Depuis sa création en 1958, la NASA est l’une des principales sources mondiales d’innovation dans l’industrie aérospatiale. De ses bureaux, laboratoires et ateliers sont sorties certaines des technologies les plus avancées qui plus tard, ils ont été appliqués à l’aviation commerciale afin d’améliorer l’efficacité et la sécurité. L’un des derniers programmes comprend le démonstrateur de vol durable ; Développé à mi-chemin avec Boeing et qui vient de recevoir le nom X-66A de l’US Air Force, l’équivalent de l’armée de l’air espagnole.
« A la NASA, nos yeux ne sont pas seulement fixés sur les étoiles, mais aussi sur le ciel. Le démonstrateur de vol durable s’appuie sur les efforts de pointe mondiaux en matière d’aéronautique et de climat », a déclaré Bill Nelson, administrateur de la NASA. « Le X-66A contribuera à façonner l’avenir de l’aviationune nouvelle ère dans laquelle les avions seront plus verts, plus propres et plus silencieux, et créeront de nouvelles possibilités à la fois pour le public de l’aviation et pour l’industrie américaine. »
Le X-66A est le premier avion de catégorie X, expérimental, axé spécifiquement sur « aider les États-Unis à atteindre l’objectif de zéro émission nette de gaz à effet de serre effet de serre », selon la NASA elle-même. Un projet qui s’inscrit dans le Plan d’Action Climat Aviation mené par la Maison Blanche.
Avion du projet de démonstration de vol durable de la NASA
Traditionnellement, ce type de classification au sein de l’US Air Force est réservé aux développements militaires, même si cela est en train de changer ces derniers temps avec l’ouverture à des initiatives plus variées. Pour mettre les choses en perspective, une partie importante des chasseurs actuellement en activité — comme les F-16 — sont issus de programmes expérimentaux, au même titre que des bombardiers ou des avions espions furtifs.
avion expérimental
Au début de cette année 2023, la NASA a annoncé l’alliance avec la société américaine Boeing pour concevoir le Sustainable Flight Demonstrator, un avion qui a pour objectif de intégrer une série de technologies capables de réduire les émissions de l’aviation commerciale. Pour ce faire, il se concentre sur les avions monocouloirs tels que ceux qui desservent les liaisons court et moyen-courriers.
« En raison de leur utilisation intensive, les avions monocouloirs représentent aujourd’hui près de la moitié des émissions de l’aviation autour du monde », disent-ils de la NASA. « La création de conceptions et de technologies pour une version plus durable de ce type d’avion a le potentiel d’avoir un impact profond sur les émissions.
Pour ce faire, ils tenteront de démontrer l’utilité de certaines innovations sur lesquelles la NASA travaille depuis des années et qui ont déjà été testées à petite échelle dans des souffleries. L’une des plus importantes correspond à la Transonic Truss Braced Wing (TTBW ou Transonic Reinforced Wing with Beams), une conception d’aile qui « a un forte probabilité d’être largement adopté par les futurs avions de transport« , comme indiqué par le corps lui-même.
Maquette d’un avion avec les ailes TTBW NASA / David Meade
Les premières versions du TTBW créées à la NASA ne pouvaient atteindre que des vitesses relativement faibles comprises entre 726 et 864 kilomètres par heure. Ce qui les rendait moins compétents vis-à-vis des structures de voilure des avions traditionnels qui permettent d’atteindre 1 000 km/h en toute sécurité. Mais avec le dernier modèle présenté en 2019, tout cela a changé et le TTBW a atteint une efficacité maximale à environ 987 km/h.
Ce nouveau concept d’avion apporte avec lui un augmentation notable de l’envergure. Grâce à cette structure en forme de poutre qui s’étend du ventre de l’avion au milieu de l’aile, les ingénieurs ont pu augmenter sa longueur sans compromettre la résistance structurelle.
[N3-X, la enorme aeronave de la NASA que revolucionará cómo viajamos en avión]
De bout en bout, le dernier modèle d’aile présenté en société atteindrait 51,8 mètres de bout en bout dans un avion monocouloir grandeur nature. Le Boeing 737-800, le modèle utilisé par des compagnies aériennes telles que Ryanair et qui pourrait être l’équivalent du nouveau développement de la NASA, a une envergure de 35,7 mètres.
Pour assurer la compatibilité de l’avion avec les portes d’embarquement actuelles où ce modèle d’avion opère, Boeing a conçu un système d’ailes repliables. Quelque chose qui a déjà été mis en pratique dans le modèle 777X qui devrait entrer en service dans les années à venir.
Avion de démonstration de vol durable de Boeing
Ils indiquent également que d’autres types de technologies seront testées — sans entrer dans plus de détails — qui permettront réduire la consommation de carburant et les émissions de 30 %, réduisant ainsi les coûts d’exploitation et, in fine, le prix des billets. Si tous les délais sont respectés, l’avion devrait prendre son envol en 2028 pour entamer une période de tests et de réglages par les ingénieurs.
« Pour obtenir notre objectif de zéro émission nette de l’aviation d’ici 2050nous avons besoin de concepts d’avions transformateurs comme celui que nous pilotons sur le X-66A « , a déclaré Bob Pearce, administrateur associé de la direction des missions de recherche aéronautique de la NASA. « Avec cet avion expérimental, nous visons haut pour démontrer les types d’énergie et les réductions d’émissions dont l’industrie aéronautique a besoin ».
Le budget alloué au démonstrateur de vol durable est d’environ 400 millions d’euros de la NASA distribuer au cours des 7 prochaines années. Tandis que Boeing et ses partenaires apporteront le reste des fonds, estimés à environ 700 millions d’euros.
capsules d’hydrogène
Bien que ni la NASA ni Boeing n’indiquent l’utilisation de moteurs alternatifs dans le X-66A, l’Airbus européen travaille sur un ligne d’avions à hydrogène plusieurs années. Il le fait à travers le programme ZEROe où ils ont déjà différents types d’avions.
Avion à hydrogène Airbus Omicrono
Les plus gros avions construits à ce jour qui utilisent l’hydrogène ne dépassent pas 20 sièges, ils peuvent donc utiliser la configuration traditionnelle de deux moteurs. « Mais une capacité de passagers plus élevée et une autonomie plus longue nécessitent une autre solution »soulignent-ils d’Airbus.
Pour ce faire, les ingénieurs de l’entreprise ont imaginé un système de capsules – qu’ils appellent pods – composées d’une hélice, d’un moteur électrique, d’une pile à combustible, d’électronique, d’un réservoir d’hydrogène moléculaire, d’un système de réfrigération et d’un ensemble de équipement. C’est-à-dire, tout ce dont un moteur a besoincondensé dans une capsule interchangeable.
« L’hydrogène et l’air sont fournis aux piles à combustible pour générer un courant électrique. l’électronique de puissance la convertit en énergie pour alimenter les moteurs électrique. Et grâce à cette énergie, l’hélice tourne solidairement avec le moteur », précisent-ils depuis Airbus.
Un autre point à garder à l’esprit est que les pods peuvent être détachés et remis en place en un temps record, bien qu’ils ne précisent pas combien. « Cette approche pourrait fournir une solution pratique et rapide pour la maintenance et potentiellement le ravitaillement en hydrogène dans les aéroports. »
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