L’augmentation de la masse de la cargaison qu’une fusée peut mettre en orbite est devenue l’une des solutions les plus efficaces. défis à relever dans les années à venir. La forte demande de lanceurs et de microlanceurs – menée en Espagne par PLD Space et Pangea Aerospace – dépasse de loin l’offre disponible à l’heure actuelle.
De ce besoin naissent de nouvelles entreprises qui s’engagent dans des formats et des schémas technologiques révolutionnaires, combiner les systèmes de propulsion pour obtenir de meilleures performances. « Mon entreprise Astro Mechanica a inventé un nouveau type de moteur à réaction », a déclaré son fondateur Ian Brooke sur le réseau social X.
« Contrairement à tout moteur existant, Il est efficace à toutes les vitesses« dit Brooke. Qui explique également que, grâce à cela, ils peuvent l’utiliser comme premier étage d’un lanceur orbital.
Conception informatique du premier étage du moteur 3-en-1 Astro Mechanica
Le secret de la proposition technologique d’Astro Mechanica est celui de combiner trois types de moteurs en un dans le but d’être le plus efficace possible au fur et à mesure de votre progression. « La plate-forme résultante mettra des charges utiles en orbite à un coût bien moindre que les systèmes basés uniquement sur des fusées », dit-il. « Il a de nombreuses applications possibles. »
« L’idée clé est d’utiliser moteurs électriques pour entraîner un compresseur » explique Brook, qui fonctionnerait comme une boîte de transmission capable de tourner à une très large plage de tours par minute. » De cette façon, nous pouvons le faire tourner à n’importe quelle vitesse, lui permettant de s’adapter à la vitesse de l’air et au cycle de combustion. . » .
Moteur révolutionnaire
Le principal inconvénient des fusées actuelles est qu’elles doivent embarquer une grande quantité de propulseur, composé de carburant et de comburant. Cela réduit considérablement sa capacité à décoller des marchandises payantes, ce qui augmente considérablement le coût de chaque kilogramme lancé.
Un autre point essentiel à prendre en compte sont les cycles d’utilisation. Les lanceurs comme le Falcon 9 de SpaceX, le plus réutilisé à ce jour, ont une durée de vie estimée très longue. moins de 30 000 cycles de vol complets pour lequel tout avion commercial actuel est conçu.
J’ai gardé un profil assez bas (en ligne) de ce que je construis, mais la nouvelle se répand.
Mon entreprise Astro Mechanica a inventé un nouveau type de moteur à réaction. Contrairement à n’importe quel moteur existant, il est efficace à tous les régimes. Parce qu’il est efficace à toutes les vitesses, nous pouvons l’utiliser d’une nouvelle manière :… pic.twitter.com/YecrslCiPZ
—Ian Brooke (@k2pilot) 29 février 2024
Partant des deux prémisses, la proposition d’Astro Mechanica est d’utiliser un moteur qui dans les premières phases de vol se comporte comme un avion traditionnel puis il passe par un turboréacteur et plus tard par un stratojet. À mesure que la vitesse et l’altitude augmentent, on passe d’un mode à l’autre.
Les moteurs à réaction des avions commerciaux sont conçus pour fournir des performances maximales sur les premiers milliers de mètres dans l’atmosphère et jusqu’à une vitesse maximale stipulée. Dans cette région vitesse-altitude, les propulseurs de fusée sont totalement inefficaces dépenser beaucoup plus de carburant et consommer du comburant en même temps.
« Les avions Ils utilisent l’atmosphère comme une échelle« , explique Andrew Côté, un ami de Brooke, qui a expliqué plus en détail la technologie. « L’air est mélangé au carburant, brûlé et utilisé comme masse réactionnelle. Au contraire, « les fusées doivent transporter leur propre air liquide ».
Le schéma de fonctionnement proposé par Astro Mechanica commence par un moteur alimenté en carburant qui est responsable de générer du courant pour entraîner un moteur électrique. « Chaque générateur est efficace à près de 98 % lorsqu’il est cryo-refroidi », explique Ian Brooke, le fondateur. L’ensemble donne un rendement de 95%.
Schéma de fonctionnement du triple moteur Astro Mechanica
Ce moteur électrique fait tourner le propulseur principal – de type turboréacteur, dans le jargon aéronautique – comme celui d’un avion de ligne moderne pour entreprendre les premiers pas du lancement. Il La prochaine chose est d’allumer la postcombustion, un système qui injecte du carburant juste avant l’échappement pour gagner un élan supplémentaire, sans arrêter le premier étage.
Le moteur de postcombustion est un élément largement utilisé dans les chasseurs depuis des décennies. Cela leur permet d’atteindre une vitesse supersonique beaucoup plus rapidement qu’en utilisant simplement un turboréacteur à double flux. Peut fournir pousser au-delà de 3 fois la vitesse du son (3 700 km/h), un terrain sur lequel peu d’avions sont capables de se déplacer.
Différentes étapes et modes de propulsion du moteur par rapport à la vitesse du son (axe X) Astro Mechanica
La propulsion du la dernière étape de lancement est réalisée par un stratojet. Il s’agit d’un type de moteur à réaction spécialement conçu pour fonctionner à des vitesses élevées. Grâce à sa géométrie d’entrée, l’air se comprime et se mélange au carburant pour fournir une poussée de manière très efficace.
fusée et avion
Pour la dernière phase de décollage, lorsque le lanceur file à plus de 8 000 kilomètres par heure, Astro Mechanica s’engage à découpler cette première phase réutilisable et utiliser une fusée traditionnelle. Dans ce cas et à cette vitesse et altitude, les fusées constituent actuellement le système de propulsion le plus efficace connu.
Avion militaire A-12, la géométrie de l’entrée d’air est très similaire à celle du moteur Astro Mechanica USAF
Pour le moment les spécifications sont inconnues. La société a annoncé qu’elle avait déjà testé un prototype miniature et qu’elle était en train d’en développer un 10 fois plus grand.
Un autre des grands domaines où ce propulseur peut avoir une application dans l’aviation commerciale. L’objectif de l’entreprise est d’acquérir l’expérience nécessaire dans le domaine du lancement de marchandises dans l’espace afin de collecter des fonds, de certifier sa technologie et, plus tard, d’entrer dans le domaine du transport de passagers et de marchandises.
Ils espèrent tripler la vitesse de vol d’un avion de ligne commercial, entre 2 700 et 2 900 kilomètres par heure. Cela réduirait considérablement les trajets comme celui de Madrid à New York, en un peu plus de deux heures.