Du X15 à la navette spatiale

Publié par jyb le 21/07/2011 à 12:51

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 (Spoutnik (du russe спутник signifiant...) et du vol de Youri Gagarine (Youri Alekseïevitch Gagarine (en russe : Юрий...) 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...).

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...) n'abandonnent pas l'idée d'un avion spatial (Un avion spatial est un véhicule spatial réutilisable, généralement...). 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 de la NASA mené durant la période 1961...) 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...) 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...) 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...) 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 (Apollo 11 est la première mission spatiale à avoir conduit un homme sur la Lune. C'est la...), le programme des planeurs orbitaux (appelé PILOT) constituait aux yeux de la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de...) 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...) 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...) 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...) 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....) 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...): 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...) 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...), 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...) différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des...).


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...) 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...) sera d'ailleurs retenue sur nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) de projets de la navette (Une navette spatiale, dans le domaine de l'astronautique, est un véhicule aérospatial...).


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....) des planeurs sans aile, leur vitesse de vol sont nettement plus élevées que celle d'un planeur (Un planeur est un aérodyne qui est, par définition, dépourvu de moteur. Il existe...) 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...) de la navette spatiale (Une navette spatiale, dans le domaine de l’astronautique, est un véhicule...) 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)...) d'une grande aile Delta (Une aile delta est un type d'aile d'avion, caractérisé par une forme de Triangle isocèle. Ce nom...) 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...). 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...).
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