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La société Hermeus, spécialisée dans les avions hypersoniques, a démontré la transition du turboréacteur au statoréacteur dans son moteur, Chimera.
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Il s'agit de l'une des prouesses technologiques les plus importantes pour faire du vol hypersonique opérationnel une réalité, a déclaré l'entreprise.
Chimera est un moteur à turbine à cycle combiné (TBCC), ce qui signifie qu'il s'agit d'un hybride entre un turboréacteur et un statoréacteur. La possibilité de passer d'un mode à l'autre permet au premier avion d'Hermeus, Quarterhorse, de décoller d'une piste normale et d'accélérer jusqu'à des vitesses élevées.
Le coût et la rapidité avec lesquels l'équipe d'Hermeus a atteint cette étape importante sont remarquables. Hermeus a conçu, construit et testé Chimera en 21 mois pour 18 millions de dollars.
"Cette réalisation est une étape technique majeure pour Hermeus", a déclaré le PDG AJ Piplica. "Mais plus que cela, c'est un point de preuve qui démontre comment notre petite équipe peut rapidement concevoir, construire et tester du matériel avec des budgets nettement inférieurs à ceux des pairs de l'industrie."
Les essais ont eu lieu au Laboratoire de turbomachines de Notre Dame, qui fournit de l'air chauffé pour simuler des températures et des pressions élevées dans la machine.
"L'installation de Notre Dame nous a permis de créer des conditions similaires à celles que nous verrons en vol", a déclaré le directeur technique Glenn Case. "L'achèvement de ces essais au sol réduit considérablement les risques de notre campagne d'essais en vol Quarterhorse qui débutera à la fin de l'année prochaine."
À basse vitesse, Chimera est en mode turbojet - comme tout avion à réaction. Mais lorsque la température et la vitesse de l'air entrant augmentent, les turboréacteurs atteignent leur limite de performance. Cela se produit à environ Mach 2.
Chimera possède un pré-refroidisseur qui réduit la température de l'air entrant dans le turboréacteur. Cela permet à Hermeus de tirer un peu plus de performance du turboréacteur avant de passer au statoréacteur.
Aux alentours de Mach 3, Chimera commence à contourner l'air entrant dans le turboréacteur et le statoréacteur prend complètement le relais.
Un statoréacteur est un système de propulsion simple qui "bouscule" l'air à haute pression entrant pour créer une compression. Le carburant est mélangé à cet air comprimé et allumé pour créer une poussée. Les statoréacteurs sont optimaux entre Mach 3 et Mach 5.
La plupart des plateformes hypersoniques sont propulsées par un moteur de fusée. Mais cette approche rend la réutilisation beaucoup plus difficile et est intrinsèquement plus dangereuse pour les vols de passagers.
En fabriquant un moteur hypersonique à pleine portée qui ne nécessite pas de fusée pour accélérer, Hermeus ouvre la voie au vol hypersonique opérationnel, c'est-à-dire à des avions pouvant être rapidement réutilisés.
Un avantage supplémentaire de cette conception de moteur est qu'elle s'adapte aux infrastructures de transport existantes. Les avions Hermeus sont conçus pour être opérationnels dans les aéroports traditionnels.
Cet aspect est important non seulement pour les essais hypersoniques, mais aussi pour l'objectif d'Hermeus d'accélérer radicalement le transport de passagers grâce au vol hypersonique.
Construction de Chimera
L'intégration verticale est un principe de fabrication essentiel chez Hermeus.
La fabrication en interne permet une boucle de rétroaction étroite entre les ingénieurs et les techniciens, ce qui est essentiel pour permettre à l'entreprise d'itérer rapidement. En outre, l'intégration verticale réduit la dépendance à l'égard des fournisseurs extérieurs et permet un meilleur contrôle de la chaîne d'approvisionnement.
Un autre facteur important dans la construction de Chimera est la fabrication additive. Environ 15 % du moteur est imprimé en 3D, ce qui a permis un développement rapide.
La transition de mode ayant été démontrée avec succès, l'équipe d'Hermeus se lance maintenant dans la course à la fabrication du premier avion Quarterhorse qui commencera les essais en vol à la fin de 2023.
www.hermeus.com
