X-43 Scramjet

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X-43 Scramjet Silhouette d'un avion
Rôle Expérimental
Statut {{{statut}}}
Constructeur {{{constructeur}}}
Premier vol {{{premiervol}}}
Mise en service {{{miseenservice}}}
Date de retrait {{{dateretrait}}}
Investissement {{{investissement}}}
Coût unitaire {{{coûtunitaire}}}
Nombre construit {{{nombreconstruit}}}
Équipage
sans pilote
Motorisation
Moteur statoréacteur atmosphérique
Nombre {{{nombredemoteur}}}
Type {{{typedemoteur}}}
Puissance unitaire {{{puissanceunitaire}}}
Dimensions
[[Image:{{{plan3vues}}}|275px|center]]
Envergure 1,5 m
Longueur 3,65 m
Hauteur 0,60 m
Surface alaire m²
Masses
À vide 1 200 kg
Carburant {{{carburant}}}
Avec armement 20 000 kg
Maximale 20 000 kg
Performances
Vitesse maximale 11 000 km/h (Mach 10)
Vitesse de décrochage {{{vitessemini}}} km/h
Plafond 29 000 m
Vitesse ascensionnelle m/min
Distance franchissable 15 000 km
Charge alaire {{{chargealaire}}} kg/m²
Rapport poids/poussée {{{poidspoussée}}}
Armement
Interne rien
Externe
Avionique
{{{avionique}}}

Le X-43A Scramjet a battu, le 17 novembre 2004, le record mondial de vitesse pour le premier avion propulsé avec un statoréacteur atmosphérique (puisant l'oxygène dans l'atmosphère) en atteignant brièvement 11 000 km/h (Mach 10), soit près de cinq fois la vitesse du Concorde. Il détenait déjà le précédent record, établi le 27 mars 2004, à 7 700/h km (Mach 7), soit près de quatre fois la vitesse du Concorde.

Le précédent record de vitesse était détenu depuis le 30 octobre 2001, par une équipe de l'université du Queensland en Australie. Celle-ci avait lancé le Hyshot, un statoréacteur monté sur une puissante fusée-sonde à deux étages, la Terrier-Orion. La vitesse atteinte a été de plus de Mach 7 pendant environ 5 secondes.

Sommaire

[modifier] Conception

Le X-43A est un appareil sans pilote de petite taille, de profil plat et aux lignes effilées de conception Waverider : 3,65 m de long, 1,5 m d'envergure, 0,60 m de hauteur et un poids d'1,2 tonne.

Le principe du « scramjet » date du début du XXe siècle, il a été imaginé en 1913 par l'ingénieur français André Lorin. Depuis les années 1940, les ingénieurs tentaient de rendre cette technique applicable avec les missiles air-sol moyenne portée.

Selon Joel Sitz, un des responsable du projet de la NASA, la technologie du « Scramjet est le Saint-Graal de l'aéronautique ». Dans un réacteur classique, l'air entrant est comprimé par un compresseur et mélangé avec le carburant, puis détendu dans une turbine et expulsé du réacteur à une vitesse supérieure à celle de son entrée. Or, pour des raisons mécaniques, les turbines ne peuvent dépasser une certaine vitesse de rotation.

Le statoréacteur fonctionne sur le même principe mais sans pièce mobile, en fait c'est la forme de la prise d'air qui remplace la turbine :

  1. le flux d'air entrant à la vitesse supersonique est compressé et passe dans le moteur ;
  2. de l'hydrogène est injecté dans le flux d'O² et s'enflamme ;
  3. l'expansion rapide de l'air chaud engendre la poussée.

Le problème principal vient de ce qu'un statoréacteur ne fonctionne que lorsque l'engin a déjà acquis une vitesse hypersonique d'environ Mach 6. C'est pour cette raison que le X-43A a été lancé avec l'aide d'un bombardier géant B-52 et d'une fusée Pegasus.

[modifier] Planification pour un record à Mach 10

Essai d'un modéle réduit de X-43
Essai d'un modéle réduit de X-43
Le B-52B décolle emportant le X-43A
Le B-52B décolle emportant le X-43A
La fusée Pegasus propulse l'engin X-43A
La fusée Pegasus propulse l'engin X-43A

L'avion X-43A est fixé sur le nez d'une fusée Pégasus capable de le propulser à une vitesse supérieure à Mach 6. Cette fusée est elle-même fixée sous l'aile droite d'un bombardier géant octoréacteur B-52 modifié pour l'expérience.

  • Dans un premier temps, le bombardier géant est monté jusqu'à un peu moins de 13 000 mètres, et a largué la fusée Pégasus.
  • La fusée de 15 m a propulsé l'avion X-43A en 90 secondes jusqu'à une altitude de 29 000 mètres en lui impulsant une vitesse supérieure à Mach 7, et l'a largué.
  • Le statoréacteur de l'avion X-43A, alors en vol libre, s'est allumé et a fonctionné pendant 10 secondes, le faisant voler de façon indépendante à Mach 10 pendant cette période.
  • L'avion ensuite a effectué une série de manœuvres aérodynamiques alors qu'il était en vol plané contrôlé pendant environ six minutes avant de plonger dans l'océan Pacifique.

[modifier] Histoire

La course au record de vitesse hypersonique a débuté dans les années 1950. Le 3 octobre 1967, un pilote de l'US Air Force avait atteint la vitesse record de (Mach 6,7), soit 7 300/h kmh à bord d'un avion dénommé X-15. L'engin était alors un avion-fusée capable d'atteindre une altitude de 100 km.

Le programme de l'avion à statoréacteur est une partie de l'ambitieux projet lancé en 1986 par le président Ronald Reagan. À l'époque, les ingénieurs espéraient des vols Paris-New York en quarante minutes avant l'an 2000. Le programme X-43A de l'avion à statoréacteur fut marqué par l'échec du premier essai, en juin 2001. Il bénéficie aujourd'hui d'un budget de 230 millions de dollars sur sept ans.

[modifier] Applications

Selon Vincent Rausch, le patron du projet d'avion hypersonique de la NASA : « Ce pourrait être le début d'une révolution dans l'aviation ». Cependant, malgré l'enthousiasme des ingénieurs de la NASA, il semble que les débouchés du statoréacteur envisageables aujourd'hui soient essentiellement militaires et spatiaux : missiles de croisière plus rapides, et lanceurs de satellites moins lourds et donc plus rentables.

L'utilisation de l'oxygène de la haute atmosphère comme comburant permettra d'éviter l'emport dans les fusées de trop volumineux et trop lourds réservoirs. Seuls des réservoirs de taille réduite seront nécessaires pour assurer l'alimentation en oxygène nécessaire à la propulsion pour dépasser la vitesse de Mach 6. Au-delà, le statoréacteur prendra le relais en utilisant l'oxygène extérieur.

[modifier] Voir aussi