Voici Destinus, l’avion hypersonique « espagnol » qui volera à plus de 6 000 km/h à l’hydrogène

Mais jusqu’à ce que cela soit réalisé, le chemin à suivre est très complexe. La technologie actuellement disponible n’est pas suffisante et, à de nombreuses reprises, elle doit être créée à partir de zéro car il s’agit encore d’un terrain inexploré. Destinus a son siège espagnol à Madridune ville qui concentre une bonne partie de son personnel d’ingénierie et d’où les défis les plus complexes sont relevés.

À EL ESPAÑOL – Omicrono, nous avons parlé avec Plácido Márquez, directeur exécutif du développement commercial chez Destinus, qui explique sur quoi ils travaillent actuellement et quels sont les défis et les objectifs à moyen et long terme. « L’utilisation de l’hydrogène dans l’aviation est une tendance imparable »assure.

Des entreprises comme Airbus développent déjà ce type de moteur pour qu’il soit opérationnel d’ici 2050. Mais toujours concentré sur les avions conventionnelsdont ils restent plusieurs centaines de kilomètres à l’heure sous le mur du son.

Destin va plus loin. Le terrain hypersonique commence en voyageant 5 fois la vitesse du son et aucun des concurrents directs de la société basée en Suisse n’a l’intention d’aller aussi vite en utilisant de l’hydrogène pur.

premiers vols

« Chez Destinus, nous suivons un processus de développement séquentiel », explique Márquez. Conséquence de ne pas travailler d’un coup sur tout ce qui est représentatif du modèle final qui transportera un jour des passagers, mais avec la création de modèles thématiques pour aller tester, ajuster et valider chacune des technologies.

Le premier prototype est Destinus 1. Son objectif est de tester « une conception aérodynamique hypersonique ou, du moins, en très supersonique, volant à basse vitesse ». C’est un point d’investigation essentiel du fait de la stabilité même de l’avion, qui doit pouvoir décoller d’un aéroport conventionnel à basse vitesse puis l’augmenter progressivement .

Le problème du vol trop lent est quelque chose qui se produit dans certains avions supersoniques – principalement militaires – qui sont conçus si spécifiquement pour voyager vite que leurs performances en souffrent. Ils deviennent instables et extrêmement complexes à manipuler. à mesure qu’ils perdent de la vitesse.

Dans le domaine des spécifications, le prototype Destinus 1 mesure 4 mètres de long sur 2 mètres de large. Pour l’instant, c’est une plate-forme conçu pour atteindre des vitesses subsoniques avec un seul moteur et une post-combustion à hydrogène. Il a pris son envol pour la première fois en 2021, étant le premier prototype et le premier avion de la compagnie.

L’un des jalons les plus importants et les plus récents pour cet avion s’est produit il y a quelques jours à peine sur un aérodrome près de Munich (Allemagne). Après une série de modifications effectuées dans le système de carburant, le moteur de la Destinus 1 a utilisé de l’hydrogène pour la première fois.

Le nouveau propulseur obtenu consiste en un turbine conventionnelle à laquelle une post-combustion à hydrogène a été ajoutée. Ce dernier élément est une chambre de combustion supplémentaire qui sert à générer plus de poussée en injectant du carburant supplémentaire – en l’occurrence de l’hydrogène – dans les gaz d’échappement. L’exemple parfait de l’utilisation de post-combustion est lorsque vous pouvez voir un brasier de feu sortir d’un moteur de chasse.

Le prochain modèle développé par la société est le Destinus 2. « Il est analogue au Destinus 1, mais avec une enveloppe de vol plus grande qui vous permet d’atteindre plus d’altitude et de vitesse ».

Ce deuxième prototype pousse à 10 mètres, a une envergure de 3,5 et une paire de moteurs à réaction. L’objectif est très similaire : comprendre comment se comporte ce modèle aérodynamique conçu pour des vitesses hypersoniques au milieu d’un vol plus lent.

Destinus 1 et 2 basent leur propulseur sur un jet de kérosène, très similaire dans son concept à celui que l’on trouve dans n’importe quel avion actuel. Il La prochaine étape consiste à créer un prototype d’avion qui n’utilise que de l’hydrogène. Et c’est là que Destinus 3 entre pleinement en jeu, le dernier à atteindre le portefeuille de l’entreprise.

destin 3

Profitant du salon du Bourget, Destinus a présenté le nouveau modèle Destinus 3 à la société. « Voici déjà nous intégrons un réservoir pour l’hydrogène cryogénique ainsi que tous les systèmes qui le chauffent, le vaporisent et l’injectent dans les nouveaux moteurs. »

« Ce sera probablement le premier avion volant à hydrogène liquide et à turbine« , dit Márquez. « C’est déjà un avion de 1 800 kilogrammes conçu pour voler à une vitesse supersonique. »

Le Destinus 3 est actuellement en phase de production et a prévu de prendre son envol début 2024 prochain. S’il atteint son objectif, il deviendra le premier avion à hydrogène de l’histoire à franchir le mur du son. « Nous atteindrons 1,3 ou 1,4 fois la vitesse du son, même si nous en tirerons le maximum. »

Le propulseur de postcombustion qu’ils sont en train de concevoir pourrait être efficace jusqu’à 2,5 fois la vitesse du son (3 000 km/h). Ils ont donc besoin d’un deuxième système qui leur permette d’atteindre —minimum— le ​​double de la vitesse pour tenir leurs promesses. Par conséquent, les conduisant à une situation délicate.

Pour résoudre les carrefours explorent deux méthodes. « La première voie est d’étendre au maximum la vitesse fournie par les moteurs actuels. » Quelque chose de très compliqué puisqu’il s’agit d’une technologie largement étudiée et améliorée au cours des dernières décennies. « Le second est le sauvetage d’un type d’ergol -appelé ATR ou Air Turbo Rocket- qui n’a pas été très développé » par l’industrie aéronautique.

Une fois cette étape franchie, Destinus utilisera un stratojet comme ceux actuellement en vedette dans les missiles hypersoniques pour dépasser 5 fois la vitesse du son. « Les deux moteurs fonctionnent à l’hydrogène. » Le principal avantage de ce type de moteur est sa simplicité mécanique puisqu’il est dépourvu d’étage de compression d’air et sa fiabilité plus que éprouvée.

Passagers à 6 000 km/h

Si tout se passe comme prévu, cet effort technologique cristallisera une série d’avions passagers et cargo dans le futur à moyen terme. « Il l’objectif est de lancer Destinus S, M et L« , se référant à la taille. Chacun s’est concentré sur la réponse à un besoin du marché.

Le plus petit de tous aura un capacité de 25 passagers avec une autonomie de 10 000 kilomètres à 6 000 km/h. « Ce marché n’existe pas actuellement, nous devons le créer au fur et à mesure que nous développons la technologie. »

« Il est très possible que pour la facilité ou l’éducation de la société ces premiers vols hypersoniques à hydrogène avec fret à bord« , dit Márquez. Par exemple, le transport d’organes ou la logistique urgente. « Nous prévoyons que le Destinus S soit prêt pour 2030. À partir de là, cela dépend beaucoup du marché. » Le modèle moyen pourrait être d’ici 2035 et le plus grand au-delà de 2040.

Défis et avantages de l’hydrogène

L’un des défis auxquels Destinus est confronté lors de l’utilisation de l’hydrogène implique ce que délicate de son traitement pendant les périodes de transport, de stockage et de remplissage des réservoirs du futur avion. Pour être sûr, il doit être conservé à très basse température – environ 200 degrés en dessous de zéro – et à haute pression pour maintenir son état liquide.

Le garder ainsi « représente une grande dépense d’énergie », explique Márquez. « Ce sont les inconvénients majeurs de cette molécule ». Destinus est immergé dans le PERTE hydrogène pour la conception, la démonstration et la validation de véhicules à hydrogène ; chef de file du projet et s’appuyant sur la société Getafense CITD.

La société a l’intention d’utiliser des réservoirs cryogéniques, comme celui utilisé par certaines fusées spatiales, sur ses avions comme méthode de stockage de l’hydrogène. Il aura également une double utilisation au sein des opérations aériennes elles-mêmes, puisque peut servir de méthode de refroidissement pour les parties de l’avion qui s’échauffent pendant le trajet à une vitesse aussi élevée.

« Nous avons l’énorme avantage d’avoir un liquide cryogénique à bord, qui veut juste se réchauffer et la cellule veut se refroidir. » La combinaison thermodynamique parfaite. « Notre défi ici est vaporiser de l’hydrogène à la surface de l’avion puis l’amener directement aux moteurs pour les faire fonctionner. »

L’hydrogène, notamment celui obtenu à partir d’énergies renouvelables, est aujourd’hui indispensable à de nombreuses applications et constitue déjà l’un des domaines de recherche les plus importants dans le secteur de l’énergie. De plus, il servira d’étape préliminaire nécessaire pour fabriquer des carburants synthétiques créés en le mélangeant avec du dioxyde de carbone.

Ce dernier est l’un des grands atouts de Destinus. Ses concurrents, comme Boom Supersonic —qui a également une participation espagnole— utilisent du carburant synthétique pour alimenter ses moteurs. « Nous sommes à mi-chemin L’hydrogène nous atteindra avant que le carburant synthétique ne les atteindra», souligne-t-il. « Les grandes compagnies pétrolières y travaillent déjà.

Parmi les avantages d’avoir un moteur à hydrogène, deux très importants peuvent être soulignés. « La première est que nous n’émettons pas de dioxyde de carbone dans l’atmosphère« et la seconde est que l’hydrogène a une densité d’énergie beaucoup plus élevée que n’importe quel combustible fossile.

« Disons que le volume de carburant nécessaire pour faire des vols très longs est beaucoup plus petit en hydrogène », explique Márquez. « Nos cas d’utilisation d’avions sont de vols entre 10 000 et 30 000 kilomètreslà tout prend beaucoup de sens ».

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