En raison de la forte demande, notamment dans le domaine de l’aviation commerciale, de l’exploration spatiale et dans l’industrie de l’armement, le marché des vols hypersoniques est aujourd’hui en plein essor. Il a été évalué à plus de 753 millions d’euros en 2023 et devrait enregistrer un taux de croissance annuel de l’ordre de 5 % durant la période allant de 2024 à 2032, d’après Global Market Insights. Actuellement, le statoréacteur et le moteur à détonation rotative comptent parmi les principales solutions permettant à un engin d’atteindre, voire de dépasser, le Mach 5. Cependant, il semblerait que des scientifiques chinois aient développé une autre technologie plus efficace pour réaliser des vols hypersoniques, à savoir le moteur à détonation à rotor-bélier (RRDE).
Une technologie permettant d’améliorer l’efficacité des moteurs à détonation rotative
Le moteur à détonation mis au point par le docteur Haocheng Wen et le professeur Bing Wang de l’Université Tsinghua de Pékin est un RDE équipé d’un rotor à grande vitesse, constitué de pales hélicoïdales. Ces dernières ont pour rôle de comprimer le mélange air-carburant à un niveau suffisamment élevé pour entraîner une détonation, et cela, même à une vitesse d’admission relativement faible. L’onde générée est ensuite utilisée pour propulser un engin. Contrairement aux RDE, le RRDE est capable de contrôler la compression, la détonation et l’expansion du mélange air-carburant, lors de sa combustion. En d’autres termes, il permet de créer une onde de choc de manière continue. Pour information, les moteurs à détonation rotative sont nettement plus efficaces que ceux à combustion classiques. Néanmoins, ils éprouvent des difficultés à fournir une poussée continue, à l’instar des moteurs à détonation pulsée et oblique. Ce qui constitue un obstacle à leur utilisation.
Des tests pour évaluer l’efficacité du moteur à détonation à rotor-bélier
Encore à l’état de concept, le moteur à détonation à rotor-bélier a fait l’objet de tests théoriques et de simulations pour étudier son fonctionnement, mais surtout pour évaluer son efficacité. Les résultats ont permis aux scientifiques chinois de conclure qu’un mélange hydrogène-air permet d’améliorer grandement la pression du RRDE. Les données issues des tests ont également mis en lumière la capacité du rotor à stabiliser l’onde de détonation dans ses pales et celle du moteur à réaliser des vols hypersoniques. D’après les chercheurs, leur invention permettrait d’atteindre une vitesse d’environ 6 174 km/h, soit Mach 5, plus efficacement qu’un moteur à détonation classique.
Quelques défis à relever
Si le RRDE présente de nombreux avantages, tels que sa capacité à fournir une poussée continue, les scientifiques de l’Université Tsinghua de Pékin doivent relever un certain nombre de défis pour que leur moteur puisse devenir opérationnel. Selon eux, il est nécessaire de mettre en place un mécanisme de stabilisation efficace dans leur moteur. En effet, stabiliser une onde de détonation dans un rotor à grande vitesse peut être relativement complexe. D’autre part, les chercheurs estiment que les pales doivent être légères pour qu’elles puissent tourner rapidement, et robustes pour supporter les détonations et les flux d’air d’admission.
Malgré ces nombreux défis, l’équipe espère que leur moteur à détonation à rotor-bélier constituera une solution de propulsion performante, dans les années à venir. Plus d’informations sur cette étude. De nombreuses équipes de chercheurs ainsi que des entreprises travaillent actuellement à développer des solutions pour de futures motorisations supersoniques, verrons-nous bientôt des avions commerciaux voler à de telles vitesses ? Je vous invite à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .
