Bienvenue à l'Onera, le centre français de recherche aérospatiale
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 Images de scienceÉcoulement autour du véhicule hypersonique Japhar
De nombreux véhicules hypersoniques ont déjà volé : non propulsés, ce sont les corps de rentrée atmosphérique. Propulsés, ce sont les lanceurs à moteurs-fusées, utilisés depuis les débuts de la conquête spatiale. L'inconvénient du moteur-fusée est de devoir emporter le carburant et le comburant, en quantité importante. Un moteur "aérobie"*, capable de puiser dans l'atmosphère le comburant nécessaire à son fonctionnement, permet d'augmenter la charge utile et de réduire le coût de lancement. Une solution attractive est le statoréacteur**, moteur simple, sans aucun organe mobile. Le principe n'est pas nouveau, il a été imaginé par l'ingénieur français Lorin en 1913. La seule application opérationnelle actuelle des statoréacteurs est la propulsion de certains missiles tels que l'ASMP, à des vitesses de l'ordre de Mach 3. La propulsion aérobieEn aérodynamique, le domaine supersonique va jusqu'à Mach 4 ou 5, au-delà c'est l'hypersonique. Il n'y a pas un "mur" entre supersonique et hypersonique, mais une transition continue, liée à des phénomènes aérothermodynamiques et chimiques. En propulsion aérobie, une transition importante est due au passage de la combustion subsonique à supersonique. Lorsqu'un statoréacteur vole à vitesse supersonique, l'écoulement intérieur reste subsonique car il est freiné pour produire les hautes températures et pressions nécessaires à son fonctionnement. Si la vitesse augmente encore (Mach 6/7), le freinage de l'écoulement intérieur engendre une augmentation considérable des pertes avec échauffement intolérable et effondrement des performances du moteur. La solution est alors de ralentir l'écoulement, mais jusqu'à des vitesses restant supersoniques (Mach 2 à 3). C'est le statoréacteur à combustion supersonique ou superstatoréacteur***. Avec un écoulement interne subsonique, le temps de séjour dans la chambre est suffisant pour que la combustion soit complète. Si l'écoulement interne est supersonique, l'air, moins ralenti, est plus froid et le temps de séjour du combustible devient infime (1 milliseconde) : dans ce laps de temps, il faut le mélanger avec l'air, initier les réactions et les achever avant la sortie du moteur.
Le programme LEAL'ambition, aujourd'hui, est d'utiliser le statoréacteur pour voler encore plus vite, jusqu'à Mach 8 environ, pour les applications militaires. Voire jusqu'à Mach 10 ou 12 pour remplacer le moteur-fusée des lanceurs dans la phase atmosphérique, accélérer de nouveaux missiles ou des drones de reconnaissance. L'Onéra et MBDA France se sont engagés en 2003 dans la définition d'un véhicule expérimental à statomixte**** pour réaliser et tester des prototypes en vol (2009-2012), afin de vérifier l'aptitude de la méthode de développement à prévoir le bilan aéropropulsif (poussée moins traînée) entre Mach 4 et Mach 8. La prévision de ce bilan avec une précision suffisante est l'un des points clés qu'il faudra maîtriser avant de lancer tout développement de système opérationnel, civil ou militaire, utilisant la propulsion aérobie grande vitesse dans un large domaine de vol.
* Moteur aérobie ** Statoréacteur (ramjet) *** Statoréacteur à combustion supersonique ou superstatoréacteur (scramjet) **** Statomixte |
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 Images et vidéos
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Mis à jour le 1er septembre 2004 - © ONERA 2009 - Crédits et conditions d'utilisation |
