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Posté par jyb le 21/07/2011 à 12:51
Années 60: à l'ombre du programme lunaire

Contexte pas si négatif

Les années 60 sont des années de paradoxe. Le programme X20 Dyna Soar est techniquement très avancé et doit permettre aux USA de disposer d'un avion spatial multi-rôles dès le milieu des années 60. Cependant, les réussites soviétiques de Spoutnik (Tiré du mot russe ??????K (« compagnon de route » ou « satellite »), le terme Spoutnik désigne une série de satellites lancés par URSS au tout début de la conquête de l'espace.) et du vol de Youri Gagarine (Iouri Alexeïevitch Gagarine (en russe ???? ?????????? ???????) (9 mars 1934–27 mars 1968), héros de l'Union soviétique, est un cosmonaute qui, le 12 avril...) font que l'administration va privilégier les solutions simples des capsules pour rattraper le retard et aller le plus rapidement possible sur la Lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de 3 474 km. La distance moyenne séparant la...).

Pour autant, si le programme très militaire du X20 est abandonné, les chercheurs et ingénieurs travaillant dans le domaine de l'aérospatiale (L'aérospatiale (nom commun féminin singulier) est une discipline scientifique qui rassemble les techniques de l'aéronautique (déplacement dans l'atmosphère, utilisant des avions...) n'abandonnent pas l'idée d'un avion spatial (Un avion spatial, dans le domaine de l'astronautique, est un véhicule spatial réutilisable, généralement habité, pouvant regagner la Terre par ses propres moyens...). En fait, ils sont nombreux à penser que les capsules ne sont qu'une parenthèse et qu'une fois le programme Apollo (Le programme Apollo est le programme spatial des États-Unis d'Amérique qui était destiné à permettre à l'homme de marcher sur la Lune puis d'en revenir. Il a été lancé par John F. Kennedy le 25 mai 1961, et...) fini, ce sera l'aire des avions de l'espace.

Du coup, à l'ombre (Une ombre est une zone sombre créée par l'interposition d'un objet opaque (ou seulement partiellement opaque) entre une source de lumière et la surface sur laquelle se réfléchit cette lumière. Elle se...) des programmes Gemini et Apollo, les travaux pour un futur avion (Un avion, selon la définition officielle de l'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI), est un aéronef plus lourd que l'air, entraîné par un organe moteur (dans le cas d'un engin sans moteur, on parlera de...) spatial continuent et progressent même rapidement. Le X-15 (Le North American X-15 est un avion fusée expérimental américain, construit dans le cadre d'un programme de recherche sur les vols à très haute vitesse et très haute altitude. De 1960 à...) poursuit ses exploits et apporte de plus en plus d'enseignements tandis que de nouveaux travaux se concentrent plus particulièrement sur le passage du vol orbital au vol plané.

Un état de l'art qui reste à améliorer

Moins connu que le programme Apollo 11, le programme des planeurs orbitaux (appelé PILOT) constituait aux yeux de la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace ») plus connue sous son abréviation NASA, est l'agence gouvernementale responsable du programme spatial des États-Unis...) la voie de l'avenir. Le but de ces recherches est d'étudier des concepts d'avions spatiaux capables de retourner sur Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus...) après un vol orbital. Car si les ingénieurs ont pu étudier avec succès un vrai avion spatial avec le X-15, ils savent qu'il reste encore fort à faire pour concevoir un avion orbital. L'un des problèmes à résoudre est notamment celui de la vitesse (On distingue :).

Un avion orbital doit être capable, une fois en orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) de revenir dans l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) alors qu'il avance à environ 28 000 km/h. Il doit donc résister à une très violente rentrée dans l'atmosphère, comme le font les capsules munies d'un lourd bouclier. Surtout, un tel appareil doit rapidement retrouver sa fonction d'avion une fois dans l'atmosphère, l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise...) des volets devant être fonctionnels.

Si on revient au X-15, nous avons un appareil capable certes d'atteindre l'espace, mais en vol balistique (La balistique est la science qui a pour objet l'étude du mouvement des projectiles.). La vitesse de rentrée dans l'atmosphère est alors nettement plus lente (La Lente est une rivière de la Toscane.). Le même avion a aussi atteint de très hautes vitesses, de l'ordre de Mach 7. Mais il a alors montré ses limites: les ingénieurs devant ajouter une couche supplémentaire d'isolant (Un isolant est un matériau qui permet d'empêcher les échanges d'énergie entre deux systèmes. On distingue : les isolants électriques, les isolants thermiques, les isolants...) qui se consume lors du vol. En réalité, si un X15 avait été mis en orbite, il se serait désintégré lors de son retour dans l'atmosphère.

Les appareils à corps portant

C'est là qu'un nouveau concept voit le jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par...): celui du "corps portant". Il s'agit d'appareils dépourvus d'ailes mais dont le fuselage (Le fuselage désigne l'enveloppe d'un avion qui reçoit généralement la charge transportée, ainsi que l'équipage. Le fuselage d'un avion supporte la voilure,...) a une forme particulière pour générer de la portance. Le principe peut sembler proche de l'aile volante (Une aile volante désigne un aéronef ne possédant ni fuselage ni empennage. Les différentes surfaces mobiles nécessaires au pilotage de l'appareil sont toutes situées sur l'aile. C'est également l'aile qui contient la charge utile et le carburant.), mais il est vraiment difficile de parler d'aile. De plus, les contrôles fonctionnent de manière complètement (Le complètement ou complètement automatique, ou encore par anglicisme complétion ou autocomplétion, est une fonctionnalité informatique permettant à l'utilisateur de...) différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité d'une application définie à l'aide de la trace, dans l'anneau des entiers...).


Le M2-F1

Le principal avantage du concept est de présenter moins de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est...) lors de l'entrée en atmosphère qu'un avion avec de vraies ailes. Non seulement la fatigue de la structure est réduite, mais il est plus facile de maintenir la stabilité de l'appareil. Par contre, une fois dans l'atmosphère, un avion à corps portant nécessite des vitesses de vol plus élevées et une plus grande distance de freinage.

Plusieurs séries de prototypes furent construites et expérimentées, la plupart avec succès, et ont permis de recueillir de nombreuses informations sur les vols après entrée atmosphérique. Les avions à "fuselage portant" ont alors les faveurs de la NASA.

Les premiers modèles présentent un corps bombé mais obtiennent d'assez bons résultats. Avec le Martin Marietta X24, les ingénieurs passent du corps bombé à une forme Delta à ventre plat qui donnera également de bons résultats. Ainsi amélioré, le X-24 "A" devient le X-24-B. La forme en flèche avec surface plane (La plane est un outil pour le travail du bois. Elle est composée d'une lame semblable à celle d'un couteau, munie de deux poignées, à chaque extrémité de la lame. Elle permet le dégrossissage et le creusage de formes courbes,...) sera d'ailleurs retenue sur nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de projets de la navette (Une navette spatiale, dans le domaine de l'astronautique, est un véhicule aérospatial réutilisable conçu pour assurer la desserte des stations spatiales en orbite basse mais pouvant...).


Le X-24-B est l'aboutissement des avions à corps portant

Bien sûr, si tous ces appareils sont au moment de l'atterrissage (L’atterrissage désigne, au sens étymologique, le fait de rejoindre la terre ferme. Le terme recouvre cependant des notions différentes suivant qu'il est employé dans le domaine...) des planeurs sans aile, leur vitesse de vol sont nettement plus élevées que celle d'un planeur (Un planeur est un aérodyne dépourvu de moteur. La pratique du planeur est le vol à voile.) normal, avec une vitesse lors du touché au sol supérieure à 400 km/h. Au niveau de la portance pure, les ailes de planeurs classiques restent nettement plus efficaces.

Premières esquisses d'avion orbital

C'est dans les années 60, en parallèle de ces essais grandeur nature que des études préliminaires scrutent différents concepts d'engins spatiaux réutilisables. Ce sont à partir de ces études que le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration...) de la navette spatiale (Une navette spatiale, dans le domaine de l'astronautique, est un véhicule aérospatial réutilisable conçu pour assurer la desserte des stations spatiales en orbite basse mais pouvant aussi...) que nous connaissons sera lancé.

On notera le projet Star Clipper (Un clipper (mot anglais signifiant ciseau peut-être une évocation du bateau fendant les flots) est un bateau fait pour convoyer le plus vite possible ses denrées...) d'une grande aile Delta (Une aile delta est un type d'aile d'avion, caractérisé par une forme de Triangle isocèle. Ce nom provient de la majuscule grec delta qui est de forme triangulaire (Δ).) volante qui serait simplement complétée d'un énorme réservoir en V pour le décollage (Le décollage est la phase transitoire pendant laquelle un aéronef passe de l'état statique - au sol - vers le vol.). Bien que non entièrement réutilisable, il s'agit d'un projet qui n'implique qu'un seul véhicule (Un véhicule est un engin mobile, qui permet de déplacer des personnes ou des charges d'un point à un autre.).
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