avia.wikisort.org - Moteur

Le superstatoréacteur ou statoréacteur à combustion supersonique, aussi appelé de manière abrégée superstato (scramjet pour supersonic combustion ramjet en anglais), est une évolution du statoréacteur, système de propulsion par réaction des aéronefs, pouvant atteindre des vitesses de fonctionnement supérieures à Mach 6.

Fonctionnement

Le statoréacteur classique (à combustion subsonique) est limité en vitesse par l'efficacité de son divergent d'entrée. Celui-ci doit ramener la vitesse de l'air aux environs de mach 0,5 pour pouvoir obtenir une combustion stable et efficace.

Dans le superstatoréacteur, la différence est que la combustion, à l'intérieur du moteur, s'effectue à des vitesses supersoniques (de l'ordre de mach 2 pour l'avion expérimental sans pilote américain X-43A). Cela limite le ralentissement nécessaire de l'air extérieur et permet donc théoriquement d'atteindre des vitesses supérieures. Théoriquement, car il faut que cette combustion génère suffisamment de poussée pour maintenir de telles vitesses.

La principale difficulté de la conception d'un tel moteur réside dans la maîtrise de la combustion du carburant à des vitesses supersoniques (tous les carburants ne conviennent pas ; l'hydrogène a longtemps été le seul carburant efficace pour ce type de moteur ; des carburants de type militaire sont également utilisés[1]). L'explication tient au temps de combustion du carburant. Les molécules d'un carburant de type kérosène mettent trop de temps à brûler dans la chambre de combustion (finissant de brûler dans la tuyère). Il en résulte une poussée médiocre. Se rajoute à cela la difficulté de mise au point de matériaux capables de résister à la chaleur et aux contraintes mécaniques générées. Enfin, un tel moteur n'est adapté qu'aux vitesses hypersoniques (entre mach 5 et mach 15 environ) et ne saurait fonctionner en deçà de ces vitesses. Il doit donc être associé à d'autres types de moteurs pour pouvoir atteindre ces vitesses.

Domaine d'application

Le superstato est actuellement un moteur expérimental ; les rares vols hypersoniques réalisés n'ont duré que quelques secondes, durant lesquelles l'appareil a simplement maintenu sa vitesse. Il devrait néanmoins, dans un avenir relativement lointain, équiper des avions hypersoniques dont les missions restent encore à trouver, ou des missiles, pour des bombardements avec un court temps de réaction. Il pourrait également être utilisé comme second étage d'une fusée civile (par exemple pour un envoi de sonde spatiale, qui nécessite une forte vitesse), bien que la rapide raréfaction du dioxygène atmosphérique en altitude limite cet usage.

Voici quelques programmes de recherche actuels sur le superstato :

• Kholod (Russie) a atteint Mach 5,7 le 26 novembre 1991[2] et Mach 6,4 le 12 février 1998 durant 77 secondes ;
• HyShot (Australie) a atteint Mach 7 pendant 5 secondes le 30 octobre 2001, et Mach 8 le 30 mars 2006 ;
• NASA X-43 Scramjet (États-Unis) a atteint, un court instant, Mach 9,1 le 16 novembre 2004;
• Boeing X-51 (États-Unis) a atteint Mach 6 le 26 mai 2010 ;
• Planeur hypersonique Yu-71 (Russie) a atteint Mach 10 pendant les séries de tests du décembre 2011 au 26 février 2015[3] ;
• Planeur hypersonique WU-14 (Chine) a atteint Mach 10 en vol plané le 9 janvier 2014 et a réussi les manœuvres extrêmes motorisées le 7 juin 2015 ;
• Missile de croisière Zircon a franchi Mach 8 pour son vol inaugural en mars 2016.
• Xingkong 2 ou Starry Sky 2 (Chine), après avoir maintenu Mach 5,5 pendant 7 min par ses propres propulseurs, a atteint Mach 6 le 3 août 2018[4] ;
• Programmes Prométhée/LEA (engin à moteur stato mixte, à la fois statoréacteur et superstatoréacteur) et études ASN4G (successeur du missile ASMPA) menés en France par l'Onera et MBDA.

Notes et références

Annexes

Articles connexes

• Statoréacteur
• Moteurs aérobies

Liens externes

• HyShot a dépassé Mach 8
• LEA étudié par l'ONERA et MBDA
• (en) Leopard WJR-1/HX-1
• (en) Hyshot en Australie

• Portail de l’aéronautique
• Portail de l’énergie
• Portail de l’astronautique

На других языках

---

[en] Scramjet

A scramjet (supersonic combustion ramjet) is a variant of a ramjet airbreathing jet engine in which combustion takes place in supersonic airflow. As in ramjets,[1] a scramjet relies on high vehicle speed to compress the incoming air forcefully before combustion (hence ramjet), but whereas a ramjet decelerates the air to subsonic velocities before combustion using shock cones, a scramjet has no shock cone and slows the airflow using shockwaves produced by its ignition source in place of a shock cone.[2] This allows the scramjet to operate efficiently at extremely high speeds.[3]

---

- [fr] Superstatoréacteur

---

[it] Scramjet

Lo Scramjet (supersonic combustion ramjet) è un motore a reazione derivato concettualmente dallo statoreattore (o ramjet in lingua inglese). Contrariamente ai motori a turbina convenzionali (turbogetto e turboventola), ed in analogia con lo statoreattore, lo scramjet non utilizza parti rotanti per comprimere l'aria, bensì l'energia cinetica del flusso d'aria in ingresso e la particolare geometria della presa d'aria.

---

[ru] Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель

Гиперзвуково́й дви́гатель (ГПВРД) (англ. Scramjet) — предназначенный для установки на достигающих гиперзвуковых скоростей соответствующих летательных аппаратах вариант прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ПВРД), который отличается от обычного сверхзвуковым сгоранием. На бо́льших скоростях для сохранения эффективности двигателя необходимо избегать сильного торможения приходящего воздуха и производить сжигание топлива в сверхзвуковом воздушном потоке.

---

---