la méthode chinoise de lancement de navires et de satellites dans l’espace avec une ingénieuse catapulte géante

L’augmentation du nombre de lanceurs ne cesse de croître chaque année et, pour le moment, la demande des entreprises dépasse largement l’offre de capacités de décollage dans l’espace. Des entreprises comme SpaceX d’Elon Musk ont ​​réussi à réduire le coût de lancement de plus de 95 %, selon un rapport de McKinsey, tandis que d’autres, comme PLD Space, basée à Alicante, continuent de s’engager dans le même programme. Cependant, il existe un courant que l’on retrouve rechercher et développer de nouvelles méthodes plus économiques et plus performantes.

C’est dans ce dernier scénario qu’évoluent certaines entités gouvernementales en Chine, l’un des pays qui mise le plus sur les véhicules spatiaux et hypersoniques ces dernières années. Ils ont également obtenu Des avancées majeures dans les systèmes de lancement électromagnétiques avec lesquels ils comptent équiper leurs porte-avions pour que les chasseurs puissent décoller plus rapidement et en toute sécurité.

À l’intersection des deux mondes aérospatiaux se trouve le dernier programme promu par la China Aerospace Science and Industry Corporation – mieux connue sous son acronyme anglais CAIC –, par lequel L’objectif est d’envoyer des navires dans l’espace de la manière la moins chère et la plus fiable possible.. « La technologie de lancement électromagnétique offre une solution prometteuse », a publié l’équipe dirigée par Li Shaowei dans un article.

Précédemment, La Chine avait déjà présenté quelques projets liés à cette même méthode et même avancé dans sa conception, mais ils n’ont jamais réussi à surmonter une phase théorique. L’objectif désormais, comme ils l’expliquent, est de surmonter ces défis. « Cette technologie est apparue comme une frontière stratégique appliquée par les plus grandes nations du monde. »

Lancement électromagnétique

Pour ce transfert du niveau théorique au niveau pratique, CASIC a construit 2 kilomètres de piste de sustentation magnétique à grande vitesse et avec le vide partiellement créé à l’intérieur. Elle est située dans la zone industrielle de Datong (province du Shanxi, au sud-ouest de Pékin) et l’installation permet de propulser un objet à des vitesses proches de 1 000 kilomètres par heure, très proche de la vitesse du son.

Dans les années à venir, la longueur de la ligne de test sera allongée afin que l’objet à l’intérieur puisse atteindre une vitesse de fonctionnement maximale de 5 000 km/h, selon SCMP. Il s’agit de l’installation de propulsion électromagnétique la plus ambitieuse de la planète entière et ne servira pas uniquement à développer cette nouvelle méthode de lancement d’engins spatiaux.

Aussi sera utilisé pour évaluer les chemins de fer à grande vitesse des générations futures qui auront pour objectif de populariser la sustentation magnétique tout en atteignant des vitesses encore plus élevées. La Chine est l’un des rares pays au monde à disposer de lignes régulières à sustentation magnétique et entretient une concurrence technologique avec le Japon, berceau des trains à grande vitesse.

Le but de ce programme est d’utiliser un Une rampe de lancement électromagnétique géante pour accélérer les avions hypersoniques jusqu’à atteindre 2 000 kilomètres par heure. L’étape suivante consiste pour le vaisseau spatial à se séparer de la piste, à allumer son propre propulseur intégré et à entrer dans l’espace proche à environ 7 fois la vitesse du son (8 600 km/h).

Le vaisseau spatial choisi pèse environ 50 tonnes et mesure plus de 40 mètres de long, plus qu’un avion Boeing 737. La plateforme a été développée dans le cadre du projet Tengyun dévoilé en 2016 et, depuis lors, elle n’a pas trouvé de programme avancé auquel elle pourrait participer.

Cette méthode de lancement est destinée Améliorer la livraison du fret spatial de deux manières possibles. Le premier est lié à la moindre quantité de propulseurs – carburant et comburant – qu’il faut emporter à bord puisque les premières étapes du voyage reposent sur le système électromagnétique. Cela permet d’inclure davantage de marchandises ou de personnes dans le même voyage, ce qui réduit considérablement le coût.

D’un autre côté, le la conception aérodynamique bénéficiera également. Actuellement, les ingénieurs doivent développer des avions capables de voler à basse vitesse, là où les besoins en sustentation et en gouvernes n’ont rien à voir avec le fait que la même plateforme se déplace à des milliers de kilomètres par heure. Cela représente un préjudice à grande vitesse qui, avec ce système de décollage, serait annulé et on pourrait obtenir la meilleure conception prête pour le segment hypersonique à plus de 6 000 km/h.

Apprendre des États-Unis

L’idée d’utiliser des catapultes pour lancer des objets dans l’espace n’est pas vraiment nouvelle ni originale en Chine. Déjà dans les années 90 du 20e siècle dernier, La NASA a essayé de le mettre en pratique construire une petite ligne d’essai de 15 mètres de long. Le manque de financement public et les difficultés techniques ont mis le programme de côté alors qu’ils ont opté pour la création de lanceurs électromagnétiques pour porte-avions.

En fait, les porte-avions de classe Gerald R. Ford disposent d’un système de lancement électromagnétique qui a un casse-tête pour les ingénieurs américains. Dans les différents déploiements, une faible disponibilité a été démontrée avec de longues périodes d’arrêt dues à des problèmes techniques, ce qui n’arrive pas avec les catapultes à vapeur qui, jusqu’à cette unité, étaient équipées sur tous les porte-avions.

Revenant aux lancements spatiaux, l’idée de la NASA était d’accélérer le vaisseau jusqu’à 700 kilomètres par heure, une vitesse qu’elle avait stipulée comme suffisante pour ne pas nécessiter de premier étage de propulsion. Quelque chose qui, pour les ingénieurs chinois dirigés par Li Shaowei, est trop peu car manque d’essais en soufflerie par les Américains.

Et, à mesure que la vitesse de lancement augmente, le flux d’air entre le navire, la catapulte électromagnétique et la piste sur sol solide devient très intense et complexe. L’équipe de Li Shaowei a effectué des simulations informatiques et des tests en soufflerie pour valider leur théorie, concluant que passer la barrière supersonique tout se complique en raison des ondes de choc impactant la surface.

« Lorsque la catapulte atteint sa vitesse cible, elle libère l’avion et freine brusquement », expliquent-ils. Cette situation provoque un flux d’air chaotique qui parvient à propulser le navire pendant 4 secondes et la possibilité d’éprouver une légère sensation d’apesanteur, selon les résultats obtenus en soufflerie.

Cependant, à mesure que la distance entre l’avion et la piste augmente, l’intensité du flux diminue jusqu’à disparaître. C’est au cours des 4 premières secondes où une certaine portance est encore générée que le propulseur doit se connecter.

Armes électromagnétiques

Outre les porte-avions et les engins spatiaux, toutes les connaissances accumulées par la Chine dans le domaine électromagnétique motive la création d’armes. En janvier dernier, des scientifiques de l’Université navale d’ingénierie du géant asiatique ont achevé la création d’un projectile intelligent pour armes cinétiques qui parvient à adapter sa trajectoire en plein vol et utilise un canon électromagnétique pour tirer.

« La capacité de tir continu est la pierre angulaire de systèmes de sécurité efficaces. lancement ferroviaire électromagnétiqueet nous y sommes parvenus avec succès », a commenté l’équipe scientifique. La technologie derrière ce système est basée sur la création de champs électromagnétiques qui accélèrent le projectile à des vitesses impossibles à atteindre avec la méthode de tir traditionnelle.

Un autre point clé de cette technologie est qu’elle permet un lancement en continu. Contrairement aux canons conventionnels, où chaque tir représente une charge individuelle dans le tube, le format électromagnétique est capable de tirer un projectile après l’autre avec une cadence très faible. Lors des tests effectués par les ingénieurs chinois, ils ont tiré un total de 120 projectiles d’une portée allant jusqu’à 200 kilomètres.

Les des chercheurs ont appliqué l’intelligence artificielle au canyon pour qu’il puisse prendre ses propres décisions. S’il détecte une panne peu grave, comme un équipement qui chauffe parfois trop, il continuera à fonctionner. Mais s’il y a un problème qui pourrait causer de réels dégâts, l’IA arrêtera le tir du canon électromagnétique. « Ce système intelligent a déjà sauvé le système 3 fois », ont-ils commenté. « Avec chaque petit problème détecté et résolu, le pistolet fonctionne plus facilement. »