Système de propulsion pour vol hypersonique

Les chercheurs ont développé un système de propulsion qui pourrait ouvrir la voie au vol hypersonique, comme le voyage de New York à Los Angeles en moins de 30 minutes. Ils ont développé un moyen de stabiliser la détonation nécessaire à la propulsion hypersonique en créant une chambre de réaction hypersonique spéciale pour les moteurs à réaction.

Il y a un effort intensifié pour développer des systèmes de propulsion robustes pour le vol hypersonique et supersonique qui permettraient de voler à travers l'atmosphère à des vitesses très élevées et permettraient également une entrée et une sortie efficaces des atmosphères planétaires. La stabilisation d'une détonation - la forme la plus puissante de réaction intense et de libération d'énergie - a le potentiel de faire progresser les systèmes de propulsion et d'énergie hypersoniques.

Le système pourrait permettre de voyager en avion à des vitesses de Mach 6 à 17, soit plus de 4 600 à 13 000 milles à l'heure. La technologie exploite la puissance d'une onde de détonation oblique qui a été formée à l'aide d'une rampe inclinée à l'intérieur de la chambre de réaction pour créer une onde de choc induisant une détonation pour la propulsion. Contrairement aux ondes de détonation rotatives qui tournent, les ondes de détonation obliques sont stationnaires et stabilisées.

La technologie améliore l'efficacité du moteur de propulsion à réaction afin que plus de puissance soit générée tout en utilisant moins de carburant que les moteurs de propulsion traditionnels, allégeant ainsi la charge de carburant et réduisant les coûts et les émissions. En plus d'accélérer les voyages aériens, la technologie pourrait également être utilisée dans les fusées pour les missions spatiales, les rendant plus légères, voyageant plus loin et brûlant plus proprement.

Les systèmes de propulsion à détonation ont été étudiés pendant plus d'un demi-siècle mais n'avaient pas réussi en raison des propulseurs chimiques utilisés ou de la manière dont ils étaient mélangés. Des travaux antérieurs de l'équipe de recherche ont surmonté ce problème en équilibrant soigneusement le taux d'hydrogène et d'oxygène des propulseurs libérés dans le moteur pour créer la première preuve expérimentale d'une détonation rotative.

La courte durée de la détonation, qui ne dure souvent que quelques microsecondes ou millisecondes, les rend difficiles à étudier et peu pratiques à utiliser. Les chercheurs, cependant, ont pu maintenir la durée d'une onde de détonation pendant trois secondes en créant une nouvelle chambre de réaction hypersonique, connue sous le nom d'installation de réaction hypersonique à haute enthalpie (HyperREACT). L'installation contient une chambre avec une rampe d'angle de 30 degrés près de la chambre de mélange du propulseur qui stabilise l'onde de détonation oblique.

Les prochaines étapes de la recherche sont l'ajout de nouveaux outils de diagnostic et de mesure pour mieux comprendre les phénomènes. L'équipe continuera d'explorer des configurations plus expérimentales pour déterminer plus en détail les critères avec lesquels une onde de détonation oblique peut être stabilisée. Si elle réussit à faire progresser cette technologie, la propulsion hypersonique basée sur la détonation pourrait être mise en œuvre dans les voyages atmosphériques et spatiaux humains au cours des prochaines décennies.