NASA X-43 Scramjet - Définition

Introduction

X-43 Scramjet
Rôle	Expérimental
Équipage
Sans pilote
Motorisation
Type	Statoréacteur atmosphérique
Dimensions
Envergure	1,5 m
Longueur	3,65 m
Hauteur	0,6 m
Masses
À vide	1 200 kg
Performances
Vitesse maximale	11 000 km/h (Mach 10)
Plafond	29 000 m
Rayon d'action	15 000 km
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Le X-43A Scramjet a battu, le 17 novembre 2004, le record mondial de vitesse pour un 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.

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 XX^e siècle, il a été imaginé en 1913 par l'ingénieur français René 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 responsables 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 pas à vitesse subsonique : il a besoin d'atteindre une certaine vitesse pour s'auto-alimenter, à l'aide d'un avion porteur comme le bombardier B-52, par exemple. Mais le problème ne s'arrête pas là : comme les industriels français l'on constaté dans les années cinquante, le statoréacteur ne fonctionne pas au meilleur de son rendement à « faible » vitesse supersonique : même à mach 2 et plus, les fameux Leduc laissaient du carburant non consommé. Les alliages de l'époque ne permettant pas de supporter des vitesses plus élevés, le projet de statoréacteur fut abandonné.

Avec le développement de nouveau alliages et des matériaux céramiques, on a pu, au cours des dernières années, se relancer dans des projets de vitesse hypersonique (> mach 5).

La NASA, souhaitant étudier le fonctionnement à plein régime et sans perte d'un statoréacteur, décida d'adapter son appareil test sur une fusée Pegasus. Cet engin put atteindre une vitesse largement hypersonique d'environ Mach 6. Cette vitesse initiale a ainsi pu révéler tout le potentiel du X-43 et de son moteur statique amélioré (statoréacteur amélioré : scramjet).