Hyshot: la JAXA teste son moteur scramjet en Australie
Publié par Adrien le 07/04/2006 à 00:00
Source: Cette information est un extrait du BE Japon numéro 400 du 4/04/2006 rédigé par l'Ambassade de France au Japon. Les Bulletins Electroniques (BE) sont un service ADIT et sont accessibles gratuitement sur www.bulletins-electroniques.com
Illustration: University of Queensland
Quels seront les lanceurs spatiaux de demain ? Les fusées actuelles semblent aujourd'hui avoir atteint la limite de leurs performances théoriques, et restent pourtant des moyens de transport chers et consommateurs en énergie. Même si l'ère des fusées devrait durer encore plusieurs dizaines d'années, dans le futur l'accès à la mise 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.) sera peut-être réalisé par des avions spatiaux réutilisables, qui pourront voler directement de la piste de décollage (Le décollage est la phase transitoire pendant laquelle un aéronef passe de l'état statique - au sol - vers le vol.) à l'espace.

Afin de préparer le développement de tels engins, l'agence spatiale (Une agence spatiale est un organisme d'État ayant pour but d'étudier l'Espace et de développer et gérer des programmes spatiaux) japonaise (JAXA) effectue déjà des travaux de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...) technologiques pour la propulsion (La propulsion est le principe qui permet à un corps de se mouvoir dans son espace environnant. Elle fait appel à un propulseur qui transforme en force motrice l'énergie...) future. La JAXA (L'agence d'exploration aérospatiale japonaise (en japonais ?????????? — uch? k?k? kenky? kaihatsu kik? —, souvent dénommée par sa traduction anglaise Japan Aerospace eXploration Agency, abrégée en JAXA) est l'agence spatiale...) a commencé des travaux sur un moteur (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie...) à cycles combinés (RBCC) qui pourrait être utilisé du décollage à la mise sur orbite, en passant par plusieurs cycles moteurs (mode ejector-jet en subsonique et jusqu'à Mach 3, mode ramjet entre Mach 3 et Mach 7, mode scramjet entre Mach 7 et Mach 12, et enfin mode anaérobie (On appelle milieu anaérobie un milieu où il n'y a pas présence de dioxygène (O2).) fusée (Fusée peut faire référence à :) au delà). C'est le mode scramjet qui a été testé à dans le désert (Le mot désert désigne aujourd’hui une zone stérile ou peu propice à la vie, en raison du sol impropre, ou de la faiblesse des précipitations (moins de 250 mm par an).) australien avec l'expérience du mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) de mars 2006.

Les travaux de recherches sur la propulsion scramjet ont débuté en 1987 à l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) des Technologies Aerospatiales de la JAXA. Les moteurs ramjet sont des moteurs où la compression de l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser les cabines des...) en entrée est effectuée sans partie mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons,...) mobile, grâce à la haute vitesse (On distingue :) de vol. Pour des vitesses de vol supérieures à Mach 4, il devient nécessaire de maintenir un écoulement supersonique (Supersonique signifie « supérieur à la vitesse du son ».) à l'intérieur même de la chambre de combustion (Une chambre de combustion est une enceinte capable de résister à des changements de pression et de température brusques, dans laquelle on déclenche volontairement une combustion entre des éléments chimiques...), d'où le nom Scramjet (pour "supersonic combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique d'oxydoréduction. Lorsque la combustion est vive, elle se traduit par une flamme voire une explosion.) ramjet").

Dans un scramjet, le mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de l'opération est une préparation aussi appelée...) air/carburant, ainsi que la combustion, doivent être réalisés en moins de 0,5ms. Pour son expérience à Woomera, la JAXA a fourni (Les Foúrnoi Korséon (Grec: Φούρνοι Κορσέων) appelés plus communément Fourni, sont un archipel de...) une charge utile (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un...) de test à l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) du Queensland, qui l'a assemblée à l'extrémité de son système de test baptisé "Hyshot" (Hyshot est réalisé à partir d'une fusée Terrier-Orion Mk70 de la NASA). Le lancement a été effectué le 30 mars 2006 et après le décollage la fusée s'est élevée à 290 km. C'est uniquement lors de la dernière phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) de la retombée balistique (La balistique est la science qui a pour objet l'étude du mouvement des projectiles.) que l'expérience de la JAXA a commencée, pour bénéficier de 6 secondes de vol à Mach 8.

L'expérience embarquait deux maquettes de moteurs scramjet, un de ces modèles étant équipé d'injecteurs à vortex verticaux (et l'autre servant de référence). L'injection (Le mot injection peut avoir plusieurs significations :) de carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.) (ici de l'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) gazeux) par tourbillons dont l'axe de rotation est parallèle à l'écoulement supersonique permet un meilleur mélange, selon la JAXA.

La chambre à combustion du scramjet a été développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de courbure. On peut aussi la décrire comme l'enveloppe de la famille des droites normales...) à l'aide de la soufflerie à choc (Dès que deux entitées interagissent de manière violente, on dit qu'il y a choc, que ce soit de civilisation ou de particules de hautes énergies.) à haute enthalpie (L'enthalpie (du préfixe en- et du grec thalpein: chauffer) est une fonction d'état de la thermodynamique, dont la variation permet d'exprimer la quantité de chaleur mise en jeu pendant la transformation isobare d'un système thermodynamique au...) (ou HIEST, située à Kobe) de l'Agence. La charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne...) utile de la JAXA mesure environ 1,5m, pour une masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de...) de 100 kg. La bordure de la chambre de combustion est en alliage (Un alliage est une combinaison d'un métal avec un ou plusieurs autres éléments chimiques.) TZM (titane-zirconium-molybdène). L'objectif de l'expérience était de récupérer des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) sur la répartition de pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) dans la chambre de combustion.

Après le vol, l'Université du Queensland a bien confirmé la réception des télémesures, qui seront analysées durant les prochaines semaines par les équipes de la JAXA.

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