ma vie, mais c'est toujours interessant à savoir.

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Merci pour cette actualité non relayée en France

Emily30/05/2010 18:20 Emily
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